In de Randstad worden mensen dagelijks geconfronteerd met kilometerslange files, een gebrek aan parkeerplaatsen en overvolle treinen, bussen en metro’s. De huidige urbanisatiegolf zal dit mobiliteitsprobleem alleen nog maar groter maken, voorspelt hoogleraar Railbouwkunde Rolf Dollevoet. “De vraag is hoe we deze grote stroom aan mensen van A naar B kunnen transporteren op een voor hen prettige manier, die tegelijkertijd financieel aantrekkelijk en haalbaar is.”
“Pas als de overheid hierin een keuze heeft gemaakt, komt er een plan tot stand en wordt bepaald welke vervoerstechnieken voor de uitvoering daarvan in aanmerking komen.”
Bij het kiezen van een toekomstige vervoerstechniek spelen niet zozeer technische als wel maatschappelijke dilemma’s een rol. Steeds meer mensen verhuizen naar de Randstad, maar aan deze beweging komt op een bepaald moment een einde; in hoeverre moet de overheid meegaan in de trek naar de stad en de infrastructuur aanpassen? Daarnaast is de vraag wat de beoogde transitie is die Nederland wil doormaken. Stel dat de hyperloop als nieuw transportmiddel wordt geïntroduceerd, dan worden passagiers door een luchtdrukbuis getransporteerd. Vindt iedereen het prettig om daarin te zitten? Daarbij zou een compleet nieuwe infrastructuur moeten worden aangelegd. Is de overheid bereid om miljarden te investeren om het mobiliteitsprobleem op te lossen of kiest ze liever voor een goedkopere oplossing? Met deze vragen begint het nadenken over de toekomst, geeft Dollevoet aan. “Pas als de overheid hierin een keuze heeft gemaakt, komt er een plan tot stand en wordt bepaald welke vervoerstechnieken voor de uitvoering daarvan in aanmerking komen.”
Een sprong maken
Wat wordt de plaats van de trein bij het aanpakken van het mobiliteitsvraagstuk? “Ik denk dat in de toekomst een heel belangrijk rol weggelegd is voor het spoor, omdat het enorm kan helpen bij het opvangen van de mobiliteitsgroei en het realiseren van de duurzaamheidsagenda”, zegt Pier Eringa, presidentdirecteur ProRail. Het voordeel van de trein is niet alleen dat er grote groepen mensen en goederen mee kunnen worden vervoerd, ook komt hij direct in het hart van een stad uit. Op dat laatste punt biedt de trein, zekere op kortere afstanden, een voordeel ten opzichte van het vliegtuig. Wanneer in navolging van de hogesnelheidstrein tussen Amsterdam en Parijs hoogwaardige, snelle spoorverbindingen door Europa worden opgezet, wordt de trein een volwaardig alternatief voor het vliegtuig voor steden die op 500 kilometer afstand van elkaar liggen. Deze ontwikkeling heeft in Japan al plaatsgevonden. Daar zijn de speciaal voor de Japanse markt ontwikkelde Boeing 747’s voor korte afstanden vervangen door HSL-treinen op het Shinkansen-netwerk.
Toekomstige infrastructuur
Dollevoet beschouwt de trein ook als een toekomstbestendig vervoersmiddel en ziet net als Eringa veel in HSL-achtige constructies voor reizen tussen grote steden als Amsterdam, Londen, Brussel en Parijs. De stroom aan mensen in de Randstad is echter zo groot, dat die niet in goede banen valt te leiden met alleen een paar extra sporen en treinstellen, waarschuwt Dollevoet. Er dient echt een systeemsprong te worden gemaakt om het vraagstuk goed op te kunnen pakken. Bij de transitie van conventioneel spoor naar iets nieuws blijft massatransport centraal staan, denkt hij. Daarnaast zal er gebruikgemaakt worden van de huidige infrastructuur, omdat die pas over tientallen jaren is afgeschreven. “Het is niet logisch om een infrastructuur van miljarden euro’s die nog jaren mee kan opzij te schuiven. Er moet dus iets worden bedacht wat makkelijk een transitie kan adapteren.” Zo kunnen enerzijds de bestaande, conventionele treinen blijven rijden zodat uitfasering daarvan mogelijk is, en kan anderzijds een nieuw vervoersmiddel worden geïntroduceerd.
Lees hier meer over innovatie van het spoor
Van hyperloop tot A-train
Wat dat nieuwe vervoersmiddel wordt, hangt zoals gezegd af van de keuzes die de overheid maakt bij de maatschappelijke vragen die het mobiliteitsprobleem met zich meebrengt. Technisch gezien is er al veel mogelijk. Zo presenteerde ondernemer Elon Musk in 2012 de hyperloop, een concept voor een vacuümtrein. Dit transportsysteem maakt gebruik van een luchtdrukbuis, waardoor mensen en goederen vervoerd worden. “Een eigenschap van de hyperloop is dat hij met vacuüm werkt, waardoor de luchtweerstand praktisch verdwijnt en het relatief weinig energie kost om heel hoge snelheden te halen”, legt Dollevoet uit. Er zijn echter nog wel een paar vraagstukken die moeten worden opgelost voor de hyperloop kan worden ingezet. Denk daarbij aan de technologie die nodig is om een hoge vervoerscapaciteit te leveren met een stroom aan capsules met een capaciteit van 28 zitplaatsen. De Shinkansen-lijn in Japan vervoert per uur ruim 20.000 mensen, wat neerkomt op ruim 700 hyperloopcapsules per uur. Een vervoerstechniek die op de hyperloop lijkt is de magneetzweeftrein, een voertuig dat boven een baan zweeft door middel van een magneetveld. Het nadeel van beide opties zijn de hoge kosten die eraan zijn verbonden, omdat er een volledig nieuwe infrastructuur voor dient te worden aangelegd. Daarbij
komt dat de hyperloop niet echt geschikt is voor korte afstanden zoals in de Randstad.
A-Train
Een derde optie is de A-Train, een nieuw type trein die zweeft op lucht. Hiervoor hoeft geen nieuwe infrastructuur te worden gerealiseerd, maar hoeven alleen betonplaten met aluminiumstrips tussen twee spoorstaven te worden geplaatst om de tractie en remkracht te kunnen afwikkelen. De kosten van een overgang naar deze vervoerstechniek vallen relatief gezien dus mee. De trein zelf blijft vrijwel hetzelfde, op een soort zweefkussen op lucht dat onder de trein wordt geplaatst na. Hierdoor zouden ook conventionele treinen kunnen blijven rijden. Met de A-train kunnen zeer hoge snelheden worden gehaald en het vervoersmiddel veroorzaakt weinig geluidsoverlast of trillingen. Wel dient deze techniek nog verder te worden ontwikkeld, omdat hij nu alleen op schaalmodel getest is. Er is dus eerst een ontwikkel- en engineeringfase nodig, en pas dan is er een beproefd prototype en kunnen treinen worden omgebouwd, legt Dollevoet uit. “Dat kost nogal wat tijd en geld. Aan de andere kant moet sowieso worden geïnvesteerd om voorbereid te zijn op de toekomst.”
Hoogfrequent spoor
Tot het zover is, wordt er hard gewerkt om de capaciteit van het huidige treinsysteem te vergroten, zowel als het gaat om infrastructuur, zitplaatscapaciteit als nieuwe technologie, vertelt Leo van Dongen, directeur Techniek bij de NS. Om grote steden en de regio te ontsluiten, is het Programma Hoogfrequent Spoorvervoer opgezet. De kern: meer personentreinen op drukke trajecten en voldoende ruimte voor het goederenvervoer. Door treinen hoogfrequent te laten rijden, ontstaat extra capaciteit om de vervoersgroei het hoofd te kunnen bieden. Meer treinen betekent echter ook meer risico. “Hoe groter de treindichtheid op het spoor is, hoe groter de consequenties zijn bij verstoringen. Het is dus zaak om heel hard te werken aan de bedrijfszekerheid van het gehele spoorsysteem.”
Kapitaalgoederen
Dat begint met een robuust ontwerp van de dienstregeling. Verder dienen de kapitaalgoederen – de infrastructuur en het materieel – van een hoge betrouwbaarheid zijn, zodat er sprake is van voorspelbare prestaties. Hiervoor is het naast investeren in nieuwe treinen ook van belang het huidige materieel goed te beheren. Dit prestatiemanagement is onder te verdelen in drie niveaus. Alles begint met treinen, werkplaatsen en personeel van hoge kwaliteit. Wanneer deze basis is gelegd, moet er vervolgens voor worden gezorgd dat de treinen bedrijfszeker kunnen rijden. Dit betekent dat het onderhoud correct moet worden uitgevoerd en de treinen op de juiste manier moeten worden bediend. Ten slotte is het essentieel dat voortdurend de performance wordt gemeten, om na te gaan waar eventueel storingen optreden of bedieningsfouten worden gemaakt. Op basis hiervan wordt inzichtelijk welke verbeteringen nodig zijn om de prestaties op het gewenste niveau te houden. Volgend jaar wordt hierin een belangrijke stap voorwaarts gezet door alle dubbeldekkers en de Sprinter Light Train te voorzien van Real Time Monitoring op de belangrijkste technische installaties. “Het gaat dus om het investeren in mensen en materieel, het garanderen van prestaties door goed te werken en het voortdurend meten van de performance. Zo kun je uiteindelijk nagaan hoe je processen kunt verbeteren.”
Lees hier meer over onderhoud van de infrastructuur
European Rail Traffic Management System
Om het hoogfrequent rijden zo veilig mogelijk te laten verlopen, zal in de toekomst gebruik worden gemaakt van nieuwe technologie met het treinbeveiligingssysteem ERTMS (European Rail Traffic Management System). “ERTMS is de nieuwe Europese norm, waarmee de treindichtheid en snelheden omhoog kunnen. Nu kunnen we 140 kilometer per uur rijden, met ERTMS kan dat naar 160 of 200”, legt van Dongen uit. Waar op dit moment het railverkeersmanagement wordt uitgevoerd middels seinen en seinbeelden in de infrastructuur, kunnen treinen met ERTMS zelf bepalen waar op het spoor ze rijden en hoe dicht ze op hun voorganger zitten. Er zitten dus geen seinen meer in de infrastructuur, maar alle informatie is beschikbaar in de cabine van de trein.. Hierdoor kunnen treinen korter op elkaar volgen en kunnen er meer treinen op een spoor rijden. De overheid heeft 2,5 miljard euro uitgetrokken om te investeren in ERTMS. Daarvoor is een investeringsprogramma onderweg.
Meer buffercapaciteit
“Mijn ideaalbeeld is dat je over een spoorlijn de ene na de andere trein ziet rijden. Kort op elkaar, hoogfrequent, waarbij veel goederen en mensen over het spoor vervoerd worden”, zegt Eringa. Toch zijn er nogal wat stappen nodig voor het zover is. Zo betekent de komst van meer treinen dat er ook meer opstelcapaciteit nodig is om treinen te stallen wanneer ze niet rijden en om onderhoud te verrichten. Daarnaast heeft het grotere aantal treinen tot gevolg dat er vaker onderhoud en vernieuwingen moeten plaatsvinden aan het spoor. De sector zal op een nieuwe manier moeten gaan denken om uit te komen met de onderhouds- en vernieuwingsprogramma’s, zodat de tijd die nodig is om aan het spoor te werken zo kort mogelijk is.
“Ik denk dat als de tien belangrijkste stationsknooppunten in Nederland dubbeldeks zou worden gemaakt, het bufferingsprobleem al aanzienlijk kan worden teruggebracht.”
Door bijvoorbeeld sensoren en slimme wissels te gebruiken, hoeven onderhoudsmedewerkers niet af te wachten tot er een storing optreedt, maar geven de wissels zelf tijdig aan dat ze onderhoud nodig hebben. Verder ziet Eringa ook veel in het uitrusten van treinen met meetapparatuur. Hierdoor hoeven er geen afzonderlijke meettreinen meer te rijden, kan de conditie van het spoor dagelijks gevolgd worden en kan sneller worden ingegrepen bij mogelijke storingen of zwakke plekken in het spoor. Een andere optie is een mobiele app voor treinreizigers, waarmee zij informatie doorgeven over de toestand van het spoor en dus actief meewerken aan onderhoud en vernieuwing. De komende tijd wordt het vooral een kwestie van uitproberen wat werkt en waardevolle technieken ook daadwerkelijk doorvoeren.
Knelpunten
Net zoals Eringa voorziet ook Dollevoet knelpunten als er meer treinen gaan rijden. Een veelgehoorde oplossing om meer ruimte creëren voor de extra treinen is om meer spoor bij te bouwen. Dit is echter een erg dure optie. De hoogleraar pleit er in plaats daarvan voor om meer buffercapaciteit in stations te bouwen, bijvoorbeeld door het realiseren van dubbeldekstations. In de huidige situatie staan treinen op stations een aantal minuten stil om mensen in en uit te laten stappen en staat de trein erachter ook stil omdat hij er niet langs kan. Hierdoor stagneert de doorstroom van treinen. Wanneer er ergens een storing optreedt, ontstaat er dan ook direct een file van treinen die op de hoofdbaan staan te wachten tot ze verder kunnen. Door te investeren in meer capaciteit in de stations, kunnen treinen gewoon binnenkomen en vervolgens na de herprogrammering weer wegrijden volgens het nieuwe schema, licht Dollevoet toe. “Ik denk dat als de tien belangrijkste stationsknooppunten in Nederland dubbeldeks zou worden gemaakt, het bufferingprobleem al aanzienlijk kan worden teruggebracht.”
Investeringen
Of het nu gaat om het doorvoeren van technische innovaties op het spoor of het realiseren van extra buffercapaciteit in stations, één ding is duidelijk: er is extra geld nodig. Dollevoet ziet momenteel spanning ontstaan in het budget dat de overheid beschikbaar stelt en het bedrag dat nodig is in de spoorbranche. Dat gaat op een of andere manier pijn doen, verwacht hij. Eringa is eveneens van mening dat er meer geïnvesteerd moet worden in het spoor, want om hoogfrequent te kunnen rijden zijn aanpassingen nodig aan het spoor en moeten er meer treinen komen. “Wil je spoor goed benutten, de mobiliteitsvraag aanpakken en een bijdrage leveren aan duurzaamheid, dan moet er geïnvesteerd worden.”
Spoorgebruik
Naast investeringen is echter ook een verandering in houding nodig binnen de sector, denkt hij. “De railsector heeft de naam conservatief te zijn en vast te houden aan het oude. We moeten het aandurven te vernieuwen en op een andere manier naar spoorgebruik te kijken.” Als Nederland daarmee aan de slag gaat, is de trein een vervoersmiddel dat nog jaren mee kan en dat kan helpen de groei in mobiliteit op te vangen en winst op duurzaamheidsgebied te bewerkstelligen.
