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Control automático de trenes

Indicador de señalización de cabina ATC de estilo japonés El control automático de trenes ( ATC ) es una clase general de sistemas de protección ferroviaria que incluye un mecan...

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Indicador de señalización de cabina ATC de estilo japonés

El control automático de trenes ( ATC ) es una clase general de sistemas de protección ferroviaria que incluye un mecanismo de control de velocidad en respuesta a señales externas. Por ejemplo, un sistema podría activar el freno de emergencia si el conductor no reacciona ante una señal de peligro. Los sistemas ATC suelen integrar diversas tecnologías de señalización en cabina y utilizan patrones de desaceleración más precisos, en lugar de las paradas rígidas propias de la antigua tecnología de parada automática de trenes (ATS). El ATC también puede utilizarse con la operación automática de trenes (ATO) y generalmente se considera la parte crítica para la seguridad de un sistema ferroviario.

Con el tiempo, se han utilizado numerosos sistemas de seguridad denominados "control automático de trenes". El primer aparato experimental fue instalado en la línea ramal de Henley en enero de 1906 por la Great Western Railway , [ 1 ] [ 2 ] aunque hoy se le conocería como sistema de advertencia automática (AWS) porque el conductor conservaba el control total del frenado. El término es especialmente común en Japón , donde el ATC se utiliza en todas las líneas Shinkansen (tren bala) y en algunas líneas de ferrocarril y metro convencionales, como sustituto del ATS.

África

Sudáfrica

En 2017, Huawei fue contratada para instalar GSM-R en parte para proporcionar servicios de comunicación a los sistemas de protección automática de trenes. [ 3 ]

Asia

Japón

Un tren de Tokyu Corporation con el indicador ATC-10 funcionando en condiciones normales.
El mencionado indicador ATC-10 con ORP ( Over Run Protect ) activado cerca del final del área de cobertura ATC .

En Japón, el sistema de Control Automático de Trenes (ATC) se desarrolló para trenes de alta velocidad como el Shinkansen , que viajan tan rápido que el conductor prácticamente no tiene tiempo de reaccionar a las señales de vía. El sistema ATC envía señales AF con información sobre el límite de velocidad para el tramo específico de la vía . Al recibir estas señales a bordo, la velocidad actual del tren se compara con el límite de velocidad y los frenos se aplican automáticamente si el tren circula demasiado rápido. Los frenos se liberan en cuanto el tren reduce la velocidad por debajo del límite. Este sistema ofrece un mayor grado de seguridad, previniendo colisiones que podrían ser causadas por errores del conductor, por lo que también se ha instalado en líneas muy transitadas, como la línea Yamanote de Tokio y algunas líneas de metro. [ 4 ]

Aunque el ATC aplica los frenos automáticamente cuando la velocidad del tren supera el límite, no puede controlar la potencia del motor ni la posición de parada al entrar en las estaciones. Sin embargo, el sistema de operación automática de trenes (ATO) puede controlar automáticamente la salida de las estaciones, la velocidad entre estaciones y la posición de parada en las estaciones. Se ha instalado en algunos metros. [ 4 ]

Sin embargo, el ATC presenta tres desventajas. Primero, no se puede aumentar el intervalo entre trenes debido al tiempo de inactividad entre la liberación de los frenos a un límite de velocidad y su aplicación al siguiente límite de velocidad inferior. Segundo, los frenos se aplican cuando el tren alcanza la velocidad máxima, lo que reduce la comodidad del viaje. Tercero, si el operador desea que circulen trenes más rápidos por la línea, primero debe modificarse todo el equipo pertinente, tanto en la vía como a bordo. [ 4 ]

ATC analógico

Velocímetro en la cabina del conductor de un vehículo de la serie 0, que muestra las luces de la cabina ATC sobre los indicadores de velocidad.

Se han utilizado los siguientes sistemas analógicos:

  • ATC-1 : El sistema ATC-1 se utiliza en los trenes Shinkansen Tōkaidō y Sanyō desde 1964. El sistema utilizado en el Shinkansen Tōkaidō se clasifica como ATC-1A y el del Shinkansen Sanyō como ATC-1B. Originalmente, con límites de velocidad en la vía de 0, 30, 70, 110, 160 y 210 km/h (0, 19, 43, 68, 99 y 130 mph) , se actualizó para utilizar límites de velocidad de 0, 30, 70 , 120, 170, 220, 230, 255, 270, 275, 285 y 300 km/h (0, 19, 43, 75, 106 , 137 , 143, 158, 168, 171, 177 y 186 mph) con la introducción de nuevo material rodante en ambas líneas. Las variantes incluyen ATC-1D y ATC-1W, esta última utilizada exclusivamente en el Sanyō Shinkansen. Desde 2006, el sistema ATC-1A del tren bala Tōkaidō Shinkansen ha sido sustituido por el sistema ATC-NS.                                
  • ATC-2 : Utilizado en las rutas Shinkansen de Tōhoku , Jōetsu y Nagano , empleaba límites de velocidad en la vía de 0, 30, 70, 110, 160, 210 y 240 km/h (0, 19, 43, 68, 99, 130 y 149 mph) . En los últimos años, el ATC-2 ha sido reemplazado por el sistema digital DS-ATC. El sistema japonés ATC-2 no debe confundirse con el sistema ATC Ansaldo L10000 (también conocido como ATC-2) utilizado en Suecia y Noruega, que es similar a los sistemas ATC EBICAB 700 y 900 utilizados en otras partes de Europa. La señal ATC analógica ha demostrado ser segura, pero solo proporciona la velocidad máxima permitida en el tramo de bloqueo. La señal de velocidad se compone de una banda de frecuencia primaria entre 750 y 1000 Hz y una banda de frecuencia secundaria alrededor de 1200 Hz. Las frecuencias moduladas FSK y sus velocidades permitidas correspondientes se muestran en la tabla a continuación.              

Una de las principales debilidades del ATC-2 radica en que el sistema no puede proporcionar instrucciones diferentes a trenes con distinto rendimiento de frenado debido a las limitaciones de ancho de banda y la técnica de modulación. A los trenes con mejor rendimiento de frenado se les puede exigir que desaceleren demasiado pronto, lo que desperdicia la mayor eficiencia y el alto rendimiento de los trenes nuevos mientras los trenes antiguos aún no han sido retirados. [ 5 ]

Control de tráfico aéreo digital

Indicador D-ATC utilizado en los trenes de la serie E233.

El sistema ATC digital utiliza los circuitos de vía para detectar la presencia de un tren en la sección y luego transmite datos digitales desde el equipo de vía al tren sobre los números de circuito de vía, el número de secciones libres (circuitos de vía) hasta el siguiente tren y el andén al que llegará el tren. Los datos recibidos se comparan con los datos sobre los números de circuito de vía almacenados en la memoria interna del tren y se calcula la distancia hasta el siguiente tren. La memoria interna también almacena datos sobre pendientes de vía y límites de velocidad en curvas y desvíos. Todos estos datos constituyen la base para las decisiones del ATC al controlar los frenos de servicio y detener el tren. [ 4 ]

En un sistema ATC digital, el patrón de circulación determina la curva de frenado necesaria para detener el tren antes de que entre en el siguiente tramo de vía ocupado por otro tren. Suena una alarma cuando el tren se aproxima al patrón de frenado y se aplican los frenos cuando este se sobrepasa. Los frenos se aplican suavemente al principio para garantizar una mayor comodidad de marcha, y luego con mayor intensidad hasta alcanzar la desaceleración óptima. La fuerza de frenado disminuye cuando la velocidad del tren desciende por debajo del límite establecido. De esta forma, la regulación de la fuerza de frenado permite que el tren desacelere de acuerdo con el patrón de frenado, garantizando al mismo tiempo la comodidad de marcha. [ 4 ]

También existe un patrón de frenado de emergencia fuera del patrón de frenado normal y el sistema ATC aplica los frenos de emergencia si la velocidad del tren supera este patrón de frenado de emergencia. [ 4 ]

El sistema digital de control de tráfico aéreo (ATC) presenta varias ventajas:

  • El uso del control de frenado de un solo paso permite operaciones de alta densidad porque no hay tiempo de funcionamiento en vacío debido al retardo de funcionamiento entre la liberación del freno en la etapa del límite de velocidad intermedio.
  • Los trenes pueden circular a la velocidad óptima sin necesidad de iniciar una desaceleración prematura, ya que se pueden crear patrones de frenado para cualquier tipo de material rodante basándose en los datos de los equipos instalados en la vía que indican la distancia al siguiente tren. Esto permite la circulación conjunta de trenes expresos, locales y de mercancías en la misma vía a la velocidad óptima.
  • No es necesario cambiar el equipo ATC en la vía cuando se circulen trenes más rápidos en el futuro. [ 4 ]
  • Gracias a su alta velocidad de transmisión de datos, que aprovecha la tecnología moderna de software y hardware DSP, se pueden transmitir múltiples datos a los ordenadores conectados a la red.

A partir de un diagrama de bloques que muestra el sistema de demodulación utilizado en la señalización estándar TVM430 de los ferrocarriles nacionales de China, observamos que el sistema DSP consta de un filtro paso banda, una FFT y la búsqueda de picos y armónicos en el espectro. El flujo completo comienza con el muestreo de los datos, la adición de una ventana de Hamming, la FFT (Transformada Rápida de Fourier), el cálculo del espectro de potencia y la búsqueda a lo largo del espectro para generar la secuencia de la señal transmitida. [ 6 ]

Hasta la fecha, se utilizan los siguientes sistemas digitales de control de tráfico aéreo:

  • D-ATC : Se utiliza en líneas que no son de alta velocidad en algunas líneas de East Japan Railway Company (JR East). Significa ATC Digital. Su principal diferencia con la antigua tecnología ATC analógica es el cambio del control terrestre al control basado en el tren, lo que permite que el frenado refleje la capacidad de cada tren y mejora la comodidad y la seguridad. El hecho de que también pueda aumentar las velocidades y permitir horarios más densos es importante para los ferrocarriles concurridos de Japón . El primer D-ATC se habilitó en el tramo de vía entre la estación de Tsurumi y la estación de Minami-Urawa en la línea Keihin-Tohoku el 21 de diciembre de 2003, tras la conversión de los trenes de la serie 209 para que fueran compatibles con D-ATC. La línea Yamanote también se habilitó con D-ATC en abril de 2005, tras la sustitución de todo el antiguo material rodante de la serie 205 por los nuevos trenes de la serie E231 , compatibles con D-ATC. Existen planes para implementar el sistema D-ATC en el resto de la línea Keihin-Tohoku y la línea Negishi, a la espera de la conversión de los sistemas a bordo y terrestres. El sistema ATC de la línea Toei Shinjuku, en funcionamiento desde el 14 de mayo de 2005, es muy similar al D-ATC. Desde el 18 de marzo de 2006, el sistema ATC digital también se ha implementado en el Shinkansen Tōkaidō , el Shinkansen original propiedad de Central Japan Railway Company , reemplazando el antiguo sistema ATC analógico. El D-ATC se utiliza en el THSR 700T construido para el Tren de Alta Velocidad de Taiwán , que se inauguró a principios de enero de 2007.
  • DS-ATC : Implementado en las líneas Shinkansen operadas por JR East . Significa Comunicación y control digital para Shinkansen-ATC. Se utiliza en los Shinkansen Tōhoku , Hokkaido , Joetsu y Hokuriku . El DS-ATC se propuso para mejorar la debilidad del ATC-2, enviando mensajes a los trenes que consisten en la distancia al tren precedente, o el punto de inicio del límite de velocidad, y un número de identificación de bloque a través de los circuitos de vía directa. El nuevo sistema para los Shinkansen Tohoku, Hokkaido, Joetsu y Hokkuriku se llama DS-ATC. En comparación con el antiguo ATC, el DS-ATC no muestra la orden de velocidad directamente a los maquinistas, sino que las computadoras de a bordo evalúan la distancia al tren precedente, el rendimiento de frenado, la pendiente, la posición y las órdenes dadas por el centro de despacho.

Para la transmisión de la señal del DS-ATC, se seleccionan dos frecuencias portadoras de 575  Hz y 625  Hz, y modulación MSK. En cada sección de vía, se instala un TDAT (Transmisor de Señal de Detección de Trenes y Control de Tráfico Aéreo) para detectar la presencia de trenes y transmitirles señales moduladas. Los transmisores se ubican en un extremo de la sección, en la dirección del tren, y los receptores en el otro extremo. El telegrama transmitido se modula mediante MSK, ya que esta tecnología es robusta frente a interferencias y requiere poco ancho de banda. Simultáneamente, el TDAT detecta la posición de los trenes comparando las señales transmitidas y recibidas, una vez demoduladas, en el otro extremo de la sección.

Dado que las frecuencias moduladas son de 575 ± 8  Hz y 625 ± 8  Hz, el ancho de banda ocupado para los canales de frecuencia primaria y secundaria es de 16  Hz, y se alcanza una velocidad máxima de transmisión de datos de 64 bits/s. El TDAT alimenta la señal en los circuitos de vía, y los trenes reciben las señales mediante un par de bobinas captadoras que generan corriente de inducción a partir del campo magnético de las vías. Se transmiten cinco tipos de telegramas a los trenes. Sus elementos y la longitud de cada secuencia se detallan en la tabla siguiente.

Una vez que un tren llamado 5060B, por ejemplo, entra en un bloque, se recibe el telegrama de tipo 1, y el tren identifica el momento como el borde del bloque. El retardo de tiempo entre la entrada del tren al bloque y la demodulación del telegrama de tipo 1 por parte del ordenador de a bordo es una distribución gaussiana basada en pruebas realizadas cerca de Niigata a finales de la década de 1990. El valor medio y la desviación estándar son 514 ms y 29,2 respectivamente, lo que significa que el error medio de detección de borde es de 39,26 m a una velocidad operativa máxima de 275  km/h. Cuando el TDAT detecta la entrada del 5060B, comienza a transmitir el telegrama de tipo 2. Antes de que el 5060B abandone el bloque, el TDAT continúa transmitiendo el tipo 2, a menos que cambie el número de secciones desbloqueadas.

Un desafío del control automático de tráfico (ATC) en comparación con las señales luminosas tradicionales es la corriente de tracción y las tormentas eléctricas. La corriente de tracción se suministra a los trenes desde los cables aéreos y regresa a las subestaciones eléctricas a través de las vías. En otras palabras, circula una gran corriente alterna de aproximadamente 1000 A por las vías. En el caso de las vías elevadas, la caída de rayos cerca de las vías también es una fuente de interferencia electromagnética (EMI). Estos dos factores pueden causar una gran distorsión de intermodulación en los circuitos de vía.

El ATC codificado digitalmente es fácil de examinar con un vehículo de inspección de señales. Con chips DSP, la transmisión de la señal ATC puede ser captada por un vehículo de inspección, las señales demoduladas en el dominio del tiempo se almacenan y analizan en el vehículo comparando los telegramas ideales en la base de datos con los telegramas recibidos. [ 7 ]

  • RS-ATC : Se utiliza en los trenes Shinkansen de Tōhoku, Hokkaido, Hokuriku y Jōetsu como sistema de respaldo del DS-ATC. El RS-ATC es similar en principio al GSM-R, ya que utiliza señales de radio para controlar el límite de velocidad de los trenes, a diferencia de otros tipos de ATC que utilizan balizas o transpondedores en la vía.
  • ATC-NS : Utilizado por primera vez en el Shinkansen Tōkaidō desde 2006, ATC-NS (que significa ATC-New System) es un sistema ATC digital basado en DS-ATC. También se utiliza en el ferrocarril de alta velocidad de Taiwán y en el Shinkansen San'yō .
  • KS-ATC : Se utiliza en el tren bala Kyushu Shinkansen desde 2004. Significa Kyushu Shinkansen-ATC.

ATACS

ATACS es un sistema ATC de bloques móviles similar a CBTC , desarrollado por RTRI e implementado por primera vez por JR East en la línea Senseki en 2011, seguido de la línea Saikyō en 2017, [ 8 ] y la línea Koumi en 2020. [ 9 ] Se considera el equivalente japonés de ETCS Nivel 3. [ 10 ]

Corea del Sur

Varias líneas de metro en Corea del Sur utilizan ATC, en algunos casos mejorado con ATO.

Busan

Todas las líneas utilizan ATC. Todas las líneas están mejoradas con ATO.

Seúl

Excepto en las líneas 1 y 2 (solo vagones MELCO), todas las líneas utilizan ATC. Los vagones de la línea 2 (VVVF), la línea 5, la línea 6, la línea 7 y la línea 8 tienen sus sistemas ATC mejorados con ATO.

Europa

Dinamarca

El sistema ATC de Dinamarca (oficialmente denominado ZUB 123 ) es diferente al de sus vecinos. [ 11 ] Desde 1978 hasta 1987, se probó el sistema ATC sueco en Dinamarca, y entre 1986 y 1988 se implementó un nuevo sistema ATC diseñado por Siemens . Como consecuencia del accidente ferroviario de Sorø , ocurrido en abril de 1988, el nuevo sistema se instaló progresivamente en todas las líneas principales danesas a partir de principios de la década de 1990. Algunos trenes (como los que operan en el servicio Øresundståg y algunos trenes X 2000 ) cuentan con los sistemas danés y sueco, [ 11 ] mientras que otros (por ejemplo, diez de los trenes ICE-TD ) están equipados con los sistemas danés y alemán. Banedanmark , la empresa danesa de infraestructura ferroviaria, considera que el sistema ZUB 123 está obsoleto y se prevé que toda la red ferroviaria danesa se convierta al sistema ETCS de nivel 2 para 2030.

Sin embargo, el sistema ZUB 123 no se utiliza en la red de cercanías S de Copenhague , donde se utilizó otro sistema de seguridad incompatible llamado HKT ( da:Hastighedskontrol og togstop ) entre 1975 y 2022, así como en la línea Hornbæk , que utiliza un sistema ATP mucho más simplificado introducido en 2000. Todos los sistemas mencionados están siendo reemplazados gradualmente por el moderno estándar de señalización CBTC, de uso mundial, a partir de 2026. [ 12 ]

Noruega

Bane NOR —la agencia gubernamental noruega para la infraestructura ferroviaria— utiliza el sistema sueco de control automático de tráfico (ATC). Por lo tanto, los trenes generalmente pueden cruzar la frontera sin modificaciones especiales. [ 13 ] Sin embargo, a diferencia de Suecia, el sistema ATC utilizado en Noruega distingue entre ATC parcial ( ATC de Delvis , DATC), que garantiza que un tren se detenga cuando pasa una señal roja, y ATC completo (FATC), que, además de evitar que el tren pase las señales rojas, también garantiza que no exceda su límite máximo de velocidad permitido. Una línea ferroviaria en Noruega puede tener instalado DATC o FATC, pero no ambos al mismo tiempo.

El sistema ATC se probó por primera vez en Noruega en 1979, tras el desastre ferroviario de Tretten , causado por una señal de peligro (SPAD), ocurrido cuatro años antes. El sistema DATC se implementó por primera vez en el tramo Oslo S - Dombås - Trondheim - Grong entre 1983 y 1994, y el sistema FATC se implementó por primera vez en la línea Ofoten en 1993. La línea de alta velocidad Gardermoen cuenta con FATC desde su inauguración en 1998. Tras el accidente de Åsta ocurrido en el año 2000, se aceleró la implementación del sistema DATC en la línea Røros, que entró en funcionamiento en 2001.

Suecia

En Suecia, el desarrollo del ATC comenzó en la década de 1960 (ATC-1) y se introdujo formalmente a principios de la década de 1980 junto con los trenes de alta velocidad (ATC-2/Ansaldo L10000). [ 14 ] En 2008, 9.831  km de los 11.904  km de vía mantenida por la Administración de Transportes de Suecia —la agencia sueca responsable de la infraestructura ferroviaria— tenían instalado el ATC-2. [ 15 ] Sin embargo, dado que el ATC-2 es generalmente incompatible con el ERTMS / ETCS (como en el caso de la Línea Bothnia , que es la primera línea ferroviaria en Suecia en utilizar exclusivamente el ERTMS/ETCS), y con el objetivo de Trafikverket de reemplazar eventualmente el ATC-2 con el ERTMS/ETCS en las próximas décadas, se ha desarrollado un Módulo de Transmisión Especial (STM) para cambiar automáticamente entre el ATC-2 y el ERTMS/ETCS.

Reino Unido

En 1906, la Great Western Railway del Reino Unido desarrolló un sistema conocido como "control automático de trenes". En la terminología moderna, el GWR ATC se clasifica como un sistema de advertencia automática (AWS). Este era un sistema intermitente de protección de trenes que se basaba en un riel electrificado (o no electrificado) situado entre los rieles de circulación y a mayor altura que estos. Este riel tenía una pendiente en ambos extremos y se conocía como rampa ATC; entraba en contacto con una placa en la parte inferior de la locomotora que pasaba.

Las rampas se instalaron en señales distantes . Una versión mejorada del diseño, destinada a ser utilizada en señales de stop, nunca se implementó.

Si la señal asociada a la rampa estaba en precaución, la rampa no se activaría. La rampa levantaría el patín de la locomotora que pasaba e iniciaría una secuencia de temporizador, activando simultáneamente una bocina en la plataforma. Si el maquinista no respondía a esta advertencia dentro de un tiempo preestablecido, se aplicarían los frenos del tren. En las pruebas, la GWR demostró la eficacia de este sistema enviando un tren expreso a toda velocidad más allá de una señal lejana en precaución. El tren fue detenido sin problemas antes de llegar a la señal de entrada.

Si la señal asociada a la rampa estaba libre, la rampa se activaba. La rampa activada levantaba el patín de la locomotora que pasaba y hacía sonar una campana en la plataforma.

Si el sistema fallara, el zapato permanecería sin energía, en estado de precaución; por lo tanto, fallaría de forma segura , un requisito fundamental de todo equipo de seguridad. [ 16 ]

El sistema se había implementado en todas las líneas principales de GWR, incluyendo Paddington a Reading, para 1908. [ 16 ] El sistema permaneció en uso hasta la década de 1970, cuando fue reemplazado por el Sistema Automático de Advertencia (AWS) de British Rail .

América del norte

Canadá

A partir de 2017, la Comisión de Tránsito de Toronto (TTC) comenzó la implementación del ATC en la Línea 1 Yonge–University , con un costo de $562.3  millones. Al adjudicar el contrato a Alstom en 2009, la TTC podrá reducir el intervalo entre trenes en la Línea 1 durante las horas pico y permitir un aumento en el número de trenes que operan en la Línea 1. [ 17 ] Sin embargo, el trabajo no comenzaría hasta la entrega de trenes nuevos compatibles con ATC y la retirada del material rodante antiguo que no era compatible con el nuevo sistema. El ATC se introdujo por fases, comenzando con una prueba el 4 de noviembre de 2017 durante el servicio regular entre las estaciones Dupont y Yorkdale . Se introdujo por primera vez de manera permanente con la apertura de la extensión del metro Toronto–York Spadina el 17 de diciembre de 2017, entre las estaciones Vaughan y Sheppard West . [ 18 ] [ 19 ] La implementación del sistema en el resto de la línea se llevó a cabo durante los cierres de fin de semana y el trabajo nocturno cuando el metro cerraba. Hubo retrasos en el proyecto, con plazos para la conversión completa de la Línea 1 pospuestos varias veces hasta 2022. [ 20 ] La conversión de ATC se completó en la estación Finch el 24 de septiembre de 2022. [ 19 ] Convertir toda la Línea 1 a ATC requirió la instalación de 2000 balizas, 256 señales y más de un millón de pies de cable. [ 19 ] También se planea usar ATC en la Línea 5 Eglinton que pronto abrirá , sin embargo, a diferencia de la Línea 1, el sistema en la Línea 5 será suministrado por Bombardier Transportation usando su tecnología Cityflo 650 . [ 21 ] La TTC planea convertir la Línea 2 Bloor-Danforth y la Línea 4 Sheppard al ATC en el futuro, sujeto a la disponibilidad de fondos y a la posibilidad de reemplazar la flota actual no compatible con ATC en la Línea 2 con trenes que sí lo sean, con una fecha estimada de finalización para 2030. [ 22 ]

Estados Unidos

Los sistemas ATC en Estados Unidos casi siempre están integrados con los sistemas de señalización de cabina existentes . El ATC proviene de la electrónica de la locomotora, que implementa algún tipo de control de velocidad basado en las señales de la cabina. [ 23 ] Si la velocidad del tren excede la velocidad máxima permitida para ese tramo de vía, suena una alarma de exceso de velocidad en la cabina. Si el maquinista no reduce la velocidad o no aplica los frenos para reducirla, se aplica automáticamente un freno de penalización. [ 23 ] Debido a la mayor sensibilidad en el manejo y control de los trenes de carga norteamericanos, el ATC se aplica casi exclusivamente a las locomotoras de pasajeros, tanto en servicios interurbanos como de cercanías, mientras que los trenes de carga utilizan señales de cabina sin control de velocidad. Algunas compañías ferroviarias de pasajeros de alto volumen, como Amtrak , Metro-North y Long Island Rail Road, requieren el uso de control de velocidad en los trenes de carga que circulan por la totalidad o parte de sus sistemas. [ 23 ]

Aunque la tecnología de señalización en cabina y control de velocidad existe desde la década de 1920, la adopción del control automático de velocidad (ATC) solo se convirtió en un problema tras varios accidentes graves décadas después. El ferrocarril de Long Island implementó su sistema de control automático de velocidad en su territorio con señalización en cabina en la década de 1950, tras dos accidentes mortales causados ​​por señales ignoradas. Después del desastre del puente levadizo de la bahía de Newark, el estado de Nueva Jersey legisló el uso del control de velocidad en todos los principales operadores de trenes de pasajeros del estado. Si bien el control de velocidad se utiliza en muchas líneas de pasajeros en los Estados Unidos, en la mayoría de los casos ha sido adoptado voluntariamente por las compañías ferroviarias propietarias de las líneas.

Solo tres ferrocarriles de carga, Union Pacific , Florida East Coast y CSX Transportation , han adoptado alguna forma de ATC en sus propias redes. Los sistemas de FEC y CSX funcionan en conjunto con señales de cabina de código de pulso , que en el caso de CSX se heredó del ferrocarril Richmond, Fredericksburg and Potomac en su única línea principal. El de Union Pacific se heredó en partes de la línea principal este-oeste de Chicago and Northwestern y funciona en conjunto con un sistema de señalización de cabina de dos aspectos antiguo diseñado para usarse con ATC. En CSX y FEC, los cambios de señal de cabina más restrictivos requieren que el maquinista inicie una aplicación mínima de freno o enfrentará una aplicación de penalización más severa que detendrá el tren. Ninguno de los sistemas requiere un control de velocidad explícito o la adhesión a una curva de frenado . [ 24 ] El sistema de Union Pacific requiere una aplicación inmediata de freno que no se puede soltar hasta que la velocidad del tren se haya reducido a 40 mph (64 km/h) (para cualquier tren que viaje por encima de esa velocidad). Luego, la velocidad del tren debe reducirse aún más a no más de 20 mph (32 km/h) dentro de los 70 segundos posteriores a la caída de la señal inicial en la cabina. No aplicar los frenos durante estas reducciones de velocidad resultará en la aplicación de una multa. [ 25 ]    

Los tres sistemas ATC de carga brindan al maquinista cierto margen de maniobra para aplicar los frenos de manera segura y adecuada, ya que un frenado incorrecto puede provocar un descarrilamiento o una fuga. Ninguno de los sistemas está operativo en terrenos difíciles o montañosos.

El Control Automático de Trenes (ATC) para trenes de pasajeros de alta velocidad se implementó por primera vez en 1972 en el Área de la Bahía de San Francisco por el "Bay Area Rapid Transit District" (BARTD). Su sistema fue el primero de su tipo en utilizar circuitos electrónicos complejos y control informático para la operación diaria de los trenes. El sistema de control principal está diseñado para que la aceleración y desaceleración normales de los vehículos se realicen de manera totalmente automatizada mediante la transmisión de comandos de velocidad codificados en binario desde transmisores de vía a receptores a bordo del tren. Suponiendo un alto grado de fiabilidad del hardware electrónico, el problema técnico más crítico es la asignación de distancias de frenado adecuadas entre trenes. El cálculo de estos márgenes de frenado debe tener en cuenta adecuadamente las mediciones del rendimiento de frenado del tren bajo una amplia variedad de condiciones de la vía. [ 26 ]

Oceanía

Australia

ATC se utiliza en Queensland entre Caboolture y Bundaberg , además de ATP . [ 27 ] : 19 Esta línea es utilizada por el Tilt Train , así como por otros servicios de carga y pasajeros.

El ATC también se utilizó en el tren ligero Inner West de Sídney [ 28 ] hasta 2015, cuando los Variotram fueron retirados del servicio. La línea ya no cuenta con medidas de seguridad para prevenir errores humanos.

Véase también

Referencias

  1. ↑ Hall, Stanley (1987). Señales de peligro: Una investigación sobre los accidentes ferroviarios modernos . Londres: Ian Allan. págs. 10–11 . ISBN  0711017042.
  2. ↑ Calvert, JB (2004). "El sistema de control automático de trenes del Great Western Railway" . Universidad de Denver . Archivado del original el 3 de octubre de 2007. Consultado el 14 de noviembre de 2022 .
  3. ↑ "Huawei y PRASA lanzan la primera operación de red ferroviaria GSM-R de Sudáfrica - Huawei Sudáfrica" . huawei .
  4. 1 2 3 4 5 6 7 Takashige, Tetsuo (septiembre de 1999). "Tecnología ferroviaria actual 8: Sistemas de señalización para un transporte ferroviario seguro" (PDF) . Japan Railway and Transport Review.
  5. ↑ Miyachi, M. (abril de 1998). «El nuevo sistema ATC que utiliza la transmisión digital para la operación a altísima velocidad en las líneas Shinkansen» . Conferencia Internacional sobre Desarrollos en Sistemas de Transporte Masivo . págs. 68–73 . doi : 10.1049/cp:19980099 . ISBN  0-85296-703-9.
  6. ↑ Kong, Yong; Du, Pu-Xuan; Tan, Zhen-Hui (septiembre de 2009). "Sistema de simulación de transmisión de señales ferroviarias y recepción de señales en cabina a bordo". 2009 IEEE 70th Vehicular Technology Conference Fall . pp. 1–5 . doi : 10.1109/VETECF.2009.5378779 . ISBN  978-1-4244-2514-3.
  7. ↑ Miyachi, M.; Matsumoto, K.; Matsuki, T. (abril de 1996). «La nueva generación de sistemas ATC para operación a súper alta velocidad en las líneas Shinkansen». Actas de la Conferencia de Tecnología Vehicular - VTC . Vol. 3. págs. 1613–1617 . doi : 10.1109/VETEC.1996.504030 . ISBN   0-7803-3157-5.
  8. ^ "埼京線への無線式列車制御システム（ＡＴＡＣＳ）の使用開始について" (PDF) (Presione soltar) (en japonés). Compañía de Ferrocarriles del Este de Japón. 3 de octubre de 2017 . Consultado el 10 de julio de 2021 .
  9. ^ SHIMBUN, LTD, NIKKAN KOGYO. "ＪＲ東、無線で列車制御−地上設備を大幅スリム化" .日刊工業新聞電子版.
  10. ↑ Stacy, Mungo. "ATACS – ¿El nivel 3 japonés?" . RailEngineer . Consultado el 12 de diciembre de 2020 .
  11. 1 2 "ATC – Control Automático de Trenes" . Siemens.dk . Siemens . Archivado del original el 3 de marzo de 2016. Recuperado el 15 de enero de 2015 .
  12. ↑ "El sistema CBTC entra en funcionamiento en la línea S del centro de Copenhague" . International Railway Journal . 24 de enero de 2022. Consultado el 20 de marzo de 2022 .
  13. ↑ Lawson, Harold "Bud" (2007). History of Nordic Computing 2: Second IFIP WG 9.7 Conference, HiNC 2, Turku . Springer. pp. 13–29 . ISBN  9783642037566– vía Google Libros.
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  • Sitio web técnico ferroviario: Control automático de trenes
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