Η αυτοματοποίηση της κίνησης των τρένων και οι επιπτώσεις της στο σιδηροδρομικό σύστημα
Creators: name: Χατζηκωνσταντίνου, Αλεξάνδρα Βασιλείου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2019
Subjects: Αυτόματη λειτουργία συρμού
Αυτόματη προστασία συρμού
Βαθμός αυτοματοποίησης
Automatic Train Operation
Automatic Train Protection
Grade of automation

description: Ο κλάδος των σιδηροδρόμων βρίσκεται αντιμέτωπος με την αυξανόμενη ζήτηση των επιβατικών και εμπορευματικών μεταφορών σε συνδυασμό με την ολοένα αυξάνουσα τάση της αστικοποίησης. Η τεχνολογία έρχεται να δώσει την καταλυτική απάντηση σε αυτές τις προκλήσεις, προσφέροντας δυνατότητες βελτίωσης των επιδόσεων της σιδηροδρομικής βιομηχανίας, με έγκαιρη αντιμετώπιση των απαιτήσεων ως προς τις ραγδαίως αυξανόμενες ροές της κυκλοφορίας. Η ανάπτυξη της τεχνολογίας, ευκρινώς εισάγει την έννοια της αυτοματοποίησης στο σιδηροδρομικό σύστημα, δηλαδή την εκτέλεση διαδικασιών χωρίς την επέμβαση του ανθρώπινου παράγοντα και αναμένεται να αποτελέσει τη ραχοκοκαλιά των μελλοντικών μεταφορών. Η αυτοματοποίηση της κίνησης των τρένων, μέχρι στιγμής, έχει αναπτυχθεί και υιοθετηθεί σε πολλά σιδηροδρομικά συστήματα μαζικής μεταφοράς παγκοσμίως, όπως σε μητροπολιτικούς και μονόραβδους σιδηρόδρομους, οι οποίοι ως συστήματα, συγκεντρώνουν κοινά χαρακτηριστικά, και εκφράζεται σε βαθμούς από ένα (1) έως τέσσερα (4). Οι βαθμοί αυτοματοποίησης εξαρτώνται από τα συστήματα υποβοήθησης (αυτόματη προστασία συρμού και αυτόματη λειτουργία συρμού) που έχει υιοθετήσει το σιδηροδρομικό σύστημα. Ο βαθμός ένα (1) έχει μόνο την αυτόματη προστασία συρμού, ενώ ο βαθμός τέσσερα (4) και τα δύο συστήματα, και προσδίδει πλήρη αυτονομία στο συρμό. Ωστόσο, μόνον ο ένας βαθμός αυτοματοποίησης απαντάται μέχρι στιγμής, σε περιφερειακές και υπεραστικές γραμμές. Η προσπάθεια εφαρμογής της αυτοματοποίησης σε υπεραστικά σιδηροδρομικά δίκτυα, ξεχώρισε το Ηνωμένο Βασίλειο ως πρωτοπόρο σε αυτή την προσπάθεια, δρομολογώντας το Μάρτιο του 2018 το πρώτο αυτοματοποιημένο τρένο παγκοσμίως. Προφανώς, η εισαγωγή της αυτοματοποίησης θα επιφέρει αλλαγές και στα συστήματα σηματοδότησης των σιδηροδρόμων, γεγονός που συνεπάγεται επεμβάσεις και αλλαγές τόσο στην υποδομή, όσο και στο τροχαίο υλικό. Μέχρις στιγμής έχει επιτευχθεί η διαλειτουργικότητα των συστημάτων σηματοδότησης πανευρωπαϊκά και στόχος είναι, μελλοντικά, να συνδυασθεί και με την αυτοματοποίηση της κίνησης των τρένων, ώστε να μπορούν να κινούνται οι συρμοί ελεύθερα μεταξύ των χωρών. Η αποτίμηση της εφαρμογής της νέας αυτής τεχνικής σε υπεραστικά σιδηροδρομικά συστήματα, θα αξιολογηθεί σε συνάρτηση με τις επιπτώσεις, που θα επιφέρει στις επιμέρους συνιστώσες του σιδηροδρομικού συστήματος: τη σιδηροδρομική υποδομή, το τροχαίο υλικό και την εκμετάλλευση. Η αυτοματοποίηση θα βελτιστοποιήσει τις λειτουργίες όλου του συστήματος, θα αυξήσει τη χωρητικότητα των γραμμών και θα βελτιώσει τις παρεχόμενες υπηρεσίεστους επιβάτες, αποδίδοντας στον σιδηροδρομικό τομέα ένα ισχυρό ανταγωνιστικό πλεονέκτημα έναντι των υπολοίπων μέσων μεταφοράς. Στο πλαίσιο της παρούσας διπλωματικής γίνεται προσπάθεια αποτίμησης των επιπτώσεων της αυτοματοποίησης σε γραμμές κυκλοφορίας συμβατικών τρένων στις συνιστώσες του σιδηροδρομικού συστήματος. Η αποτίμηση των επιπτώσεων γίνεται ποιοτικά, και δίνονται περιπτώσεις μελέτης εφαρμογής της αυτοματοποίησης, τόσο σε επίπεδο έρευνας, όσο και σε επίπεδο λειτουργίας. Τα πρώτα αποτελέσματα προκύπτουν θετικά, καθώς η επιρροή στη χωρητικότητα της γραμμής είναι θετική, ενώ η κατανάλωση ενέργειας μειώνεται. Ωστόσο, είναι νωρίς να εξαχθούν τελικά συμπεράσματα, καθώς η έρευνα και τα περισσότερα χρηματοδοτούμενα προγράμματα βρίσκονται ακόμη σε εξέλιξη.
description: Nowadays, the railway industry faces numerous challenges, with the increasing need for passenger and freight transport in combination with the growing trend of urbanization being in the epicentre. Technology plays a substantial role in the constant railway industry progress, responsibly meeting the needs of transportation. The European Union provides significant support towards this direction by funding innovative research programs in favor of the prospective railway world’s evolution. Automation of railway systems constitutes one of the most recent significant technological achievements, which will be a milestone for future operation of transportation systems. Automation has already been developed and adopted in various public transport systems around the globe, such as metropolitan railways and monorails, which sustain common operational characteristics. There are four (4) grades of automation (GoA) from grade one (1) to grade four (4). Grades of automation depend on the train control system (automatic train protection and automatic train operation) which support the railway system. Grade 1 includes only the automatic train protection while grade 4 includes both sub-systems comprising full automation of the rail system. Nevertheless, only the first one (grade 1) has been developed in conventional lines. Over the last years, automation has been successfully introduced in several intercity railways with special interest in the pioneering United Kingdom’s first automated train, which started operating in March 2018. However, significant changes to signalling systems and railway infrastructure are expected to take place in order to serve automated system requirements. Interoperability in railway signalling has already become a reality in European basis and the future challenge lies in combining railway signalling and automation. Therefore, it comes as no surprise that the actual value of technology development in terms of train automation should be effectively assessed in regard with its impact on certain railway constituents such as operational performance, cost of rail facilities and materials. It is likely that the automation will optimise the operation of railway systems, improving track capacity and passengers’ services, rendering the railway industry a highly competent section of transportation. This dissertation focuses on the assessment of automation’s influence, mainly as far as conventional lines are concerned, in the overall railway system constituents. The above-mentioned qualitative assessment includes automation case studies, which are, either still under investigation, or already applied. The results seem more than encouraging, since the track capacity appears increased, while energy consumption is reduced. However, the need for more secure and distinct conclusions leads to further research implications.