Al tientallen jaren rijden er wereldwijd metro’s rond zonder machinist. Vervoerders doen voorzichtig proeven met geautomatiseerde treinen om de spoorcapactiteit te vergroten en energie te besparen. Maar het automatiseren van het Nederlandse treinspoor blijkt niet zo makkelijk als bij een metro.
Wie in bijvoorbeeld Parijs, São Paulo, Beijing, Delhi en Tokio in de metro stapt, kan helemaal voorin plaatsnemen. Ook op verschillende luchthavens wereldwijd is dat mogelijk in automatische monorail- of metrosystemen. De lijst van dit soort treinen zonder machinist is lang. Op elk willekeurig moment overdag rijden er in Nederland honderden treinen, maar op elk van die treinen is een machinist aanwezig.
Incidenteel vinden er wel tests met zelfrijdende treinen plaats. Zo doet NS tot het einde van dit jaar proeven met het automatisch rangeren van de nieuwste generatie Sprinters vanaf de stad Groningen naar het nabijgelegen rangeerterrein in Onnen (overigens mét machinist die een oogje in het zeil houdt). In 2018 reed bij wijze van test een zelfrijdende goederentrein op de Betuwelijn, en in 2020 vertrok een zelfrijdende trein van Arriva mét passagiers aan boord. Deze initiatieven staan echter op zichzelf en zijn klein van aard, terwijl de zelfrijdende metro’s al sinds de jaren zeventig bestaan.
Een blik uit de metro in Dubai die rijdt zonder machinist.
flickr.com, Sebastian Stephan Thiel via CC BY 2.0Waarom rijden we in Nederland niet met automatische treinen? Want daar is volgens betrokken best wat mee te winnen. Met zo’n automatiseringsslag kun je het optrekken en afremmen van treinen optimaliseren en daarmee de trein energiezuiniger maken. En dat scheelt, want NS is met een procent van de totale elektriciteitsconsumptie in Nederland een grootverbruiker van stroom. Ook is er een hardnekkig personeelstekort onder machinisten. Maar de belangrijkste reden om de computer de taak van machinist te geven is de mogelijkheid om treinen dichter op elkaar te laten rijden en zo efficiënter gebruik te maken van het spoor. Nog steeds reizen er niet meer mensen met de trein dan vóór de coronaperiode, maar de vervoerders verwachten dat dit aantal aantrekt. En intensiever gebruikmaken van bestaand spoor is goedkoper dan nieuwe rails leggen. Genoeg voordelen, maar wat vertraagt de zelfrijdende trein?
Overgangen
In technisch opzicht is het nationale spoornetwerk niet te vergelijken met het metronetwerk van een stad, zegt Rob Goverde, hoogleraar Railway Traffic Management & Operations van de TU Delft. De trajecten zijn niet alleen veel langer, maar er rijden verschillende treinen met verschillende snelheden en remweglengtes. Sporen kruisen elkaar en treinen stoppen op verschillende stations.
Een gesloten spoorwegovergang.
Wikimedia commons, Silver Spoon via CC BY-SA 3.0Ook zijn er overgangen waar ander verkeer het spoor oversteekt. Ondanks de wens van ProRail om zo veel mogelijk overig verkeer boven of onder de spoorweg door te leiden, zijn er in Nederland zo’n tweeduizend overgangen. Daarvan waren er in 2021 nog ruim tweehonderd onbewaakt. Maar ook buiten de overgangen kunnen mensen, dieren of andere objecten zich op de rails bevinden – iets wat in veel metrosystemen vrijwel uitgesloten is, zeker als op het perron extra poortjes staan om te voorkomen dat iemand op het spoor terechtkomt als er geen treinstel staat.
De trein waarmee NS momenteel het automatisch rangeren test, heeft sensoren om objecten te detecteren en is uitgerust met camera’s, laat een woordvoerder weten. Als het gaat om treinen op hoge snelheid, dan blijft de lange remweg van treinen en hun onmogelijkheid om uit te wijken overigens een probleem. Volgens Goverde heeft een trein met een snelheid van 140 km/h een remweg van zo’n 1200 meter. Zelfs al begin je te remmen als er een halve kilometer verderop iets op het spoor staat, dan ben je nog te laat. Een oplossing daarvoor kunnen camera’s langs het spoor zijn.
Onderbelasting
Een automatiseringsniveau waarbij nog steeds mensen zijn betrokken, kent nog een uitdaging. Uit eerdere proeven (onder meer bij simulaties van zelfrijdende auto’s) blijkt dat de mens vrij slecht is in het langdurig monitoren van een systeem zonder zelf actief betrokken te zijn. Als personen onverwacht het teken kregen om het stuur van de computer over te nemen, dan bleken sommigen daar maar liefst vijftien seconden voor nodig te hebben. Dan ben je vaak te laat.
Een machinist maakt de ramen van zijn trein schoon.
Wikimedia commons, Schilthuizen via CC BY-SA 4.0Onderbelasting, wanneer een machinist te weinig te doen heeft, vormt een risico, zegt Goverde. “Je moet een machinist wél taken geven, zodat de aandacht erbij blijft.” Dat gebeurt bijvoorbeeld bij een automatisch systeem dat de machinist precies adviseert hoe snel deze moeten rijden en waar hij moet remmen. De mens zit aan de knoppen en blijft alert. Dat zou volgens Goverde een prima voorloper kunnen zijn van systemen die álle taken van de machinist overnemen. “Ik ken ook een andere tactiek van de Zwitserse treinverkeersleiding. Een automatisch systeem neemt daar routinetaken over, zoals het instellen van de rijweg door stations. Eens in de zoveel tijd valt het systeem met opzet weg en moet de verkeersleider het overnemen. Deze blijft op die manier scherp én verliest zijn ervaring niet.”
Het klinkt niet echt ideaal: een gedeeltelijk geautomatiseerd systeem dat veel geld kost en waarbij vervolgens toch nog machinisten nodig zijn die je bovendien scherp moet houden. Toch maakt deze tussenfase volgens Goverde de stap naar een volledige automatisering kleiner. Zo is het waarschijnlijk dat je niet in één keer overal automatisch kunt rijden; een machinist blijft dan nodig voor bepaalde stukken in een traject.
Modelspoorbaan
Goverde zegt dat treinen in Nederland de komende jaren niet massaal automatisch gaan rijden. En als dat al ergens gebeurt, dan loont zich dat waarschijnlijk alleen op de allerdrukste trajecten; daarbuiten wordt dan nog steeds ‘handmatig’ gereden. Hij noemt de treinen van het Britse Thameslink als voorbeeld. “Binnen Londen zijn er stukken spoor waar 24 treinen per uur rijden, als je daar mensen laat rijden, dan is dat erg gevoelig voor verstoringen. De automaat neemt het op die plekken over”, zegt hij. Maar wacht even… als je ín Londen automatisch kan rijden, waarom rijd je de rest van het (veel rustigere) traject buiten de stad dan ook niet zonder machinist? Volgens Goverde zit dit hem vooral in de kosten die nodig zijn om een traject te voorzien van de (veiligheids)systemen die nodig zijn voor automatisch rijden over lange afstanden.
Bij alle testritten met zelfrijdende treinen in Nederland tot nu toe is er een mens verantwoordelijk die in de trein of op afstand ingrijpt als het mis dreigt te gaan. Volgens NS-woordvoerder Rob Hageman zal dit zo blijven. “Het is niet onze bedoeling om van Nederland een modelspoorbaan te maken”, zegt hij. Bovendien, zegt Janneke Tax, projectmanager Automatic Train Operation bij ProRail, schrijft de Nederlandse wet vooralsnog voor dat er in iedere trein een machinist zit. In feite is een menselijk oog nog steeds verplicht.
Hoogleraar Goverde hoopt dat automatisering het beroep van machinist beter gaat ondersteunen. Op dit moment is het een vrij monotoon beroep waarbij je voortdurend je aandacht op het spoor moet houden. Volgens Goverde is dat een van de redenen voor het tekort aan machinisten. Technologie kan het beroep volgens hem ten goede veranderen; het is in ieder geval belangrijk om het niet saaier te maken.
Enthousiastelingen
En hoe zit het met de passagiers? Zou jij zonder aarzelen in een trein zonder machinist stappen? Tax van ProRail zegt dat de passagiers bij de testritten in Groningen enthousiast waren, maar ze geeft meteen toe dat dit bij voorbaat al enthousiastelingen waren. “Wellicht is het een kwestie van wennen en wordt het net zo gewoon als bij vliegtuigen die in hoge mate zijn geautomatiseerd”, zegt ze. Ook Goverde ziet in de acceptatie geen probleem. “Met zelfrijdende metro’s heeft niemand een probleem.”
Trage innovatie op het spoor
Het wordt waarschijnlijk nog een lange rit voor het grootste deel van de Nederlandse treinen zelfrijdend is. Wie naar het verleden kijkt, ziet dat innovatie op het spoor traag gaat. Zo werden de eerste Nederlandse treinen en trajecten in 2007 al uitgerust met het Europese treinbeveiligingssysteem ERTMS (European Rail Traffic Management System), dat essentieel is voor automatische treinen. Het systeem bepaalt accuraat de positie van de trein op het spoor en verzorgt de communicatie tussen trein en verkeersleiding. Bovendien dicht het enkele gaten in het huidige systeem, Automatische treinbeïnvloeding (ATB) genaamd. Zo kan een machinist nu door rood rijden als de trein langzamer dan 40 km/h rijdt en kan hij op een afgesloten baanvak terechtkomen door langzamer remmen dan voorgeschreven. In 2018 meldde de verantwoordelijke staatssecretaris dat landelijke dekking van ERTMS waarschijnlijk in 2050 is gerealiseerd.
Waarom duurt het zo lang? Nieuwe systemen vergen aanpassingen op het spoor en in de trein. In Nederland is besloten dat éérst alle treinen worden aangepast. Pas daarna kun je beginnen met het een voor een ombouwen van de baanvakken, zegt Rob Goverde, hoogleraar Railway Traffic Management & Operations van de TU Delft. Er is in Nederland meer dan zevenduizend kilometer spoor. “Meestal doe je niet even een lijntje, maar kijk je meteen naar een groter deel van het netwerk”, zegt Goverde. “Vervelend op dit moment is daarbij de krapte op de arbeidsmarkt, want het is lastig om genoeg gekwalificeerd personeel te vinden”, zegt Goverde. Ook zijn er veel partijen die het spoor (ProRail) en de treinen (NS, Arriva, etc.) beheren, en zij moeten een gezamenlijk plan van aanpak overeenkomen.
Een zogenoemde balise tussen de rails van een Duitse spoorweg. Dit soort kasten communiceren met sensoren aan de onderkant van passerende treinen. Zo weet de verkeersleider en de machinist precies waar de trein op dat moment is.