El Control de Tren Basado en las Comunicaciones (Comunication Based Train Control o CBTC) significa diferentes cosas para diferentes personas, según señala Tom Lee, representante de las Normas de ferrocarril y de la Junta de Seguridad que presidió una reciente conferencia en Londres sobre el tema .
Los aspectos correspondientes a la ingeniería de diseño no se ven en el contexto de las operaciones o el servicio de pasajeros y, al mismo tiempo, los sistemas CBTC se están generalizando, aunque es poco probable que sea de aplicación masiva en el corto plazo.
En un artículo publicado en la Global Rail News, se comenta las diferentes ponencias al respecto desde diferentes visiones empresariales respecto de las ventajas de los sistemas CBTC.
Historia, normas y amplia perspectiva
David Dimmer, de Tales, dio inicio a la conferencia. Comentó que, si bien la mayoría de las personas asocian CBTC con metros urbanos, también se puede adoptar para la tecnología ERTMS (Sistema Europeo de Gestión del Tráfico Ferroviario), incluso cuando esta especificación se aplica a las operaciones urbanas de alta densidad.La tecnología realmente comenzó a implementarse en la década del ´60 con la apertura de la línea Victoria de London Underground (LU), pero el CBTC sólo se convirtió en una terminología reconocida en la década del ´80. En ese momento se utilizaron bucles de vía como el método de transmisión de radio, aunque se convirtió en la elección natural en la década de ´90.
CBTC se compone de tres elementos:
- ATP (Automatic Train Protection),
- ATO (Automatic Train Operation)
- ATS (Automatic Train Supervitión).
- Requisitos funcionales y de rendimiento según norma IEEE 1474.1
- Interfaces de usuario según norma IEEE 1474.2
- Práctica recomendada para Diseño de Sistemas según norma IEEE 1471.3
- Práctica recomendada para pruebas funcionales según norma IEEE 1474.4
Ninguna de estas recomendaciones son obligatorias y generalmente se cae en el facilismo práctico de conseguir la normalización con el funcionamiento del equipo ya instalado.
La especificación IEC 62290 (URBAN GUIDED TRANSPORT MANAGEMENT AND COMMAND/CONTROL SYSTEMS - GESTIÓN DE TRANSPORTE URBANO GUIADO Y SISTEMAS DE COMANDO/CONTROL)(1), tiene un alcance muy amplio, lo que hace poco eficiente para aplicarla a una tecnología específica, por ejemplo en Nueva York, el operador ha exigido pruebas entre equipos de dos proveedores con el objetivo de verificar los estándares de seguridad.
En 2012 se inició un proyecto con el objetivo de elaborar una norma europea que abarque ATO(Operación de Tren Sin Conductor) y UTO(Operación Desatendida del Tren). Forman parte del grupo de trabajo los fabricantes, los operadores - incluyendo el metro de Londres y la RATP de París Metro, el ETCS (EUROPEAN TRAIN CONTROL SYSTEM - SISTEMA DE CONTROL DE TRENES EUROPEO) Grupo de Usuarios, junto con varias universidades y consultores. Se ve una unión cada vez mayor entre CBTC y la tecnología de la línea principal, que establece las tareas con una serie de objetivos de trabajo. Estos incluyen: la coherencia técnica, estructura de comunicación común, requisitos de bloqueo dinámico, comunicación por radio basada en IP más allá del GSM-R y posicionamiento del tren por GPS (sólo aplicabilidad línea principal). El objetivo parece estar en la fusión de ETCS y tecnología CBTC; tal vez no sea la prioridad adecuada en el momento actual.
Podría concluirse que CBTC es más un concepto amplio en lugar de un sistema técnico y operativo especifico. Esto crea incertidumbre entre los usuarios actuales y potenciales, tanto en cuanto a qué tipo de sistema elegir y hasta donde especificar.
La visión del metro de Londres
En el LU se ha tenido una experiencia un tanto contradictoria con el CBTC en los últimos años. La primera aplicación (aunque en aquellos días no se conoció originalmente como CBTC) fue el uso de la Operación Automática de Trenes en la década de 1960, en la entonces nueva línea Victoria. Diseñado en casa, se trataba de un líder mundial con el sistema que duró hasta 2012. Implementaciones posteriores no fueron tan buenas. La intención original de dotar a la Extensión de la Línea Jubilee antes del Milenio salió horriblemente mal y fue en el haber del LU cuyo sistema de señalamiento convencional fue rediseñaldo e instalado rápidamente.
Más recientemente, la Línea Jubilee ha sido equipado con el sistema Thales SelTrac. Este proyecto resultó ser una actualización mas difícil de lo pensado y se generaron muchas críticas debido a la prolongada demora y los cierres periódicos de líneas de fin de semana. Ahora el sistema funciona bien y, a partir de las lecciones aprendidas, una tecnología similar se está instalando en la Línea Northern, mas compleja que la anterior. Este proyecto permite un icremento de aproximadamente el 20% en la capacidad de transporte de la línea. La interrupción del servicio ha sido mínimo y la mayoría de la gente ni siquiera darse cuenta que la obra progresaba.
En tal sentido se afirma que se está instlando sistemas en diferentes líneas del metro fabricadas pro Invensys y Bombardier permitiendo no solo el incremento de la capacidad de las líneas, sino también en la confiabilidad reduciendo el nivel de vallas semanales.
En cuanto al futuro, George Clark, el director de ingeniería del Subterráneo de LU, resaltó la capacidad del sistema CBTC para adaptarse a las necesidades futuras de Londres. El número de pasajeros se espera que aumente en un 26% de aquí a 2024. CBTC introducción tendrá un impacto en la vía, el tren, la energía, la ventilación, la señalización, las telecomunicaciones, la distribución de información al pasajero, venta de pasajes y la conexión a Internet.
Dicho de manera sucinta, la progresión lógica de un sistema CBTC es:- Concepto de Funcionamiento
- Requisitos Funcionales
- Arquitectura del Sistema.
- Estructura Física.
- Nivel de Automatización
- Cambie de Filosofía y Reglas de Operación
- Estrategia de Migración (duplicar infraestructuras o equipos del tren?)
- Simulación y Provisión de Test Track
- Integración de proveedores de diferentes equipos
- Crecimiento y Confiabilidad tanto por la tecnología como por el personal.
Una vez que el sistema está decidido, vienen las definiciones clave relacionadas con la normalización, la evaluación comparativa de costos, la interoperabilidad, la intercambiabilidad, facilidad de mantenimiento, información de diagnóstico y, finalmente, la obsolescencia. Las oportunidades de información de CBTC son enormes ya que hay una gran cantidad de datos inherentes, el uso eficaz de este debe permitir una mayor innovación para lograr además la obtención de una mejora en el nivel de seguridad de la infraestructura del futuro. Las líneas de LU necesitarán tecnología CBTC en los próximos años, por lo que el desafío será implementar el mejor diseño del sistema sin encontrar grandes problemas de ingeniería.
Los desafíos de Crossrail (2)
La elección del sistema de señalamiento adecuado para Crossrail es difícil, puesto que este ferrocarril tiene que interconectarse con las líneas existentes al este y al oeste de Londres, cada uno de los cuales tendrá su propio sistema de señalamiento.Equipar a la sección del núcleo central de la línea ha causado la seria; ¿debería tener un sistema CBTC propio o tratar de adaptarse a lo que se instalará eventualmente en las rutas externas?
Duncan Cross del equipo Crossrail explicó que, una vez que la infraestructura se ha completado y los trenes construido, para luego carecer de un sistema de control confiable sería desastroso. Por lo tanto la decisión es proporcionar una tecnología CBTC probada para la sección central. Esto asegurará una capacidad de 24 toneladas por hora, con 30 toneladas por hora como una perspectiva futura, además de una interfaz fiable para las puertas de andén (PSD).
Los trenes deberán ir equipados con todos los sistemas de señalización de las rutas afectadas. Esto incluirá: CBTC, TPWS, AWS, ETCS nivel 2 y, posiblemente, el sistema GW ATP existente. En la plenitud del tiempo, algunos de estos pueden ser retirados una vez que las secciones de la tubería están equipados únicamente con ETCS. Inicialmente, sin embargo, el material rodante tendrá que acoger una extraña colección de señalización kit.
La alternativa sería adoptar la solución Thameslink para el núcleo central mediante ETCS con una superposición ATO. El hecho de que este todavía no existe como una combinación probada hace que la gente nerviosa cuando hay tanto en juego. Así, la suerte está echada y, al menos, las funciones tales como la reversión de los trenes sin conductor en Westbourne Park será una formalidad.
(1) Norma que especifica los requqrimientos de los sistemas de mando, control y gestión, destinados a ser utilizados en lineas urbanas de pasajeros. Esta serie no se aplica a las líneas que se operan bajo las regulaciones específicas de un ferrocarril.
(2) Crossrail es una línea ferroviaria de 118 kilómetros (73 millas) que se encuentra en construcción en Inglaterra. Debe comenzar a funcionar plenamente en 2018, prestando servicio de pasajeros entre Londres y sus alrededores, proporcionando una nueva ruta este-oeste a través del Gran Londres. El trabajo comenzó en 2009 en la parte central de la línea-a través de un túnel del centro de Londres y conexiones a las líneas existentes que se convertirán en parte de Crossrail tras varias décadas de propuestas.
