De pagina ververst bij het selecteren van een onderwerp.

Sla artikel navigatie over.

Innovatieve oplossingen en ontwikkelingen

Innovatieve oplossingen zijn nodig voor meer spoorcapaciteit, betere prestaties en een duurzamer en kostenefficiënter spoor. We werken aan grotere systeemsprongen in technologie zoals Automatic Train Operation en duurzame energievoorziening. We stimuleren de mogelijkheden die digitalisering biedt en zetten innovatieve methodieken in. Samenwerking is bij innovatie cruciaal. We bundelen onze krachten dan ook met vervoerders, aannemers, ingenieursbureaus, infrastructuurbeheerders, universiteiten en kennisinstituten in Nederland en Europa (via de Shift2Rail Joint Undertaking). Met deze partners werkten we ook in 2021 aan verbeteringen en innovaties. De implementatie van de nieuwe treinbeveiliging in ERTMS is in volle gang.

ERTMS: de realisatie is begonnen

Met het op 17 mei 2019 genomen kabinetsbesluit ERTMS (European Rail Traffic Management System) heeft het programma de planstudiefase afgesloten en is de realisatiefase gestart. Het ministerie van Infrastructuur en Waterstaat heeft met het kabinetsbesluit formeel de opdrachtnemersrol voor de uitvoering van het programma ondergebracht bij ProRail. ProRail voert daarmee de onafhankelijke regie over de invoering van ERTMS met onder andere het ministerie, vervoerders, verladers en materieeleigenaren. De invoering van ERTMS vergt stevige coördinatie die door de programmadirectie ERTMS wordt ingevuld. Daarnaast heeft ProRail ook een eigen opgave binnen het programma; hiervoor is het Implementatieteam ERTMS ProRail (IEP) ingericht.

De coördinatie-opdracht van ERTMS

De landelijke invoering van ERTMS is een omvangrijke opgave die tot 2050 zal duren. Het ERTMS-programma legt de basis voor de invoering van ERTMS in Nederland door onder meer het realiseren van een proefbaanvak, de ombouw van ruim 1.300 materieeleenheden en aanpassing van de relevante gebruikersprocessen en ICT-systemen. Het werk verandert voor 15.000 tot 18.000 gebruikers, waaronder machinisten, treinverkeersleiders en beheer- en onderhoudsmedewerkers aan baan en trein. De scope van de huidige coördinatieopdracht van de programmadirectie is de uitrol van ERTMS op de eerste zeven baanvakken. In november 2021 is de vervroegde uitrol van ERTMS op de regionale lijnen in Groningen en Friesland (de Noordelijke lijnen) definitief toegevoegd aan de scope van het Programma ERTMS.

ERTMS opent een inspirerende nieuwe wereld die technisch moet werken en uiteraard ook operationeel en logistiek werkbaar moet zijn voor gebruikers. Dat vereist goede samenwerking en gerichte communicatie met alle andere implementatie-organisaties en stakeholders. Na de implementatiefase is de verdere landelijke uitrol, de exploitatie en het beheer van ERTMS ingebed in de spoorsector. ERTMS is dan ‘business as usual’. Als ERTMS landelijk uitgerold is, voldoet het Nederlandse spoornetwerk aan de Europese standaard.

Vorig jaar heeft de programmadirectie zich gericht op de verdere verankering van bovengenoemde regierol en versterking van de samenwerking met alle partijen in de sector. De integrale programma-aanpak heeft als doel om deze grootschalige en langdurige opdracht samen met alle sectorpartijen systematisch, traceerbaar en beheerst in te voeren.

Invoering ERTMS

ProRail gaat de komende jaren een werkend én werkbaar infrasysteem met ERTMS opleveren, in nauwe samenwerking met vervoerders, leveranciers en onderhoudspartijen. Het is een veelomvattend project. Bij NS, alle overige materieeleigenaren en ProRail is in 2019 een implementatieteam ingericht; bij ProRail is dat het Implementatieteam ERTMS ProRail (IEP). IEP is verantwoordelijk voor de coördinatie en regie van de ERTMS-projecten die bij ProRail zijn ondergebracht. Het gaat over het aanpassen van de infrastructuur, de ICT-omgeving, de beheerorganisatie, aanpassen van processen en het opleiden van gebruikers zoals monteurs, inspecteurs en treinverkeersleiders. Consistentie en integraliteit tussen de projecten in de bedrijfseenheden worden, in nauwe samenwerking, geborgd door IEP. 

ERTMS brengt vier veranderopgaven: van een baanvak georiënteerde werkwijze naar een landelijke systeemaanpak, van operationele (relais)techniek naar IT-georiënteerde techniek, van een klant/leverancier-verhouding naar intensieve partnerships met onze leveranciers en, tenslotte, van een individuele naar een gezamenlijke ketenprestatie. Concreet betekent dit: nieuwe taakverdelingen tussen partijen bij bouwen en beheer, flexibilisering van contracten en intensievere samenwerking. ProRail blijft zich ook in deze bijzondere tijd inzetten op innovaties en de implementatie ERTMS om het spoor duurzaam klaar te maken voor de toekomst.

In 2021 zijn we merkbaar uit de planfase naar de realisatiefase gegaan, wat leidt tot concrete resultaten. Een paar voorbeelden zijn: de aanbesteding van het CSS (Central Safety System) heeft in Q3 2021 de eerste inschrijvingen ontvangen. De aanpassingen voor de baanvakken Amsterdam-Utrecht en de Hanzelijn voor Ervaringsleren zijn in opdracht gegeven evenals de ontwikkeling en levering van het assentelsysteem voor de ERTMS baanvakken. En met de kennisalliantie ERTMS is een innovatief samenwerkingscontract afgesloten voor het eerste baanvak Kijfhoek-Belgische grens. Duurzaamheid heeft een explicietere plaats binnen het programma gekregen en in de Aanbesteding Snellere Aanpak (ASAP) ERTMS zijn er zes innovaties doorgegaan naar de testfase. 

De staatssecretaris heeft in 2021 in overleg met provincie Groningen en Friesland besloten om de Noordelijke lijnen aan de scope van het programma ERTMS toe te voegen.

Om de toekomstige intensievere samenwerking en nieuwe taakverdeling met ERTMS goed vorm te geven heeft ProRail aan adviesbureau Gartner de opdracht verleend voor het opstellen van een Operating Model Ketenbeheer ERTMS. Hiermee krijgen we handvatten voor het inrichten van afdeling overstijgend en toekomstbestendig Ketenbeheer binnen ProRail.

Op basis van de geboekte resultaten en verkregen inzichten in dit complexe verandertraject, rekening houdend met de gevolgen van Covid-19, zal begin volgend jaar een nieuwe planning vastgesteld worden.

Nederland proeftuin voor zelfrijdende treinen

Automatic Train Operation, ATO, biedt grote kansen voor de toekomst van het spoor. Deze innovatieve techniek voor automatische treinbesturing maakt het mogelijk de capaciteit te vergroten, efficiëntie te verbeteren en uiteindelijk kosten te verlagen. ProRail en vervoerders hebben de handen ineen geslagen om de potentie van ATO de komende jaren verder te onderzoeken en op basis daarvan vast te stellen wat er nodig is om deze techniek succesvol te implementeren. De betrokken partijen geven richting aan dit proces door gezamenlijke doelstellingen en noodzakelijke stappen te benoemen in een opgestelde sectorambitie. Daarmee is deze sectorambitie tevens input voor de besluitvorming bij de betrokken partijen en voor het opstellen van een businesscase of een maatschappelijke kosten-batenanalyse. Zo zal inzichtelijk worden welke investeringen nodig zijn, zowel voor de onderzoeksfase als voor een eventuele implementatie.

Uit een eerste onderzoek van ProRail blijkt dat de capaciteitsvergroting die ATO in potentie biedt direct besparingen kan opleveren omdat minder uitgaven nodig zijn voor het aanleggen van nieuwe infrastructuur. Een voorbeeld hiervan is de capaciteitsbehoefte rondom Schiphol. Met ATO over ERTMS is de stap van 20 naar 24 treinen per uur per spoor mogelijk en hoeft er minder snel geïnvesteerd te worden in infrastructuur. Dit illustreert dat ATO nu al een waardevolle innovatie is en capaciteitsvergroting biedt.

ATO wordt niet alleen door de Nederlandse spoorsector maar ook elders in Europa gezien als een noodzakelijke ontwikkeling om de concurrentiepositie van het spoor te behouden en waar mogelijk te versterken. Zo worden er nationaal en internationaal meerdere experimenten uitgevoerd om de toepassing van ATO-GoA2, waarbij treinen automatisch accelereren en remmen, te valideren. Luxemburg en de regio Stuttgart hebben overigens recent besloten om ATO op korte termijn te implementeren op lijnen waar ERTMS is aangelegd. Binnen het ERJU subsidieprogramma is ATO een belangrijk onderdeel. ProRail is samen met NS hiervoor ‘candidate founding’ member. Daarnaast geeft ProRail invulling aan een Duits-Nederlandse samenwerking die loopt tot eind 2025 met een nieuw ATO testproject op het Nederlandse deel van de Betuweroute. Deze test is een belangrijk onderdeel van de intentieverklaring ter bevordering van het goederenvervoer per spoor.

Systeemkeuze Tractie Energie Voorziening (STEV)

De vraag naar spoorvervoer neemt in de toekomst naar verwachting toe. Tegelijk is de huidige spoorcapaciteit beperkt, met de tractie-energievoorziening als een van de belangrijkste beperkende factoren. Om zowel de verwachte spoorvervoersgroei als ambities op langere termijn (na 2030) te kunnen faciliteren, is het noodzakelijk om een fundamentele systeemkeuze te maken voor de toekomstige tractie-energievoorziening (TEV). In opdracht van het ministerie van Infrastructuur en Waterstaat is ProRail samen met NS een studietraject gestart voor het verkrijgen van inzicht in de technische, logistieke en financiële haalbaarheid van een eventuele omschakeling naar een versterkt 1.500 volt systeem of een hogere bovenleidingspanning (3kV, 15kV of 25kV). Belangrijke input voor deze studie komt uit programma’s als PHS (Programma Hoogfrequent Spoorvervoer), TBOV (Toekomstbeeld Openbaar Vervoer) en het MLT (het logistiek model middellange termijn). De focus zal liggen op de mobiliteitsopgave, capaciteitsgroei mogelijk maken voor reizigers- en goederenvervoer, met hogere snelheden kunnen rijden, en verduurzaming en energiebesparing. Verschillende partijen uit de spoorsector worden bij het onderzoek betrokken, zoals goederenvervoerders en vervoerende aannemers. Dit zorgt voor een inhoudelijke onderbouwing en een door de sector gedragen besluit.

Emissievrij treinvervoer

Na de succesvolle proef in 2020 met een waterstoftrein heeft ProRail in 2021, op verzoek van het ministerie van Infrastructuur en Waterstaat, het vraagstuk van verduurzaming van reizigers-dieseltreinen in kaart gebracht. ProRail heeft het karakter, de aard en de omvang van het dieselvraagstuk bepaald, overzicht aangebracht en in de tijd uitgezet en kenmerken en vraagstukken geïdentificeerd. Aansluitend daarop heeft ProRail een werkgroep Emissievrij Treinvervoer opgericht, waaraan de provincies Friesland, Groningen, Overijssel en Gelderland en het ministerie deelnemen.

In de werkgroep heeft ProRail voor twee nieuwe, emissievrije treindienst-concessies in Overijssel/Gelderland een marktconsultatie, een milieukosten-analyse en een lifecyclemanagement-analyse uitgevoerd. Op basis hiervan heeft ProRail de provincies Overijssel en Gelderland en het ministerie geadviseerd voor de twee treindiensten in te zetten op pantograaf-batterijtreinen. Deze alternatieve oplossing gebruikt de bestaande bovenleiding voor laden en rijden en de batterij om delen zonder bovenleiding te overbruggen. Dit is haalbaar, toekomstbestendig en levert meer milieuwinst op dan de aanleg van een nieuw bovenleidingsysteem. Bovendien is het goedkoper. Begin 2022 hebben ProRail en Arriva een  praktijkproef gedaan met een WINK-trein van Arriva, die zodanig was gemodificeerd dat de batterij waarin de remenergie wordt opgeslagen als tractiebatterij kon fungeren. De proef toonde aan dat met een (kleine) batterij een niet-geëlektrificeerd deel van een baanvak overbrugd kan worden en dat dit potentieel heeft als duurzaam alternatief voor dieselaandrijving. 

Simuleren maakt ProRail “fit for the future”

Door innovaties in de beveiliging (ERTMS), besturing (ATO, TMS) en energievoorziening (STEV), vooraf te simuleren krijgen ProRail en zijn partners meer inzicht in de toekomst. Wat betekent innovatie voor capaciteit, veiligheid en energieverbruik Hoe gaan de gebruikers in de operatie om met een innovatie? Kunnen we innovaties op een veilige manier invoeren? Simulaties geven inzicht in de werking van innovaties, helpen bij onzekerheden in de besluitvorming en versnellen veranderingen. In het in 2021 gestarte SIM-Centrum bundelt ProRail alle kennis, data, tools en mensen om simuleren van innovaties mogelijk te maken. Een concreet voorbeeld is ERTMS: we onderzochten of een dienstregeling met ERTMS beter werkt en hoe de treinverkeersleider en machinist samenwerken met dit nieuwe beveiligingssysteem. Voor simulatieonderzoek naar Automatisch rijden (ATO) ontwikkelden we nieuwe trein- en besturingsfunctionaliteit. Ook deden we verkenningen naar toepassing van verkeersoptimalisatie bij een complex invoegpunt in het netwerk (Amsterdam Bijlmer) en het sneller beschikbaar krijgen van een digitaal model van de nog te bouwen infrastructuur.

DataLab stimuleert digitalisering

Het DataLab van ProRail experimenteert met Datascience en (IoT: Internet of Things) Sensoring om o.a. de conditie van infra-objecten te monitoren en voorspellen, logistieke processen te optimaliseren en capaciteitsknelpunten aan te zien komen. ProRail werkt hierin samen met NS, universiteiten, startups, spoorbedrijven en internationaal met o.a. Infrabel, Networkrail en Trafiverket.

In het samenwerkingsproject Camino Rail werken NS en ProRail samen aan drie experimenten. Ten eerste zijn op twee NS-treinen sensoren en camera’s op het dak gemonteerd, en worden algoritmes ontwikkeld om uit deze meetdata automatisch bovenleiding-gebreken op te sporen. Daarnaast is een proef gestart met een smart camera bij de Schipholtunnel om schades en defecten aan de pantografen van treinen te detecteren op basis van beeldherkenning. Het derde experiment betreft het gebruik van realtime loggings uit honderden NS treinen. We hebben ontdekt dat deze loggings o.a. kunnen helpen bij het automatisch detecteren van de bovenleidingspanning en gladheid van het spoor.

De meetdata van verschillende sensorproeven om de conditie van infra (spoorbaan, bruggen, EV-voorziening) te monitoren is beschikbaar gemaakt in één dashboard. Automatische alarmmeldingen voor deze sensoren worden de komende tijd verder ontwikkeld en getest. In de logistieke keten lopen verschillende pilots in de havengebieden van Moerdijk en Amsterdam in samenwerking met vervoerders, verladers en de havenbedrijven om de goederenlogistiek te optimaliseren. Hierbij worden IoT wiel-passage sensoren en smart camera’s getest en algoritmes ontwikkeld om treinen, wagens en lading te volgen op emplacementen zonder treindetectie.

Naast het realiseren van innovaties wil het DataLab ook de opbouw van datascience expertise stimuleren. Hiertoe organiseerden we in 2021 zes datascience trainingsdagen, zes sessies rond kennisdeling voor de ProRail datascience community en zes ‘Datascience in het spoor’ webinars met honderden deelnemers uit de spoorsector.

Efficiënte goederenlogistiek op emplacementen door datagedreven aanpak

Treinen, goederenwagens en lading kunnen op emplacementen zonder treindetectie niet worden gevolgd door de verkeersleiding: de positieregistraties van wagens met gevaarlijke stoffen vindt daarom handmatig plaats. Ook is het gebruik en de benutting van emplacementen lastig inzichtelijk te maken en mogelijk niet optimaal.

In samenwerking met Havenbedrijf Rotterdam worden de leerervaringen van de proeven met smart camera’s en sensoren in de havengebieden van Moerdijk en Amsterdam gebruikt om de capaciteitsproblemen op emplacement Botlek op te lossen. Door een datagedreven aanpak met alle stakeholders is de verwachting dat de knelpunten vanuit optimale samenwerking en het delen van bestaande data, aangevuld met informatie van de camera’s en slimme sensoren kunnen worden opgelost.

Samenwerking in innovatie

Vanuit het programma Innovatie en markt stimuleren we de samenwerking met marktpartijen. Samen werken we aan innovaties en verbeteringen: van het eerste idee tot de uiteindelijke toepassing. We willen dit soort samenwerking verder versterken met bestaande én nieuwe innovatiepartners. Sinds 2021 worden de vragen gecommuniceerd via de website. In de toekomst komen er steeds nieuwe thema’s en vraagstukken bij.

De thema’s die we beschrijven, vertalen we in concrete uitvragen waarmee we marktpartijen uitnodigen om met ons samen te werken. In 2021 hebben de innovatievragen gericht op duurzaam materiaalgebruik geleid tot 17 innovatiepartnerschappen voor duurzame keerwanden en geluidschermen Van de innovatiepartnerschappen voor een snellere implementatie van ASAP ERTMS- zijn negen businesscases goedgekeurd, Deze voorstellen gaan de testfase in. Als het testen slaagt, zal ProRail deze oplossingen ook inkopen.

Proof-of-Concept Open Interlocking Network (EULYNX)

EULYNX is een samenwerkingsverband van dertien Europese inframanagers gericht op standaardisatie op het gebied van treinbeveiliging. Dit moet leiden tot een modulaire digitale systeemarchitectuur met als doel hoogwaardiger dienstverlening, kostenverlaging en meer flexibiliteit binnen de toegepaste systemen. Op Europees niveau heeft dit tot nu geleid tot de publicatie van baseline 3 release 6. ProRail is voornemens deze standaard ook in zijn infrastructuur toe te passen.

De voorbereidingen voor de implementatie van EULYNX binnen ProRail zijn getroffen. De aanbesteding van het eerste werkpakket is inmiddels begonnen, maar als gevolg van nieuwe ontwikkelingen gefaseerd. De verwachting is dat deze na herijking van de contracteringstrategie medio 2022 wordt vervolgd.

Volop aan de slag met nieuwe allianties

Ondanks de grote operationele aandacht voor COVID-19, was 2021 een zeer druk R&D-jaar voor ProRail. Ook dit jaar zijn nieuwe meerjarige projecten van start gegaan met universiteiten, via directe contracten, of gesubsidieerde projecten (zoals project On The Move om duurzame mobiliteitsinnovatie een impuls te geven). Er is samengewerkt in Stichting NG Infra binnen een nieuwe Call naar onderzoek voor ‘responsive infrastructures’, gericht op een ‘system of systems’ aanpak voor toekomstige uitdagingen voor inframanagers. Dit leidt tot meerdere nieuwe wetenschapsconsortia die de komende jaren dit onderzoek uitvoeren. De bestaande allianties, waarvan de samenwerkingen met TNO, Deltares, TU Delft en Network Rail de belangrijkste zijn, hebben veel gebracht. In veel gevallen hebben wij met deze partners gebruik kunnen maken van Europese en nationale subsidies.

In de alliantie met TU Delft zijn grote stappen gezet. TU Delft heeft in 2021 het Professional Doctorate in Engineering Program voortgezet en een nieuw interfacultair Railway Institute opgericht. Dit instituut investeert ook in de ontwikkeling van kunstmatige intelligentie, nodig voor het optimaliseren van spoorcapaciteit en spooronderhoud. TU Delft realiseert belangrijke Europese onderzoekstaken rondom adhesie op het spoor en nieuwe meetmethoden voor spoordefecten, tot tevredenheid van de Shift2Rail Joint Undertaking. Het EU project In2Track2 is eind 2021 opgeleverd en heeft belangrijke adviezen voortgebracht over conditioneringsmiddelen die in de herfst adhesie kunnen verbeteren en minder slijtage veroorzaken.

TU Delft heeft zich ook bewezen als partner in Shift2Rail, waarvan ProRail een associate member is. Binnen dit partnership doet ProRail mee aan diverse EU-projecten. Naast In2Track2 gaat ProRail meedoen aan het nieuwe EU-project In2Track3. Het doel is om de beheersing van rolcontactvermoeiing (RCF: rail contact fatigue) in het spoor en de adhesiebeheersing (gladde sporen) een stap verder te brengen. ProRail koppelt beide projecten aan nationaal meerjarig onderzoek door TU Delft en Universiteit Twente en toekomstige pilots.

Binnen de alliantie met Deltares zijn nieuwe R&D-projecten gestart om meer inzicht te krijgen in baanstabiliteit, de ontwikkeling van risicomodellen en een betere beheersing van spoortrillingen. Een nieuwe techniek is het meten via glasvezelkabels langs het spoor. Andere toepassingen van deze nieuwe, verfijnde monitoringtechniek zijn in 2021 ook in een gezamenlijk project binnen de alliantie met Network Rail onderzocht. Die zijn dusdanig positief dat er vervolgonderzoek komt. De techniek is zeker nog niet marktrijp.

In een unieke samenwerking van ProRail, TU Delft en Deltares is samengewerkt binnen een groot contractonderzoek waarin TU Delft en Deltares gezamenlijk een onderzoeksprogramma gaan realiseren voor ProRail. Dat project is gericht op een betere onderbouwing en het garanderen van baanstabiliteit, nodig bij de toenemende verkeersgroei.

Ten slotte lopen er diverse R&D-vragen binnen de alliantie met TNO (o.a. rond 5G) en in de Stichting Next Generations Infrastructure (NG Infra), via kenniskamers en in de genoemde Call die samen met NWO is uitgestuurd.

Naast de allianties en stichtingen lopen er ook meerjarige programma’s met andere universiteiten. Er wordt een project uitgevoerd rondom systeemintegratie, samen met Universiteit Twente en TU Delft voor NS en ProRail. FormaSig is een onderzoeksproject dat zich concentreert op het specificeren van interlocking op basis van wiskundige methoden, samen met TU Eindhoven en Universiteit Twente voor zowel ProRail als Deutsche Bahn. Deze projecten lopen door tot en met 2022 en kunnen hopelijk goed geïntegreerd worden in komende EU- programma’s. Daar zal ProRail zich voor inzetten.

Behalve de genoemde projecten loopt ook binnen de Shift2Rail Joint Undertaking het project FINE2, waar ProRail samen met Deutsche Bahn de modellering van spoortrillingen oppakt op Europees niveau. Dit project loopt door in 2022. Binnen het brede EU Horizons 2020 programma is ProRail ook partner van het Safety4Rails project. Dat project concentreert zich op veiligheid tijdens piekuren.ProRail is kandidaat-Kernlid, samen met NS (in 50/50 verhouding) voor het vervolg van Shift2Rail. Deze nieuwe Europe’s Rail Joint Undertaking (EU Rail) zal in 2022 officieel van start gaan. EU Rail is onderdeel van het nieuwe programma Horizons 2030 van de Europese Unie. Het omvat circa 1,2 miljard euro aan onderzoek en innovatie, waarvan 600 miljoen euro uit EU-gelden bestaat. Het is opgebouwd uit twee pijlers: de System Pillar waar specificatie van treinbeveiliging en op termijn verkeersmanagementsystemen zal plaatsvinden, en de Innovation Pillar waar gewerkt wordt aan innovatiedoorbraken op vlak van o.a. energie, duurzaamheid, asset management, verkeersbesturing en -bijsturing, en digitalisering en automatisering. In het EU kernteam van de System Pillar en via EIM is ProRail vertegenwoordigd met eigen experts. Verder is ProRail in een gezamenlijk team met NS actief lid van de Innovation Pillar in oprichting. We hebben mede het EU Masterplan en het Multi Annual Working Programme (MAWP) vorm gegeven. Het MAWP is geschreven met de blik 10 jaar vooruit, gericht op toepassingen die te zijner tijd de spoorcapaciteit kunnen laten doorgroeien, wat ook voor Nederland zeer belangrijk is. Het jaar 2021 was dan ook hectisch, waarin de belangrijkste voorinvestering is gedaan voor een succesvol programma. In 2022 volgen calls voor onderzoek, waarbinnen ProRail en NS elk hun taken zullen definiëren – samen met kennispartners - binnen de Europese consortia die het onderzoek tijdens de eerste vijf jaren van EU Rail waar gaan maken. Eind 2022 volgt de opstart van de realisatie en eerste grote investeringen door de EU en sectorpartijen.