Signalling Programme en Fjernbane East in …...• Deel C: Paul Visser, Alstom project manager van Fjernbane East project Signalling Programme en Fjernbane East A. Achtergrond Signalling

Signalling Programme en Fjernbane East in Denemarken Schaal, standaardisatie en ‘collaboratie’

IRSE bijeenkomst , 28 augustus 2013

Ello Weits

Even voorstellen: Ello Weits

• Sinds 1998 in dienst van Movares

• Diverse projecten op het gebied van spoorwegveiligheid en spoorwegcapaciteit

• In 2011 en 2012 Safety assurance manager, Signalling System Hanzelijn van Alstom

• Sinds 2012 Safety manager, TMS Subsysteem van Fjernbane East Signalling System van Alstom

Signalling Programme en Fjernbane East

Inhoud

• A. Achtergrond Signalling Programme

− Investeringen in spoor − (Investeringen in openbaar vervoer en infrastructuur) − Belangrijkste speler: Banedanmark

• B. Signalling Programme

• C. Fjernbane East (met een accent op Traffic Management System)

• Enkele conclusies


‘Acknowledgements’

• Deel A: presentatie Jesper Hansen, CEO Banedanmark

• Deel B:

− presentatie Morten Søndergaard, Programme Director Signalling Programme

− Signal& Draht artikel (6/2013) van Georg Köpfler, Gunnar Lohmann, Baghar Ghias Haddadan, Christina Stenderup Jensen, Erik Damgaard, Paul Visser en Maurice Ezratty

• Deel C: Paul Visser, Alstom project manager van Fjernbane East project


A. Achtergrond Signalling Programme

• Grote investeringen in transport, openbaar vervoer, rail

• Voor rail 3 jaartallen: 2007, 2009 en 2013


Agreement on Traffic for 2007 (Aftale om trafik for 2007)

• Poor performance in 2005-2006

• Political agreement (concerning rail):

− Full catch up with multi-annual agreement for the years 2007 -2014 − Yearly investments in renewal: Ca. DKK 1,5 billion (€ 201 million) − Yearly investments in maintenance: Ca. DKK 1 billion (€ 134 million) − Focus on track renewal & maintenance − Decision in principle to replace existing signalling systems in 2018 – 2020

using ERTMS Level 2


2009

• ‘Signalling Programme’ goedgekeurd in parlement

• ‘Green transport policy’: massive investments in the Danish railway network

− Shorter travel times − Development of coverage in metropolitan areas − Better and new stations − Fixed connection to Germany: Femern Belt (of: Fehmarn Belt) − New line Copenhagen - Ringsted



Spoorkaart

• Femern Belt

• Copenhagen - Ringsted

2013: Togfunden.dk

• March 2013:

− Reducing travel time to one hour between the major cities in Denmark (Copenhagen → Odense → Aarhus → Aalborg)


Projecten (2009, 2013)


Investeringen

2007

2009, 2013

2007, 2009

2009, 2013


Other/related infrastructure investments

• Storebælt (Great Belt): from Fyn to Sjælland)

• Øresund Belt (from Copenhagen to Malmö)

• Metro in Copenhagen

• Metro city ring in Copenhagen.

• Road investments (e.g. Femern connection for road)


Banedanmark

• Banedanmark is the state owned infrastructure owner controlling traffic, maintaining infrastructure assets

• DSB → Banestyrelsen (1997) → Banedanmark (2004)

• Key figures

− 2,200 employees − 170+ mill. passengers yearly − 15 mill. ton freight − Track: 3240 km − Bridges: 2342 − Remote control: 16 − Stations: 307 − Level Crossings: 750


Tussentijdse conclusie

• Politiek klimaat gunstig voor investeringen in OV en rail

− Financiering − Lange termijn afspraken − Durf om over te gaan tot een ‘total renewal’


Signalling Programme

• Aanleiding

− Einde levensduur van circa 60% van de beveiliging vóór 2024

− 50% of today's train delays are due to signalling failures

• Optie: total renewal (p.8)

− Van treindetectie en wisselsteller tot aan verkeersleiding (TMS)

− Kostenvoordelen (schaalvoordelen, standaardisatie, competitie, minder interfaces, minder safety approvals, goedkoper onderhoud & operatie)

− Meer veiligheid − Key benefits geven de doorslag


Key benefits

• 80% reduction in signalling related train delays → punctuality to be increased by 2.8 % via the Signalling Programme

• Reductie rijtijden

• Verhoging capaciteit:

− Signalling system shall, in combination with other types of infrastructure investments and process improvements, enable a doubling of the railway transport capacity in 2020, compared to the traffic level of 2008

• Modern Traffic management (m.b.v. Decision Support System, DSS, for rescheduling) and ATO (Automatic Train Operation )

• Better data for Traffic information (real time service information for passengers)

• Energiezuining rijden (m.b.v. ‘Driver Guidance Tool’) Signalling Programme en Fjernbane East

Scope

• Fjernbanen en S-banen: 4 grote contracten

− S-banen: Siemens − Fjernbane East: Alstom − Fjernbane West: Thales-BBR − On-board: Alstom (789 trains / 41 operators)

• Overige projecten

− ‘Operational Rules’ − Fixed Transmission network − GSM-R − STM − Training − 2 new Control Centres

• Investeringskosten: circa 2 miljard euro


Strategie

• New operational rules: remove national monopoly barriers

• Breng consequenties in beeld van nieuwe ‘operational rules’

• Early dialog with suppliers & Functional requirements

− Let the Supplier supply existing systems, proven technology

• Dedicated organisation and international team

− Nauw contact met Deense belanghebbenden (m.n. Banedanmark, NSA) − Direct contact met leveranciers, ‘Collaboration approach’

• Migratiestrategie


Migratie

• Early deployment is separate fase in project

− Pilots − Testen tijdens niet-

operationele uren − Switch-over system

• Vervolgens seriematige uitrol


Globale planning


Risico’s

• Ondanks standaardisatie en ‘proven technology’: complexiteit

− Technisch

• bestaande en nieuwe interfaces, o.a. Oost-West, Zweden, Duitsland

• nieuwe (deel)systemen, m.n. DSS − Migratie (Total renewal is geen ‘greenfield’!) − Planning − Veel belanghebbenden − Safety approvals

• Spanning tussen risicoreductie en ambitie (kansen grijpen)


Belangrijkste extra mitigaties

• Collaboration (on the basis of Collaboration agreement)

− Joint design − Co-location − Collaboration agreement >> 10

commandments − Shared risk assessments

• ‘Collaboration betreft expiciet

− Samenwerking Banedanmark en leveranciers − Samenwerking leveranciers onderling

• JTL – Joint Test Lab

− In Kopenhagen − Systeemintegratie (externe interfaces)


Collaboration


Tussentijdse conclusies

• Voordelen ‘total renewal‘

− Kostenvoordelen door onder meer grote contracten

− ‘Key benefits’ door aangrijpen van kansen/innovaties

• Nadelen ‘total renewal‘

− Risico’s vanwege complexiteit


C. Fjernbane East

• Scope: 12 lines, 87 stations, 650 km

• Systeembeschrijving

• Systeemontwikkeling


Telecom & Network

ETCS

ETCS level 2

ICONIS

Traffic Management System through the ICONIS Operation

Control Center

SMARTWAY

SMARTWAY range of trackside products

FTN & GSM-R Network

ATLAS 200 is the technical solution for F-Bane East line


SMARTLOCK

Interlocking control through SMARTLOCK

SMARTLOCK – The Interlocking Solution


• SMARTLOCK 400 GP (2oo3) + Smart IO

• Per line a Main Technical object building

• Per station and along the line Satellite Technical Object Buildings

• Fiber optic network

• Point machine: P80 and MET

• Train detection: axle counters

• Level crossings (cabinet or shelter depending on the local implementation)

• RBC (2oo3) same hardware as for the interlocking

• ETCS level 2 on conventional and new lines (max speed 200 kph)

• Compliancy to UNISIG Baseline 3.0

• Trackside-Train communication based on GPRS technology

• Online Key Management System for secure on-line access control

ETCS – The Automatic Train Control Solution


• Integrated TMS Solution (modular approach for scalable performances)

• Centralisation of traffic management in Denmark will be based on two Traffic Control Centers, one in Copenhagen (East lot) and one in Fredericia (West lot).

• Alstom will deliver the advanced functions (in Decision Support System, DSS) for rescheduling

− Late booking or changes to booking − Conflict detection and resolution

• Alstom will deliver offline scheduler

• BDK owned interfaces

• Human factor studies to be performed by the supplier

• Hand held terminal to support maintenance operation

ICONIS – The Traffic Management Solution


F-Bane East: Overall System Architecture

Traffic Control Centre (TCC)

TMS

Level Crossing

LX Controller

Satellite TOB

Object Controller Axle Counter CIXL RBC

Main TOB

Fixed Transmission Network (FTN)

Disaster Recovery

TMS

CIXL RBC

Backup TCC Maxi Main TOB

Satellite TOB

Axle Counter

F-Bane East: Integration with External Systems

Fjernbane Infrastructure System

(FbIS)

Catenary

Management

System

TMS Existing

fjernbane

Offline

Production Plan

Point Heating

Control System

Possession

Planning System

Punctuality/Delay

Reporting

System

Telephone

Exchange/

Switchboard

Neighbouring

Key Management

Centre

UT circular

System

Road Signalling

System

Interlocking

Private lines

Interlocking

Existing

Fjernbane

TMS private lines

Time Reference

RBC Foreign

Railway

TMS

Neighbouring

Fjernbane

Infrastructure

Interlocking

Neighbouring

Fjernbane

Infrastructure

Interlocking

S-bane

(existing and

new)

Interlocking

Foreign Railway

Identity

Management

System

Passenger

Information

System

Po

int h

ea

tin

g

mo

nito

rin

g (

44

2)

Pla

nn

ed

po

sse

ssio

ns (

99

)

Pla

nn

ed

Ca

t. S

hu

toff (

17

3)

Handover train (276,279)



ERTMS Fitted

Train

(Level 0, 2-DK, 2,

STM)

RBC

Neighbouring

Fjernbane

Infrastructure

TMS Foreign

Railway

Handover train (476)

Receive train (475)

Foreign Key

Management

Centre

Tra

in T

raffic

on

Mig

rate

d tra

cks (

44

5)

Tra

in T

raffic

on

No

n

mig

rate

d tra

cks (

44

4)

Bridge position (606)

Bridge release (241)

Point positions (351)

SCADA(SRO)

Systems

Sund & Bælt

Hot Axel Box and

Derailment

Detector

Time synchronisation (264)

Sto

p/r

esu

me

tra

ins (

23

0)

SC

AD

A A

larm

s (

62

9)

Receive train (278,429)

File SystemGSM-R

CCTV

Emergency

Services

(Alarmcentralen

112)

Tra

in p

ositio

ns (

58

9)

Ch

an

ge

s to

On

line

Pro

du

ctio

n P

lan

(6

30)


Bascule Bridge






Handover train (476)

Receive train (475)

Enterprise Service Bus (ESB)

Enterprise Service Bus (ESB)

Train Status

Train data from TOC (192)

Change Online Production Plan (492)

Reject/Accept offered changes (624)

Driver (499)

Driver Feedback (611)

Guard Feedback (640)

Vehicle and staff roster (646)

Online Production Plan (45) *

Offer Changes to Online Production

Plan or Service Intention (623)

Confirm Changes (625)

Impose Changes (626)

Predicted Delays (46) *

Train positions (80) *

Infrastructure status (87)

Report booking status (405)

Planned Temp. Speed Restriction (482)

Temp & Emerg. Speed (483) *

Planned Temp. Possess. (484)

Possessions (485) *

Low adhesion (486) *

Catenaries (487) *

Cancel Online Production Plan (493) *

New trains (494) *

Changing stopping patterns (495) *

Production Plan information (497)

Arrivals/departures (503) *

Train route (504) *

Use

r A

uth

en

tica

tio

n (

51

7)

Up

da

te tra

in p

ath

(5

77

)

De

lete

tra

in p

ath

(5

78

)

Arr

iva

l (5

79

)

De

pa

rtu

re (

58

0)

De

lay (

58

1)

Pla

tfo

rm c

ha

ng

es (

63

1)

Ne

w c

om

mitte

d c

on

n. (6

32

)

Cu

rre

nt T

rain

Po

sitio

n (

63

3)

On

line

Pro

du

ctio

n P

lan

(6

34

)

Tele

gra

mjo

urn

ale

n O

utp

ut (2

54)

Log O

utp

ut (2

7)

Pro

duct

ion P

lan e

xport (38)

Exp

ort o

f P

layb

ack

Sess

ion (627)

Ha

nd

ove

r tr

ain

to

Sw

ed

en

(4

64

)

Ha

nd

ove

r tr

ain

to

Ge

rma

ny (

46

6)

Re

ce

ive

tra

in fro

m S

we

de

n (

46

5)

Re

ce

ive

tra

in fro

m G

erm

an

y (

46

7)

Priva

te L

ine

Sta

tus (

15

7)

Re

ce

ive

tra

in (

59

9)

Ra

ilwa

y s

tatu

s (

15

8)

Ha

nd

ove

r tr

ain

(5

98)

Se

nd

On

line

Pro

du

ctio

n P

lan

(6

8)

Se

nd

Ra

ilwa

y s

tatu

s (

20

2)

Se

nd

Tra

in p

ositio

ns a

nd

de

lay (

50

9)

Re

ce

ive

d O

nlin

e P

rod

uctio

n P

lan

(3

83

)

Re

ce

ive

d R

ailw

ay s

tatu

s (

20

1)

Re

ce

ive

d T

rain

po

sitio

n a

nd

de

lay (

50

8)

Sto

p tra

ins (

590)

Cate

nary

Sta

tus (

176)

Revoke c

ate

nary

shut off (

237)

Ma

pp

ing

of sig

na

lma

n

to

are

a (

43

)

Coordinate railway and road signalling (456)

Accident Information (614)

Keys for danish trains abroad (477)

Keys of foreign trains in DK (478)

Ro

utin

g o

f vo

ice

ca

lls to

Co

ntr

ol R

oo

m u

se

rs (

43

6)

Ro

utin

g o

f vo

ice

ca

lls to

tra

in (

43

7)

Are

a g

rou

p c

alls

(4

38

)

ER

TM

S b

alis

e m

essa

ge

(26

1)

ER

TM

S ra

dio

me

ssa

ge

(32

)

KM

AC

Ke

y (5

82)

TCC Building

control system

Punctuality data (20)

Online production plan updates (446)

Surv

eill

ance v

ideo (

622)

TCC Building room diagnostics (430)

Figure 4. The System’s Interface Overview Diagram

SM

S in

(4

40

)

Customer Back-

office Systems

KM

C d

ata

for c

ou

ntry

wid

e s

yn

ch

ron

iza

tion

(62

0)

KM

C d

ata

for c

ou

ntry

wid

e s

yn

ch

ron

iza

tion

(61

9)

TOC Systems

TOC Systems

Planning

systems

Online

timetable

Dispatching

System

Rolling Stock

Dispatching

System

Staff

Traffic

Information

System

Driver

Guidance

Tool

Operations

Monitoring

Systems

Guard

Device

Failure

Management

Tool

UT circu

lar (2

27)

Failure Management Plan (636)

Milestone Confirmation (637)

Request Failure Management Plan (638)

Request update on milestone (639)

Sto

p d

ue to h

ot axle

(469)

Sto

p d

ue to d

era

ilment (4

70)

SAP PM

Infra

stru

ctur

e us

age

(644

)

Infra

stru

ctur

e fa

ilure

(645

)

SM

S o

ut (4

39)

ER

TM

S ra

dio

me

ssa

ge

(15

9)

Offic

e a

pp

lica

tio

n H

MI

info

rma

tio

n (

61

7)

Offic

e a

pp

lica

tio

n u

se

r in

pu

t (6

16)

*

Tra

in P

ositio

ns (

174)

Pro

duction P

lan im

port

(37)

Fiernbane East Signaling System

ETCS

IXL

TMS

Systeemontwikkeling

• In IXL en RBC beperkt aantal aanpassingen; voorbeelden

− Level crossing − Route for Shunting (rangeren buiten een rangeergebied)

• Merendeel van aanpassingen in TMS

− Veel externe interfaces − Operational rules − Look and feel − DSS (rescheduling)


IXL: Level crossing

• Level crossing

− RBC zendt MA met ‘level crossing restriction’

− TMS zendt JIT opdracht naar LX − LX sluit en meldt dat aan IXL − RBC verwijdert ‘level crossing restriction’ − Trein kan op snelheid doorijden

• Consequentie:

− relatief lange dichtligtijden (vergeleken met NL)

− maar wel zo kort mogelijk


TMS: operationele processen

• Kader: Operational Rules → Requirements en Use cases

• Kern/principe

− OnPP (‘Procesplan’), Service Intentions (‘Orderaanvragen’) en DSS (bij nieuwe ‘Service Intentions’ en bij verstoringen)

− Niets gebeurt ongepland

• Onderwerpen voor veiligheidsanalyse

− Werkzones en tijdelijke rangeergebieden (TSA) − Routering en snelheden Buitengewoon Vervoer = Buiten Profiel (BP) en

Bijzonder Vervoer (BV: zware treinen, gevaarlijke stoffen); m.n. in tunnels − TSR en verhinderingen − Catenary Management System − Emergency commands


Activering werkzone


PICOP vraagt werkzone aan, m.b.v. HHT,

gekoppeld aan TMS

Signal operator activeert werkzone m.b.v. Double

Command Entry

PICOP wordt op een veilige wijze op de

hoogte gesteld

TMS: SIL allocatie

• TMS is SIL0 systeem

• Hoe kan een Signal operator een werkzone activeren op veilige wijze, vanaf een SIL0 systeem?

− M.b.v. Double Command Entry − Signal operator geeft 1e opdracht in. − IXL vraagt om bevestiging − Signal operator geeft 2e opdracht in (qua inhoud identiek aan 1e opdracht). − IXL controleert op inhoud en timing.

• ‘Functional independence’ van 1e opdracht en 2e opdracht vormt basis van bewijsvoering dat een SIL0 systeem (dat aan bepaalde veiligheidseisen voldoet) volstaat.

• Principe is toegepast op BetuweRoute en Hanzelijn


Tussentijdse conclusies

• Context (‘operational rules’) gaat op de schop

− Kansen op vernieuwing qua processen. − Context bestaat alleen op papier en is deels nog in ontwikkeling − Eisen nog in ontwikkeling (i.v.m. operationale processen), terwijl

systeemontwikkeling al in volle gang is

• Systeemontwikkeling door ambitie (DSS, HHT, veel nieuwe interfaces)

− Systeemontwikkeling doet keuze voor standaardisatie en keuze voor proven technology deels teniet,

− maar levert veel meerwaarde op


Enkele conclusies

• Politiek klimaat gunstig voor investeringen in OV en rail

− Financiering − Lange termijn afspraken − Durf om over te gaan tot een ‘total renewal’

• Total renewal heeft voordelen en risico’s voor Banedanmark

− Kostenvoordelen en ‘key benefits’ − Zeer complex project

• Total renewal bevat voor Alstom grote uitdagingen

− Alstom werkt in context (‘operational rules’) die in ontwikkeling is; Europese harmonisering t.a.v. operationele processen node gemist

− Realiseren van ‘key benefits’, m.n. het ontwikkelen van het Decision Support System wordt een grote stap vooruit


Documents

Signalling Programme en Fjernbane East in …...• Deel C: Paul Visser, Alstom project manager van Fjernbane East project Signalling Programme en Fjernbane East A. Achtergrond Signalling