Innovatieve oplossingen en ontwikkelingen
ProRail heeft ambitieuze doelen gesteld voor de toekomst. We zijn er niet alleen om vandaag mensen, steden en bedrijven met elkaar verbinden, maar richten ons ook op de toekomst. We willen groei mogelijk maken en kwaliteit leveren. We zien het immers als onze opgave om een belangrijke bijdrage te leveren aan de verduurzaming van (internationale) mobiliteit. Om dit te kunnen bereiken is een doelgerichte aanpak van de vernieuwing van technologische systemen en processen nodig, altijd in samenspel met de operatie van vandaag.
Doelgericht innoveren doen we met de hele organisatie in een multidisciplinaire aanpak. ProRail streeft ernaar innovatie te verankeren in de gehele organisatie. Vernieuwing en verandering vinden in onze sector immers plaats met de winkel open. Dat vraagt dat we innovatie skills toevoegen aan het vakmanschap dat de basis blijft van onze bedrijfsvoering, in verbinding met elkaar en met onze partners, leveranciers, de wetenschap, kennisinstituten, allianties en het ministerie van Infrastructuur en Waterstaat. Zowel nationaal als internationaal in Europees verband, waar we in 2022 met NS founding member zijn geworden van EU-Rail.
Beproeven van zelfrijdende treinen
Automatic Train Operation (ATO) biedt kansen voor de toekomst van het spoor door verwachte positieve effecten op capaciteit, betrouwbaarheid, veiligheid en energie-efficiëntie. Deze innovatieve techniek voor automatische treinbesturing maakt het mogelijk de capaciteit te vergroten. ProRail onderzoekt (spoorbranche)breed hoe deze innovatieve techniek beschikbaar te krijgen voor een effectieve toepassing op het Nederlandse spoor.
ATO is onderdeel van de ERJU, de European Rail Joint Undertaking, het Research & Innovation programma van de EU op het gebied van spoor. NS en ProRail zijn aan dit Europese programma verbonden als ‘founding member’, ondersteund door kennisinstituten zoals TU Delft en TNO. Financiering voor de onderzoeksplannen is de komende vier jaar geborgd.
Binnen de Joint Declaration of Intent on the cooperation in promoting rail freight services’ (JDOI) is het project Betuweroute gestart. ProRail werkt hier samen met DB Cargo Duitsland om in 2025 enkele omgebouwde treinen te kunnen rijden onder ATO. Financiering vanuit de Duitse overheid is € 20 miljoen. Vanuit de Nederlandse overheid is € 15 miljoen toegezegd.
Digitalisering assets
Datalab - sensoring
De activiteiten van het Datalab op het gebied van sensoring zijn gericht op het verzamelen van nieuwe meetdata en de verwerking tot bruikbare informatie. In 2023 werden de volgende prototypes ontwikkeld: het gebruik van bestaande glasvezelkabels als akoestische sensor. Daarmee kunnen zowel gebreken aan treinwielen als spoorgebreken en zelfs spoorlopers worden gedetecteerd. Er werden camera’s langs het spoor gebruikt en beeldherkenning ontwikkeld voor de monitoring van slijtage en defecten aan pantografen en remblokken. Daarnaast werd het ontsluiten van data van tunneltechnische installaties beproefd. Meer dan de helft van onze prototypes voor sensoring worden geadopteerd en intern geïmplementeerd. De IC Berlijn kan op snelheid rijden doordat we voortdurend de stabiliteit van de baan monitoren. Dat gebeurt met sensoren.
DataLab - datascience
De datascience activiteiten van het DataLab zijn gericht op complexe analyses op bestaande en nieuwe data, waaronder machinelearning, beeldherkenning, generatieve AI en Operations research. Hierbij doorlopen we de stappen: experiment, prototype/pilot, implementatie. Datascience experimenten in 2023 waren onder andere de ondersteuning van treinverkeersleiders door middel van een ChatGPT-achtige toepassing, maakbaarheidstoets van Projecten door middel van machinelearning, beeldherkenning van duizendknoop in luchtfoto’s; detectie van golfslijtage met data ABA uit ‘Reizigerstrein als meettrein’.
In 2023 werden tot werkende prototypes ontwikkeld: automatische detectie van spoorlopers en perrondrukte middels frontcamera’s op reizigerstreinen; monitoren van treinbewegingen op NCBG voor geluid monitoring (omgevingswet). Meer dan de helft van onze datascience prototypes worden geadopteerd en geïmplementeerd. In 2023 werden geïmplementeerd: ICB-verstoringenradar voor monitoring van spoorlopers en dieren; monitoring van onderstation capaciteit (PowerAll). Met het oog op kennisdeling, heeft het DataLab in 2023 vijf ‘Datascience in het spoor’ webinars georganiseerd voor de spoorsector, waaraan gemiddeld 200 deelnemers uit de spoorsector aanwezig waren. Terugkijken via: https://www.prorail.nl/evenementen/datascience-in-het-spoor .
Simuleren van toekomstige concepten in SIM-centrum
Het SIM-centrum bundelt de kennis, tools en vaardigheden op het gebied van onderzoekssimulatie en human factors onderzoek binnen ProRail. Toekomstige veranderingen en (systeem)innovaties worden beproefd binnen een veilige omgeving.
De state-of-the-art ketensimulator is in 2023 veelvuldig ingezet. Hiermee interacteren een machinist en een treindienstleider met elkaar in een toekomstige setting. Zo beproefden expert-verkeersleiders en expert-machinisten ERTMS-gebruikersprocessen op uitvoerbaarheid met behulp van deze simulator. Dit leidde tot belangrijke inzichten en verbeteringen van die processen.
Ook ging de simulatie-opstelling langs verschillende verkeersleidingsposten in Nederland. Met deze “ERTMS on Tour” kunnen verkeersleiders ervaren hoe het werk door ERTMS verandert en de toekomst wordt tastbaar en bespreekbaar gemaakt. Het draagvlak voor de aankomende veranderingen wordt vergroot.
Op 25 mei 2023 organiseerde het SIM-centrum het eerste symposium over hoe simulatie bijdraagt aan besluitvorming voor keuzes rondom technologische vernieuwingen en innovaties. Tijdens dit symposium werd ook kennis uitgewisseld over R&D-simulatie in andere sectoren zoals de luchtvaart en de wegenbouw.
Het HF Innovatie Lab betrekt de menselijke factor al vroeg in het proces bij de verkenning en de ontwikkeling van veranderingen van proces en techniek.
Zo wordt voor het VL project STOC (Safety Traffic Order Controller), waarbij VL een nieuwe rolverdeling voor de VL operatie ontwikkelt, onderzoek gedaan naar het toekomstbeeld door rollenspellen met analoge middelen. In het najaar 2023 is een reeks beproevingen geweest met operationele experts van VL. Bij de ontwikkeling van STOC gaan we steeds meer gebruik maken van mock-ups en prototypes om de mensfactor vroeg mee te kunnen nemen in de ontwikkeling. In 2023 is al gestart met een prototype voor Event Driven Werken en grotere werkgebieden.
Op de verkeersleidingsposten wordt een demo-werkplek geplaatst. Door prototypes op demo-werkplekken te tonen kunnen operationele medewerkers al vroeg in het ontwikkelproces de toekomst ervaren en betrokken worden. Hiermee versnellen we de implementatie.
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. We vertalen onze innovatievraagstukken steeds vaker in concrete vragen waarmee we marktpartijen uitnodigen met ons samen te werken.
De in 2021 uitgevraagde innovatiepartnerschappen voor duurzaam materiaalgebruik lopen volgens planning. De geluidsschermen van acht innovatiepartners zijn in 2023 aan de veldtesten begonnen. Begin 2024 wordt dit innovatiepartnerschap afgerond Het doel is de innovaties terug te zien in het Meerjarenplan Geluid. De keerwanden van twee innovatiepartners zijn in 2023 beproefd in een veldtest. Van de innovatiepartnerschappen voor een snellere implementatie van ASAP ERTMS zijn negen innovaties in de testfase.
In 2023 is ProRail een innovatie-competitie voor ondernemers gestart in de vorm van een SBIR (Small Businesses Innovation Research) om te komen tot innovatieve maatregelen aan de infrastructuur die spoortrillingen helpen verminderen. Dit is nodig, want het vervoer per spoor neemt toe en tegelijkertijd wordt vaker bij het spoor gebouwd. Dit leidt tot een toename van hinder door spoortrillingen. Dit heeft een vijf concepten opgeleverd die in 2024 worden beproefd.
Om meer en nieuwe marktpartijen met interessante kennis voor vernieuwing in de sector te bereiken hebben we een samenwerking met andere OV-organisaties opgezet. Via deze samenwerking zetten we uitdagingen uit de OV-sector gezamenlijk uit bij de markt met de vraag voor ideeën en oplossingen. Hiermee worden we interessanter en toegankelijker voor bijvoorbeeld startups.
Testomgeving voor 5G: Rail Fieldlab in Amersfoort van start
Vanuit de Acceleratie Agenda spoor hebben het ministerie van Infrastructuur en Waterstaat, NS en ProRail de ambitie om innovaties in de spoorsector te versnellen. Hieruit is het initiatief ontstaan voor een gezamenlijk Rail FieldLab 5G. Op 7 december is het fieldlab gepresenteerd aan de sector. Digitalisering staat in de spoorsector hoog op de agenda en 5G is daarbij een sleuteltechnologie.
Vanwege de kennis en ervaring van het Do IoT Fieldlab (bestaande uit TU Delft, TNO en MCS) met 5G en het opzetten van 5G-fieldlabs, zijn het ministerie van Infrastructuur en Waterstaat, ProRail en NS een samenwerking gestart met dit consortium.
Het Rail Fieldlab wordt gevestigd in het Railcenter in Amersfoort. De spoorse omgeving is hier volop te vinden, centraal in Nederland, en tussen diverse andere initiatieven van NS en ProRail. Bovendien is er een sterke link met kennis- en opleidingsinstituten. Het fieldlab staat open voor marktpartijen en heeft tot doel gericht kennis op te doen via use cases vanuit de brede sector.
Emissievrij treinvervoer
De landelijke werkgroep Emissievrij Treinvervoer, waaraan de provincies Fryslân, Groningen, Overijssel en Gelderland, het ministerie van Infrastructuur en Waterstaat en ProRail deelnemen, heeft in 2023 verder gewerkt aan het vraagstuk van verduurzaming van reizigers-dieseltreinen. Een belangrijk onderwerp blijft de financiering van duurzame alternatieven voor deze reizigersdieseltreinen.
Met de provincie Fryslân werkt ProRail aan een plan om uiterlijk eind 2035 (ingang nieuwe concessie) te komen tot emissievrij treinvervoer op de trajecten Leeuwarden – Harlingen-Haven en Leeuwarden – Stavoren. In het eerste kwartaal van 2024 laten provincie Fryslân en ProRail, in samenwerking met Arriva, een netanalyse uitvoeren naar de benodigde, toekomstvaste energie-infrastructuur voor pantograaf-batterijtreinen. Een mogelijke vervolgstap is een pilot pantograaf-batterijtreinen op het traject Leeuwarden - Harlingen-Haven. Daarbij is het de bedoeling om de dieselmotoren van twee WINK-treinen te vervangen door batterijen en deze batterijen, zonder aanpassingen aan de infrastructuur, in stilstand op te laden op een perronspoor in Leeuwarden.
Met de provincies Overijssel en Gelderland heeft ProRail gewerkt aan een duurzaam alternatief voor de dieseltreinen op de trajecten Zutphen – Oldenzaal en Almelo – Hardenberg. In 2023 hebben de provincies, ProRail en het ministerie van Infrastructuur en Waterstaat gekozen voor volledig elektrificatie van beide trajecten. Overijssel heeft ProRail opdracht gegeven een plan van volledige elektrificatie van het traject Zutphen – Oldenzaal uit te werken.
Na de succesvolle proef in 2020 met een waterstoftrein zijn in 2023 aanbestedingen uitgevoerd voor een waterstoftankinstallatie (provincie Groningen) en vier waterstoftreinen (Arriva). ProRail heeft in 2023 meegewerkt aan het creëren van een geschikte locatie voor een waterstoftankinstallatie voor de vier waterstoftreinen. Omdat voor de aanbesteding van de vier waterstoftreinen geen biedingen zijn ontvangen heeft Arriva deze aanbesteding gestopt. Ook de uitwerking van de waterstoftankinstallatie is tijdelijk stilgelegd. In 2024 onderzoeken provincie Groningen en Arriva de mogelijkheid om waterstoftreinen te leasen.
Europese samenwerking in Europe’s Rail
ProRail en NS zijn gezamenlijk kernlid van het tienjarig onderzoeksprogramma Europe’s Rail Joint Undertaking (EU-Rail). Het programma telt 25 kernleden, waaronder spoorwegondernemingen, inframanagers, industriepartners en onderzoeksinstituten. EU-Rail is de opvolger van het Europese onderzoek- en innovatieprogramma Shift2Rail. Via de netwerken van de kernleden worden vele andere spoor-, kennis- en marktpartijen betrokken bij deze innovatieagenda. Het programma gaat circa € 1,2 miljard kosten, waarvan € 600 miljoen uit EU-subsidies en € 636 miljoen uit eigen bijdragen door kernleden.
De Europese Commissie en de Europese spoorwegsector starten het programma gezamenlijk op en zetten Europese subsidies in voor spoorinnovaties. Het doel is om doorbraken voor de toekomst te realiseren. Zo moet het programma helpen om verschillende Europese spoorsystemen beter op elkaar te laten aansluiten, om capaciteitsgroei op het spoor na 2030 te faciliteren en om vervoer via het spoor goedkoper en aantrekkelijker te maken. Op Nederlandse schaal moeten de innovaties van EU-Rail bijdragen aan de realisatie van het Toekomstbeeld OV. ProRail en NS zien grote mogelijkheden in deze Europese ontwikkeling en treden daarom gezamenlijk op als vertegenwoordigers van de Nederlandse spoorsector.
EU-Rail bestaat uit een innovatiepijler en een technologiepijler waarin wordt gewerkt aan technologische vernieuwingen en systeemsprongen binnen Europa en aan manieren om deze vernieuwingen snel te standaardiseren. In 2022 is het gelukt om toe te treden tot de consortia waar ProRail en NS in willen participeren. Op voor ProRail relevante onderwerpen als ERTMS en ATO zijn leidende posities geborgd binnen de consortia.
Kennisopbouw met partners
ProRail werkt samen met diverse kennispartners en universiteiten. Deze wetenschappelijke en technologische instituten helpen ons bij een grote verscheidenheid aan innovatievraagstukken. We doen samen met DelftRail, het instituut van de TU Delft en de Universiteit Twente onderzoek. Vanuit andere allianties maken we ook gebruik van kennisinstituten als TNO en Deltares voor onderzoek. Deze combinatie van allianties dekt zowel onderzoek als het demonstreren van innovaties binnen de Nederlandse railsector en draagt hiermee bij aan het realiseren van onze ambities.
Via grote programma’s als STEM voor onderzoek naar trillingen, RESET gericht op baanligging en met name Europe’s Rail kan ProRail samen met partners in R&D-projecten deelnemen en daarbij invloed nemen op de Europese techniekstandaarden. In de afgelopen jaren, met name via EU-Rail deelnames, is de research bijdrage op logistieke onderwerpen ERTMS en ATO opgestart en versterkt.