Mobilité autonome : l'avenir du rail est automatisé

Le secteur ferroviaire a besoin de solutions innovantes pour relever les défis de l'urbanisation croissante, du changement climatique et d'autres éléments qui influent sur les transports publics.

C'est pourquoi nous nous consacrons à l'automatisation de l'exploitation des trains, que ce soit pour les métros ou les trains lourds. Équipé d'outils digitaux, de capteurs de pointe, de logiciels puissants et d'une expérience approfondie du transport sans conducteur, Alstom est à la pointe du développement des systèmes autonomes et a pour objectif de faire du niveau d'automatisation le plus élevé, GoA4, une réalité sur les lignes ferroviaires régionales d'ici 2023.

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Automatic train operation - reshaping the way we manage rail networks

Qu'est-ce que la mobilité autonome ?

La mobilité autonome ou l'exploitation automatique des trains est une amélioration de l'exploitation et de la sécurité dans le secteur ferroviaire. Elle élimine les conjectures, les erreurs humaines et les variables des chemins de fer, les rendant plus efficaces, plus précis et plus fiables que jamais. Combinés à des systèmes tels que le contrôle automatique des trains, la protection automatique des trains et la supervision automatique des trains, ces systèmes permettent aux opérateurs d'en faire plus avec moins, en orchestrant leurs flottes et en les transformant en un réseau finement ajusté, plus performant, avec moins de gaspillage et de risques. Alstom apporte le portefeuille le plus large et la plus grande expérience du secteur : plus de 50 systèmes dans le monde et une expérience des opérations sans conducteur qui remonte aux années 1970. 

Sydney_Metro
Le métro de Sydney en Australie est un système de transport en commun rapide sans conducteur qui utilise des trains Metropolis entièrement automatisés et le système de signalisation Urbalis 400 Communication Based Train Control (CBTC).
  • ≤45%
    une consommation d'énergie réduite
  • 30%
    une plus grande capacité de transport de passagers (selon la ligne)
  • 3
    minutes de moins par trajet

Trains automatisés ou trains autonomes - quelle est la différence ?

    • Fonctionne sur des voies séparées
    • Système fermé et sécurisé
    • Le logiciel établit une bulle de sécurité autour du train pour garantir une distance adéquate.
    • Communication forte entre le véhicule et l'infrastructure

    • Fonctionne sur une voie partagée
    • Il doit partager la voie avec d'autres trains, des voitures et des piétons.
    • Les trains doivent pouvoir voir devant et autour de la voie.
    • Le train doit être capable de communiquer et de prendre des décisions.

Pourquoi automatiser les trains ?

L'automatisation des trains apporte des avantages considérables aux opérateurs, aux passagers et à l'environnement.

  • Une capacité accrue

    Une capacité accrue

    L'automatisation accroît la capacité de transport de passagers en augmentant le nombre de trains qu'une ligne peut accueillir.

    De nombreux réseaux fonctionnent déjà à pleine capacité et ne peuvent tout simplement pas accueillir de trains supplémentaires, mais l'automatisation crée de l'espace en éliminant les variables dues au comportement humain.

  • Une plus grande flexibilité

    Une plus grande flexibilité

    L'automatisation des flottes de trains crée de la prévisibilité qui permet une plus grande flexibilité.

    Lorsqu'ils bénéficient de l'exploitation automatique des trains, les opérateurs ont davantage de choix. Ils peuvent automatiser le service sur des lignes peu fréquentées ou éloignées, garer automatiquement un train et le garder indéfiniment au repos ou réagir rapidement aux changements sans qu'un conducteur humain doive toujours être présent.

  • Réduction des coûts

    Réduction des coûts

    Les services tels que la maintenance représentent une part importante des coûts d'exploitation d'une flotte.

    La technologie des trains autonomes garantit que les trains sont exploités aussi efficacement que possible, en réduisant l'usure tout en minimisant les inefficacités progressives qui sont naturelles sous l'influence humaine.

  • Une meilleure expérience passagers

    Une meilleure expérience passagers

    L'exploitation automatique des trains n'est pas réservée aux ingénieurs et aux opérateurs, elle améliore considérablement l'expérience de voyage des passagers.

    Grâce à la technologie, les conducteurs peuvent se concentrer sur l'assistance aux passagers et les décisions stratégiques, ce qui signifie que les passagers remarqueront des accélérations et des arrêts plus fluides, des courbes plus confortables et des options de transport sans faille avec moins de retards.

  • Plus durable

    Plus durable

    Les systèmes d'automatisation ferroviaire éco-conducteurs réduisent la consommation d'énergie et sont essentiels pour rendre l'industrie ferroviaire plus durable.

    L'exploitation automatique des trains orchestre les flottes ferroviaires, ce qui permet aux opérateurs d'exploiter leurs trains plus efficacement. Fonctionnant comme un seul système connecté, cette synchronisation améliorée se traduit par des performances maximales qui contribuent à réduire les émissions et à limiter la consommation d'énergie.

Automatisation des lignes régionales de voyageurs et de marchandises

L'une des difficultés consiste dans le fait que, dans le monde entier, les réglementations n'ont pas suivi le rythme de la technologie. C'est pourquoi Alstom dirige également le groupe de travail européen de Shift2Rail, chargé de spécifier et de modéliser les solutions techniques ferroviaires intelligentes requises, qui serviront de base à la future norme d'exploitation automatique des trains pour les grandes lignes en Europe.

Alstom teste déjà différents niveaux d'automatisation sur différents types de grandes lignes à travers le monde afin de développer en toute sécurité les normes des meilleures pratiques de sécurité. L'objectif est de disposer de prototypes entièrement automatisés pour le transport de marchandises et de passagers régionaux d'ici 2023 et de commencer la mise à l'échelle en 2025.

  • Le GoA 0 est une exploitation de base, à vue, du train, tel un conducteur de train actionnant manuellement un tramway dans la rue.

  • Le GoA 1 est celui où un conducteur de train contrôle le démarrage et l'arrêt ainsi que les portes, tout en répondant aux urgences ou aux changements soudains.

  • Le GoA 2 est l'exploitation semi-automatique des trains (STO), où le démarrage et l'arrêt sont automatisés, mais où le conducteur continue à actionner les portes, à contrôler le train selon les besoins et à gérer les urgences. Il s'agit de l'un des niveaux d'automatisation les plus courants aujourd'hui.

  • Le GoA 3 est l'exploitation des trains sans conducteur, où le démarrage et l'arrêt sont automatisés et où un agent de train actionne les portes et conduit le train en cas d'urgence. Au lieu de se concentrer sur la conduite, les opérateurs de train surveillent l'état de santé complet et les performances du train.

  • Le GoA 4 est l'exploitation des trains sans surveillance (UTO), où le démarrage et l'arrêt, le fonctionnement des portes et la gestion des urgences sont entièrement automatisés sans personnel à bord. L'état de santé des trains sera surveillé de près à distance.

Niveaux d'automatisation

L'automatisation des trains repose sur cinq niveaux d'automatisation, de GoA0 à GoA4. Chaque étape de cette échelle accroît le contrôle des opérateurs sur leurs flottes tout en améliorant l'efficacité et les performances de ces dernières.

Infographic ATO
L'exploitation automatique des trains est une fonction de renforcement de la sécurité opérationnelle utilisée pour aider à automatiser l'exploitation des trains.

Lexique

Vous avez besoin d'aide pour comprendre certains termes et abréviations relatifs à l'exploitation des trains automatiques ? Nous avons ce qu'il vous faut :

  • Également appelé "onde de trafic", l'effet accordéon est un phénomène défavorable dans le domaine des transports, où les changements de vitesse du premier véhicule d'une file se répercutent sur toute la file, entraînant une augmentation des retards et une réduction du débit global du trafic.

  • Le contrôle automatique des trains (Automatic Train Control) est un système de sécurité ferroviaire qui contrôle la vitesse d'un train et alerte les conducteurs en cas de situation dangereuse.

  • L'exploitation automatique des trains est une série d'améliorations opérationnelles et de sécurité pour le rail qui permet l'automatisation des trains. L'exploitation automatique des trains est classée en cinq niveaux ascendants d'automatisation appelés Grades d'automatisation (GoA).

  • En attendant que les instances dirigeantes adoptent des règles et une gouvernance standard pour l'exploitation des grandes lignes sans surveillance, l'industrie ferroviaire développe des solutions pour tirer parti du système de signalisation ETCS existant. Cette solution combine l'exploitation automatique des trains avec les niveaux 1 et 2 de l'ETCS pour atteindre le GoA2.

  • La protection automatique des trains (ATP) est un système de sécurité qui assure une distance ou un temps suffisant entre les trains et qui avertit lorsque le train doit être arrêté

  • Les trains automatisés, comme les métros ou les véhicules de transport de personnes, fonctionnent dans un environnement fermé. Ils sont reliés par une signalisation numérique mais disposent de leur propre voie et n'ont pas à la partager avec d'autres trains, voitures ou personnes. Ces trains utilisent l'automatisation pour assister un conducteur.

  • Les trains autonomes circulent sur des voies partagées avec d'autres véhicules et des piétons. Ils s'appuient sur la signalisation numérique, mais ils ont besoin de capteurs puissants supplémentaires pour analyser les dangers qui les entourent et de processeurs qui leur permettent de s'adapter et même de prendre des décisions. Les trains autonomes n'ont pas besoin d'un conducteur ou d'accompagnateurs à bord.

  • Le transport collectif est un type de mobilité complémentaire où les services ferroviaires sont soutenus et améliorés par la coopération avec des modes de transport plus légers, tels que les véhicules publics ou privés, pour les trajets du premier et du dernier kilomètre.

  • L'exploitation des trains sans conducteur (DTO) se trouve sur le GoA3 où le démarrage et l'arrêt des trains sont automatisés, mais un conducteur continue de contrôler les portes et de surveiller le train.

  • Exploitation d'un train sans conducteur (DTO ou driverless train operation)où toutes les opérations du train sont automatisées et peuvent fonctionner sans l'intervention du personnel de bord. Le GoA3 est généralement associé à l'automatisation complète ou à l'exploitation sans conducteur.

  • Le temps qu'un train passe dans une gare sans bouger, généralement en raison de l'embarquement ou du débarquement de passagers. L'automatisation peut améliorer les performances en réduisant les temps d'arrêt.

  • Le système européen de contrôle des trains (ETCS ou European Train Control System) est l'aspect signalisation et contrôle ferroviaire du système européen de gestion du trafic ferroviaire, qui est la norme de signalisation pour les chemins de fer européens. L'ETCS remplace plusieurs anciens systèmes de signalisation incompatibles par des équipements au sol standard et des équipements de contrôle situés à l'intérieur du train.

  • Grade of automation (ou GoA), est une manière standard de décrire les niveaux progressifs d'automatisation dans les chemins de fer. Le niveau d'automatisation va du niveau 0, qui correspond à l'absence d'automatisation, au niveau 4, qui correspond à l'automatisation complète sans agent de train ni conducteur.

  • La distance entre deux véhicules circulant sur un réseau de transport en commun partagé. Mesuré dans l'espace ou dans le temps, le headway (temps d'attente) est un aspect essentiel de la mesure de l'efficacité d'un réseau et il peut être réduit par l'application adéquate de la technologie de contrôle ferroviaire.

  • Les lignes principales sont les lignes principales d'un réseau ferroviaire. Les lignes secondaires, les embranchements ou les triages sont des lignes secondaires..

  • Le métro est un type de transport rapide qui fonctionne dans des environnements fermés comme des tunnels ou des glissières surélevées et qui ne doit donc pas partager le droit de passage avec les piétons, les voitures ou d'autres véhicules.

  • L'exploitation automatique des trains à bord est différente de l'exploitation automatique des trains par l'ETCS, car la technologie d'exploitation automatique des trains sera installée sur les trains eux-mêmes plutôt que sur le véhicule et la voie. Les trains automatiques embarqués seront capables de sentir leur environnement, de détecter des modèles, d'interagir avec d'autres systèmes et avec les passagers afin de prendre des décisions indépendantes et sûres.

  • Le platooning est une méthode de conduite qui regroupe une série de véhicules en utilisant la technologie numérique pour améliorer leur efficacité. Une fois couplés, les véhicules peuvent accélérer et freiner comme une seule unité tout en se déplaçant à des distances plus courtes.

  • La commande semi-automatique des trains (Semi-automatic train control) est un niveau d'exploitation automatisée des trains où le conducteur du train actionne les portes et conduit le train, et s'occupe des problèmes au besoin. La STO se trouve généralement dans le GoA2.

  • L'exploitation systémique est un facteur des chemins de fer et de l'automatisation ferroviaire où les flottes sont traitées de manière holistique, comme un seul véhicule plutôt qu'une série de trains individuels, afin d'améliorer leurs performances.

  • L'exploitation des trains sans surveillance (UTO ou unattended train operation ) est le niveau le plus élevé de l'automatisation ferroviaire, où l'ouverture et la fermeture des portes, le démarrage et l'arrêt sont entièrement automatisés et gérés sans l'intervention de personnel à bord du train.