Na slechts vijf weken dienst stond het gloednieuwe Fyra-materieel weer stil. Technische problemen zorgden in de eerste maand van de snelle spoorverbinding tussen Amsterdam en Brussel voor veel vertraging. Hoewel het V250-materieel uiteindelijk als gevolg van schade door winterweer uit bedrijf werd genomen, zorgt ook treinbeveiligingssysteem ERTMS voor problemen. Vooral de Nederlands-Belgische grens blijft voor ERTMS een lastig te nemen barrière.

Negen van de zestien bestelde treinstellen voor de Fyra-dienst tussen Amsterdam en Brussel werden in januari 2013 op het rangeerterrein in de Amsterdamse Watergraafsmeer geparkeerd. De gloednieuwe V250-treinen waren geveld door enkele dagen winterweer: losbrekende brokken ijs hadden schade aan het plaatwerk veroorzaakt en in een extreem geval was er zelfs een complete bodemplaat losgeslagen. Maar het paradepaardje van de NS kampte met meer wintermankementen: treeplanken raakten door sneeuw geblokkeerd en deuren wilden niet goed sluiten.

Voor de Belgische Dienst Veiligheid en Interoperabiliteit der Spoorwegen (DVIS) was de maat vol. De spoorwegautoriteit trok de toestemming voor commerciële inzet van het materieel op de Belgische hogesnelheidslijn in. De twee verkeersministers in Nederland en België riepen de spoorwegmaatschappijen op het matje en de bestuursvoorzitters moesten zich verantwoorden tijdens een Nederlands-Belgische parlementaire zitting, maar de NS en de Belgische vervoerder NMBS wijzen vooral naar de Italiaanse fabrikant AnsaldoBreda. ‘Het is duidelijk dat de treinen ernstige gebreken vertonen’, melde de NMBS in een persbericht. NS-topman Bert Meerstadt liet in ferme bewoordingen weten de Fyra-stellen ‘per kerende post’ terug te sturen wanneer de winterproblemen niet binnen drie maanden zijn verholpen. In het uiterst complexe dossier van de Fyra en de HSL-Zuid, de spoorlijn tussen Schiphol en de Belgisch-Nederlandse grens, trekt vooralsnog alleen de Italiaanse treinfabrikant voorzichtig het boetekleed aan: het concern maakte openbaar excuses voor de winterdefecten en de overlast voor reizigers. Vier maanden later viel het doek voor de V250 definitief.

De keuze voor de V250 verklaart alleen voor een deel

het moeizame verloop van de Fyra-lijn tussen Amsterdam en Brussel

Het winterweer van januari 2013 betekende uiteindelijk de nekslag voor de toch al moeizame start van de Fyra-lijn. De vorstperiode en sneeuwval leiden de aandacht echter af van andere mankementen, die het V250-materieel sinds de ingebruikname op 9 december dwars zaten. Van meet af aan kampte de Fyra-verbinding, die volgens de oorspronkelijke plannen vijf jaar eerder van start had moeten gaan, met relatief veel vertraging en uitval. Van het voorzichtige optimisme over het materieel dat NS Hispeed in 2012 in gesprekken met De Ingenieur tentoonspreidde, is in 2013 weinig over. De organisatie wil geen uitlatingen meer doen over de Fyra-treinen.

De vraag rijst of naast AnsaldoBreda ook andere partijen blaam treft? Had de NS, die de V250 al uitgebreid op het nieuwe traject testte, de problemen kunnen voorkomen? ‘De keuze voor de V250 heeft zeker bijgedragen aan de moeizame start van de Fyra-lijn tussen Amsterdam en Brussel’, meent een ingewijde. De Italianen ontwikkelden de trein speciaal voor de NS en NMBS, die gezamenlijk negentien exemplaren hebben besteld. Ondanks het testprogramma, dat een groot aantal kinderziektes aan het licht bracht, is het onvermijdelijk dat er bij de commerciële ingebruikname nog meer technische mankementen tevoorschijn zouden komen. Treinen met een bewezen staat van dienst, zoals de TGV van het Franse Alstom of de ICE 3 van het Duitse Siemens, zijn de belangrijkste kinderziektes inmiddels ontgroeid. Met dat bestaand materieel was de start zeker beter verlopen.

Een van de bronnen van de technische problemen en de beperkte punctualiteit is echter niet zozeer de V250 noch het winterweer, maar het treinbeveiligingssysteem ERTMS (European Rail Traffic Management System). Dit Europese systeem, waarmee nieuwe spoorlijnen worden uitgerust, moet het bonte palet aan nationale beveiligingssystemen op termijn vervangen. Met ERTMS kunnen treinen uiteindelijk zonder extra boordapparatuur probleemloos de grens over, zodat de weg wordt gebaand voor een echt Europese spoormarkt. Over de invulling van ERTMS zijn internationale afspraken gemaakt, die onder meer de functionaliteiten en communicatieprotocollen voorschrijven.

De Thalys, die reeds sinds december 2009 met ERTMS op de HSL-Zuid rijdt, vormde de grote beproeving. De introductie van ERTMS in dit TGV-materieel bracht een groot aantal tekortkomingen en manco’s aan het licht. Regelmatig viel de communicatie weg, waardoor het beveiligingssysteem automatisch een noodstop activeerde. Ook raakten treinen ‘verdwaald’ wanneer ze door een foutieve registratie van een baken volgens het systeem plotseling in tegengestelde richting reden en ERTMS wederom automatisch aan de noodrem trok. Na de introductie van de Thalys, die inmiddels met een acceptabele punctualiteit tussen Amsterdam en Parijs pendelt, zijn veel ERTMS-mankementen verholpen.

Juist door de ervaring met de Thalys was de High Speed Alliance, het samenwerkings­verband van NS Hispeed en KLM dat de HSL-Zuid exploiteert, optimistisch over de introductie van het V250-materieel. De belangrijkste euvels van het nieuwe treinbeveiligingssysteem waren immers al verholpen. Net als de Thalys-treinen werd de V250 voor de Fyra-lijn uitgerust met een ERTMS-systeem van het Italiaanse concern Ansaldo STS. Grote problemen werden niet verwacht. Ook het proefrijden met de V250 legde geen onrust­barende tekortkomingen bloot.

De Fyra­software leest soms een baken verkeerd,

waardoor het systeem denkt dat de trein de andere kant op rijdt.

Maar direct na de ingebruikname op 9 december 2012 bleken de ERTMS-lessen van de Thalys van beperkt nut voor de Fyra-lijn en het V250-materieel. De verklaring hiervoor is simpel: de Thalys en Fyra rijden weliswaar met ERTMS van dezelfde fabrikant over dezelfde lijn, maar de software en boordsystemen verschillen op een groot aantal aspecten van elkaar. De ERTMS-software van de Fyra is niet identiek aan, maar een doorontwikkeling van de programmatuur aan boord van de Thalys. De Fyra-software is in essentie een kopie van een oude Thalys-versie, die enkele jaren voor de introductie van de Thalys werd gemaakt. Nadien is de kopie speciaal aangepast voor gebruik aan boord van de V250. De ERTMS-sofware voor de Thalys heeft namelijk verschillende functionaliteiten specifiek voor gebruik op het Franse spoor, die bij gebruik in de Fyra op het Nederlandse en Belgische voor problemen zouden zorgen. Door het afzonderlijke ontwikkelingspad van de ERTMS-software waren sommige bugs die voor de Thalys zijn verholpen, nog steeds aanwezig in de Fyra.

Zo leest de Fyra-software soms een baken verkeerd, waardoor het systeem denkt dat de trein de andere kant op rijdt. Wanneer de bakens in groepen liggen, doet dit probleem zich niet voor: uit de opeenvolging van signalen is de richting duidelijk. Maar er zijn ook enkelvoudige bakens, die alleen dienen ter bepaling van de locatie. Incidenteel vindt de afleesfout plaats. Dit leidt tot een conflict met een zogeheten radio block centre, dat de trein de benodigde informatie levert, waarna de trein automatisch remt.

Hoewel de software aan boord van zowel de Thalys als de V250 de programmeerfout bevat, zorgt deze alleen bij de V250 voor problemen. De afleesfout doet zich namelijk alleen voor wanneer een Fyra-trein bij aankomst in Brussel of Amsterdam van rijrichting is gewisseld. De fout laat zich gemakkelijk verhelpen, namelijk door het systeem bij het keren van de trein te herstarten. Het boordsysteem van de Thalys is zodanig ingericht dat het altijd een herstart maakt bij wisselen van rijrichting. Daarom is de programmeerfout bij de Thalys nooit aan het licht gekomen, maar zorgt dezelfde bug in de V250 voor problemen.

Het opsporen van de programmeerfouten blijkt zeer complex. De frequentie waarmee defecten zich voordoen is dusdanig laag dat ze zich lastig laten identificeren. Bovendien kan een fout na detectie niet zomaar worden gerepareerd. Bij modificaties van de software van de centrale boordcomputer moet worden aangetoond dat deze geen effect zullen hebben op andere functies. Een reparatie van de software inclusief certificatie neemt hierdoor al snel een jaar tijd in beslag.

Een ander probleem, waar overigens ook de Thalys nog steeds mee kampt, is de grensovergang Nederland-België. Een de grens passerende trein moet overschakelen van het Nederlandse GSM-Rail-netwerk (GSM-R) op het Belgische, of vice versa. Bovendien moet een trein zich aanmelden en identificeren bij het eerste radio block centre van het land dat hij binnenrijdt. Voor een soepele grensoversteek heeft een trein ten minste twee functionerende GSM-R-modems nodig. Een trein afkomstig uit Amsterdam houdt met de eerste modem contact met het Nederlandse net en belt met een tweede exemplaar in op het Belgische GSM-R-net. Na het maken van een verbinding en de afwikkeling van het protocol van identificatie en registratie bij het Belgische radio block centre wordt de verbinding met het Nederlandse net verbroken.

Wanneer de verbinding met een radio block centre langer dan 30 s wegvalt,

remt een trein automatisch.

Het wordt echter problematisch wanneer er niet tijdig een verbinding kan worden gemaakt, en dat is precies wat er in de praktijk regelmatig gebeurt. ERTMS is gebaseerd op een continue datalink. Wanneer de verbinding met een radio block centre langer dan 30 s wegvalt, remt een trein automatisch. Maar het leggen van verbinding met het GSM-R-netwerk van het buurland en het protocol van identificatie en registratie duurt soms langer dan 30 s. De oorzaak hiervan is onder meer gelegen in het gebruik van conventionele gsm-technologie. Bij inbellen vindt een verificatie plaats van de geldigheid van de simkaart in de modem. Vanwege het grensoverschrijdende karakter van het systeem, duurt dit relatief lang.

Een tweede probleem bij de grensovergang volgt uit de noodzaak dat er twee modems beschikbaar moeten zijn. Met slechts één functionerende modem kan een Fyra niet vooraf inbellen en kan de trein de grens dus niet passeren. Hoewel de V250 over drie GSM-R-modems beschikt, zijn er toch verschillende treinstellen bij de grens gestrand, omdat er slechts één modem correct functioneerde. ‘Het gaat vaak goed, maar de treinen passeren dusdanig vaak de grens dat het soms fout gaat’, zegt een ingewijde. De kans dat meerdere modems incorrect functioneren, bleek bij de Thalys echter relatief groot als gevolg van een fout in het opstartprotocol. Bij het opstarten worden de frequenties van de GSM-R-modems met behulp van een GSM-R-signaal gekalibreerd. Wanneer er tijdens de opstartprocedure geen verbinding met het GSM-R-net is, gebruikt de modem een andere frequentie. Daarna kan de modem echter geen verbinding meer maken met het GSM-R-net. De boordcomputer detecteert deze fout en schakelt de communicatie met de modem uit. Er zijn verschillende locaties waar het GSM-R-signaal beperkt is. Net als bij de verkeerde uitlezing van de bakens geldt ook hier dat wanneer machinisten bekend zijn met de problematiek, het defect zich gemakkelijk laat verhelpen. Wanneer de modems op een locatie met goed gsm-bereik worden opgestart, doet het manco zich niet voor. Overigens moet nader onderzoek nog uitwijzen in welke mate de Fyra met dit probleem heeft te kampen.

De ERTMS-mankementen laten zich niet met één sleutelformule oplossen. Nog steeds vallen treinen uit en doen zich technische mankementen voor.

Dit is een bewerkte versie van het artikel dat februari 2013 verscheen in De Ingenieur.Lead foto Jordi Huisman