クロスレールの遅延の背後にあるソフトウェアのメルトダウン

西はレディングからロンドン中心部のボンド・ストリート、ファリンドン、カナリー・ワーフを通り、東はシェンフィールドとアビー・ウッドまで続く全長73マイルのエリザベス線は完成しました。ロンドンの地下深くにトンネルが掘られ、真新しい駅が建設されました。しかし、クロスレールのソフトウェアと信号システムをスムーズに動作させるために必要な複雑なコードはまだ完成していません。

はっきりさせておきましょう。クロスレールは非常に複雑なプロジェクトです。ロンドンの東西に走るビクトリア朝時代の2路線を、洗練された新しい地下鉄で結び、世界で最も古く、最も賑やかな都市の一つを横断するものです。クロスレールの規模の大きさが最大の課題だと思うかもしれませんが、それは間違いです。

グレート・ウェスタン本線とグレート・イースタン本線を結ぶ全長13マイル（約21キロメートル）の地下鉄トンネルは、最大深度40メートル、直径6.2メートルです。掘削には、1,000トンのトンネル掘削機8台が3年をかけて使用されました。しかし、これで全て完了です。残りの作業はすべて完了しましたが、全ての機能を調和させる信号システムの微調整と統合作業はまだ残っています。

新しい地下鉄路線、グレート・ウェスタン本線、グレート・イースタン本線が相互に、そして新しい列車と通信できるようにするソフトウェアと信号システムの構築は、クロスレールにとって大きな課題となっている。同社はパディントンとホワイトチャペル間でピーク時に1時間あたり24本の列車を運行し、年間2億人の乗客にサービスを提供したいと考えている。「どちらの（旧式の）鉄道にも、さまざまな技術がごちゃ混ぜになっているんです」と、クロスレールの技術ディレクター、コリン・ブラウン氏は語る。

信号システムが正常に機能しないと、プラットホームが空くのを待つ間、列車はトンネル内に閉じ込められてしまうか、最悪の場合、列車同士が衝突してしまうことになる。

クロスレール路線の各区間では、それぞれ異なる信号システムが採用されます。グレート・イースタン鉄道とグレート・ウェスタン鉄道はどちらも、数十年前から使用されているAWS（自動警報システム）と呼ばれる信号システムを採用しています。しかし、1990年代に発生した一連の事故を受け、AWSはTPWS（列車防護警報システム）と呼ばれる新しいシステムと統合されました。現在英国全土で使用されているAWS/TWPSは、運転士に次の信号を示す警告を車内で提供します。運転士が赤信号を通過すると、AWS/TWPSが自動的にブレーキをかけます。

クロスレールは、これらの古い英国のシステムを、今後最大 100 年間使用できる新しいテクノロジーと統合するために、シーメンスおよびボンバルディアと協力し、相互運用可能な鉄道システムの構築に取り組んでいます。

「ERTMS（欧州鉄道交通管理システム）と呼ばれる技術を選択しました。これは、グレート・イースタン鉄道とグレート・ウェスタン鉄道の将来性を考慮したものであり、また、列車を分離する最新の安全なシステムでもあるからです」とブラウン氏は述べています。「ERTMSを英国で運用する上での課題は、AWSとTPWSといった従来の信号システムとの互換性を確保する必要があることです。」

真の課題は、ERTMSを地下で運用することです。これを実現するために、クロスレールはシーメンス社が開発したCBTC（通信ベース列車制御）と呼ばれる無線システムを導入する必要がありました。同様のシステムは、ジュビリー線、ヴィクトリア線、ノーザン線、そしてDLRでも使用されています。

「CBTCは、あらゆる公共交通機関で見られるものです」とブラウン氏は語る。「高精度の信号システムで、停止距離を非常に正確に管理してドアの位置を調整できるという点で高精度です。さらに、安全性も向上し、トンネル換気やダイヤ作成といったシステムとの連携も可能になります。さらに、地下鉄で発生する問題からサービスが復旧できるという点でも優れています。」

新しい列車が対応しなければならない信号システムは合計3つ（CBTC、ERTMS、TPWS）あります。「つまり、非常に複雑な列車になるということです」とブラウン氏は言います。頭字語の数だけでも、このプロジェクトにおける信号システムがどれほど複雑で厄介なものになっているかが分かります。クロスレールは現在、これらのシステムと関連ソフトウェアを徹底的にテストしています。エラーは許されないからです。ネットワーク上での小さなミスが、悲惨な結果、ひいては命に関わる事態につながる可能性があります。

「旅客運行開始前に、200件ものテストケースを成功裏に完了させるべく取り組んでいます」とブラウン氏は語る。ソフトウェアとシステムのテストは長く骨の折れる作業になり得ると、コンティゴ・ソフトウェアのテストアナリスト、マーク・モロニー氏は語る。モロニー氏は、株式取引システム、エネルギー取引ソフトウェア、レストランで食べ物や飲み物を注文するためのアプリなどを精査してきた。その目的は、ソフトウェア開発者が作成した「奇跡のコード」がすべて基準を満たし、設計通りに機能することを確認することだ。

「テスターは、システムを一度も使ったことのないエンドユーザーのように振る舞い、新しい機能を壊そうとします」とモロニー氏は言います。彼らは数多くのテストスクリプトを作成し、それらを組み合わせて、ユーザーがアプリをどのように開き、特定の方法で使用し、エンドポイントに到達するかを示すエンドツーエンドのジャーニーを作成します。テストスクリプトは、自動（他のソフトウェアを使用）または手動（人間が実行）で実行されます。テスターはまた、「探索的テスト」も行います。これは、モロニー氏によると、「何が起こるかを知るために、誰かがクレイジーなことをする」テストです。また、新しいコードが既存のコードに悪影響を与えていないことを確認するために、回帰テストも実行する必要があります。

クロスレール社は現在、チッペンハムにあるクロスレール統合施設において、ボンバルディア社とシーメンス社のソフトウェアとデータを用いた動的テストを実施しているという。この施設は、鉄道でのテスト実施前に、クロスレール社がエラーや欠陥を早期に軽減できるよう設計されている。

ソフトウェアがオフサイトで動作確認されると、クロスレール線路の中央セクションに搬送され、実際の列車でテストされ、列車制御システムのソフトウェアバグの証拠が収集されます。クロスレールは2019年1月に1本の列車でテストを開始し、その後2本の列車（各トンネルに1本ずつ）、そして4本の列車へと拡大しました。

クロスレールは遅延しているだけでなく、予算を大幅に超過しています。開業予定日は2021年中に延期され、費用は182億5000万ポンドにまで膨れ上がる可能性があります。これは当初の予算159億ポンドを20億ポンド以上上回る額です。

クロスレール駅に近づき、利益を享受しようとしてきた企業、住宅所有者、開発業者は、焦燥感を募らせている。そして、ソフトウェアと信号の問題でクロスレールが再び遅延したと聞いた時、彼らは落胆した。

「このプロジェクトにおける2つの重要な課題は、信号・列車システムのソフトウェア開発と、鉄道の複雑な保証・引継ぎプロセスです。どちらもエリザベス線の安全認証に関係します」と、クロスレールの最高経営責任者（CEO）マーク・ワイルド氏は声明で述べた。「旅客サービス開始初日から鉄道の信頼性を確保するために、これらは最高の品質基準で実施されなければなりません。」

既存のインフラと新しいインフラを融合させ、世界で最も利用者数が多く効率的な地下鉄路線の一つを実現するという、複雑で複雑な作業は、決して容易なことではありません。しかし、クロスレールでは、遅延とコストが既に制御不能な状態に陥っています。「エリザベス線は、可能な限り速やかに2021年に開通する予定です」とワイルド氏は付け加えました。

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この記事はWIRED UKで最初に公開されました。