Le 30 décembre 2019, la ligne à grande vitesse Pékin-Zhangjiakou est officiellement entrée en service, devenant ainsi la première ligne ferroviaire à grande vitesse intelligente au monde roulant à 350 km/h avec une conduite automatisée assistée par le conducteur.
Parallèlement, la conduite intelligente dans le transport routier connaît également un essor rapide en Chine. Selon Wang Shuiyin, vice-président de l’Institut de recherche sur les autoroutes du ministère des Transports, le taux de pénétration des véhicules de tourisme à conduite intelligente dans le pays a dépassé 68 % et la longueur totale des routes ouvertes d’essai pour la conduite autonome a dépassé 28 000 kilomètres.
Cependant, bien qu’ils appartiennent tous deux à la conduite intelligente, les systèmes ferroviaires et routiers diffèrent fondamentalement en termes de complexité et d’environnements opérationnels.
« L’écart entre l’automatisation automobile et ferroviaire est important », a déclaré à CGTN Wang Xiaoliang, vice-président et ingénieur en chef de Beijing Hollysys Co., Ltd.
« L’un des principaux défis est l’arrêt précis », a déclaré Wang. « En raison des variations environnementales, des écarts de paramètres et des exigences massives de transmission de données en temps réel, il est extrêmement difficile d’y parvenir dans le train à grande vitesse. »
Contrairement aux véhicules routiers, les trains à grande vitesse circulent dans des conditions étroitement contrôlées, à des vitesses extrêmes, où même des écarts mineurs peuvent avoir des conséquences amplifiées.
Wang a expliqué que la ligne à grande vitesse Pékin-Zhangjiakou est équipée du système chinois de contrôle des trains de niveau 3 (CTCS-3), ainsi que de trois centres de blocage radio (RBC) et de plusieurs systèmes de protection automatique des trains (ATP) fournis par Hollysys, permettant un fonctionnement précis et sûr.
RBC et ATP sont les principaux équipements de sécurité du système de contrôle des trains à grande vitesse, qui communiquent en permanence avec les équipements embarqués et hors bord, permettant un échange d’informations en temps réel entre le train et le sol. Ils fonctionnent comme un « système nerveux central » pour une exploitation ferroviaire sûre et coordonnée.
« Derrière la ponctualité du train à grande vitesse se cache véritablement le système de contrôle des trains », a déclaré He Chunming, vice-président du groupe Hollysys, à CGTN.
Le système se compose d’équipements embarqués et au sol, chargés de gérer l’espacement et la vitesse des trains. À mesure que la vitesse des trains augmente, le contrôle manuel par les conducteurs devient de plus en plus difficile.
« La distance de freinage est directement liée à la vitesse », a déclaré He. « Quand un train à grande vitesse roule à 350 km/h, la distance de freinage doit être d’environ 20 kilomètres. »
Pour garantir la sécurité, le système doit calculer en permanence des vitesses de fonctionnement sûres sur la base d’informations situées bien en amont du train.
« Pour déterminer une vitesse sûre, nous devons obtenir toutes les données dans un rayon d’environ 20 kilomètres. Désormais, les données jusqu’à 32 kilomètres sont déjà disponibles. » dit-il. « Ce n’est qu’avec ce niveau d’information que le système peut calculer la vitesse de sécurité pour chaque segment. »
Le contrôle de la vitesse n’est pas seulement une question de distance. Les conditions telles que les pentes, les courbes et les interrupteurs auront toutes un impact.
« Par exemple, une pente montante ou descendante aura des effets très différents sur la décélération », a déclaré He, « et si un train entre dans un virage ou change de vitesse à une vitesse excessive, il pourrait dérailler.
« Par conséquent, toutes les informations dans un rayon de 20 ou 30 kilomètres doivent être intégrées pour générer une vitesse de sécurité unifiée. »
Les systèmes ferroviaires à grande vitesse reposent sur des principes de sécurité très stricts. Il a souligné que si la communication est interrompue, le train doit s’arrêter. « Car une fois que nous ne pouvons pas confirmer si les informations sont à jour ou exactes, nous devons suivre le principe de sécurité. »
Dans la conception de la signalisation ferroviaire, tout défaut doit conduire à un résultat sûr – le principe de sécurité intégrée. Si la communication est perdue au-delà d’une certaine durée, le système supprime toutes les données et déclenche un freinage d’urgence.
Bien que hautement automatisé, le train à grande vitesse n’élimine pas la surveillance humaine.
« Le système de conduite automatisée réduit la charge de travail du conducteur, et environ 90 % des opérations peuvent être automatisées, mais certains points clés nécessitent encore une confirmation humaine », a déclaré He.
Le développement de tels systèmes est un long processus. Un système de contrôle ferroviaire prend 5 à 8 ans entre le développement et le déploiement.
La conduite humaine peut être incohérente, et des accélérations et freinages fréquents réduisent le confort et l’efficacité.
Les systèmes intelligents intègrent les stratégies des conducteurs expérimentés dans leurs algorithmes de contrôle, générant automatiquement des courbes de vitesse optimales qui équilibrent ponctualité, confort et efficacité énergétique, permettant au train de circuler de manière plus fluide et plus efficace.
À l’avenir, les déplacements pourraient être plus fluides grâce à l’avancement de « l’intégration à quatre réseaux », faisant référence à l’intégration profonde des lignes ferroviaires principales, des chemins de fer interurbains, des chemins de fer de banlieue et des systèmes de transport ferroviaire urbain. Dans ce cadre, les services ferroviaires fonctionneraient comme un réseau de mobilité unifié plutôt que comme des systèmes distincts.
Il a souligné que cette technologie est encore en développement. En tant que fournisseur mondial de systèmes et de services de contrôle du transit ferroviaire, Hollysys Group a déployé des systèmes de contrôle des trains sur plus de 80 lignes ferroviaires principales à travers la Chine, couvrant plus de 16 000 kilomètres au total. Elle exploite ses atouts technologiques accumulés pour transformer cette vision en réalité.
