Control de tráfico centralizado

El control centralizado de tráfico ( CTC ) es un sistema de señalización ferroviaria originario de Norteamérica. El CTC consolida las decisiones sobre el enrutamiento de los trenes, que antes eran tomadas por los operadores de señales locales o por las propias tripulaciones. El sistema consta de una oficina centralizada de despacho de trenes que controla los enclavamientos ferroviarios y el flujo de tráfico en las secciones del sistema ferroviario designadas como territorio CTC. Una característica distintiva del CTC es un panel de control con una representación gráfica de la vía férrea. En este panel, el despachador puede realizar un seguimiento de la ubicación de los trenes en el territorio que controla. Las grandes compañías ferroviarias pueden tener varias oficinas de despacho e incluso varios despachadores para cada división operativa. Estas oficinas suelen estar ubicadas cerca de las estaciones o patios de maniobras más concurridos , y su funcionamiento es comparable al de las torres de control de tráfico aéreo .

La clave del concepto de CTC reside en la noción de control de tráfico aplicada a los ferrocarriles norteamericanos. Los trenes que circulan en direcciones opuestas por la misma vía no pueden cruzarse sin una infraestructura especial, como apartaderos y desvíos , que permita que uno de ellos se aparte. Inicialmente, las únicas dos maneras de coordinar estas interacciones eran planificarlas con antelación o establecer un enlace de comunicación entre la autoridad encargada del control de los trenes (el despachador) y los propios trenes. Estos dos mecanismos de control fueron formalizados por las compañías ferroviarias estadounidenses en un conjunto de procedimientos denominados operación de órdenes de tren , que posteriormente se automatizó parcialmente mediante el uso de señales de bloqueo automático (ABS).

El punto de partida de cada sistema era el horario ferroviario , que establecía el plan de ruta anticipado para los movimientos de los trenes. Los trenes que seguían el horario sabían cuándo tomar apartaderos, cambiar de vía y qué ruta seguir en los cruces. Sin embargo, si los movimientos de los trenes no se desarrollaban según lo previsto, el horario dejaba de reflejar la realidad, e intentar seguir el horario impreso podía provocar errores de ruta o incluso accidentes. Esto era especialmente común en las líneas de vía única, que comprendían la mayor parte de la red ferroviaria en Norteamérica. Los encuentros predefinidos podían provocar grandes retrasos si alguno de los trenes no se presentaba, o peor aún, un tren adicional no incluido en el horario podía sufrir una colisión frontal con otro tren que no lo esperaba.

Por lo tanto, el funcionamiento del horario se complementaba con órdenes de tren, que prevalecían sobre las instrucciones del horario. Desde la década de 1850 hasta mediados del siglo XX, las órdenes de tren se transmitían por telégrafo en código Morse por un despachador a una estación local , donde se escribían en formularios estandarizados y se entregaba una copia a la tripulación al pasar por dicha estación, indicándoles que realizaran ciertas acciones en distintos puntos del trayecto: por ejemplo, desviarse a una vía de apartado para encontrarse con otro tren, esperar en un lugar específico para recibir más instrucciones, retrasarse en la salida o realizar otras muchas acciones. El desarrollo del control directo de tráfico por radio o teléfono entre los despachadores y las tripulaciones de los trenes hizo que las órdenes telegráficas quedaran prácticamente obsoletas en la década de 1970.

Cuando la densidad del tráfico lo justificaba, se podían habilitar varias vías, cada una con un flujo de tráfico definido por un horario, lo que eliminaba la necesidad de frecuentes cruces en una sola vía. Los trenes que circulaban en sentido contrario a este flujo de tráfico seguían necesitando órdenes de tren, pero los demás no. Este sistema se automatizaba aún más mediante el uso de señalización automática de bloqueo y torres de enclavamiento , que permitían establecer de forma eficiente y segura rutas conflictivas en los cruces y que mantenían a los trenes que circulaban uno tras otro separados de forma segura. Sin embargo, cualquier vía que soportara trenes que circularan en ambas direcciones, incluso bajo protección ABS, requeriría protección adicional para evitar que dos trenes se aproximaran en el mismo tramo de vía. Tal situación no solo representa un peligro para la seguridad, sino que también obligaría a un tren a invertir la dirección hasta el punto de cruce más cercano .

Antes de la llegada del CTC, existían varias soluciones a este problema que no requerían la construcción de múltiples vías de sentido único. Muchos ferrocarriles del oeste utilizaban un sistema automático llamado bloqueo permisivo absoluto (APB), en el que los trenes que entraban en un tramo de vía única hacían que todas las señales opuestas entre ese punto y el siguiente punto de paso se "descendieran" a la posición de parada, impidiendo así la entrada de trenes en sentido contrario. En zonas de mayor densidad de tráfico, a veces se establecía la operación bidireccional entre torres de enclavamiento con personal . Cada sección de vía bidireccional tenía una palanca de control de tráfico asociada para establecer la dirección del tráfico en esa vía. A menudo, ambas torres debían configurar sus palancas de tráfico de la misma manera antes de que se pudiera establecer una dirección de viaje. Las señales de bloqueo en la dirección de viaje se mostraban según las condiciones de la vía y las señales en contra del flujo de tráfico siempre se configuraban en su aspecto más restrictivo. Además, ningún tren podía ser desviado a una sección de vía en contra de su flujo de tráfico y las palancas de tráfico no podían cambiarse hasta que la sección de vía estuviera libre de trenes. Tanto el sistema APB como el control manual del tráfico seguirían requiriendo órdenes de tren en determinadas situaciones, y ambos implican concesiones entre los operadores humanos y la precisión del control de rutas.

La solución definitiva al costoso e impreciso sistema de órdenes de trenes fue desarrollada por la compañía General Railway Signal como su tecnología patentada de "Control Centralizado de Tráfico" (CTC). Su primera instalación en 1927 fue en un tramo de 64 kilómetros (40 millas) del ferrocarril New York Central entre Stanley, Toledo y Berwick, Ohio , con la máquina de control CTC ubicada en Fostoria, Ohio . ^{[ 1 ]} El CTC fue diseñado para permitir que el despachador de trenes controlara los movimientos de los trenes directamente, evitando a los operadores locales y eliminando las órdenes de trenes escritas. En cambio, el despachador de trenes podía ver directamente la ubicación de los trenes y controlar eficientemente sus movimientos mostrando señales y controlando los desvíos. También fue diseñado para mejorar la seguridad al informar cualquier ocupación de vía ( ver circuito de vía ) a un operador humano y evitar automáticamente que los trenes ingresaran a una vía en contra del flujo de tráfico establecido.

Lo que diferenciaba a las máquinas CTC de las máquinas de enclavamiento estándar y ABS era que el hardware de enclavamiento vital se ubicaba en una ubicación remota, mientras que la máquina CTC solo mostraba el estado de la vía y enviaba comandos a dichas ubicaciones. Un comando para mostrar una señal requería que el enclavamiento remoto estableciera el flujo de tráfico y verificara que la ruta estuviera libre a través del enclavamiento. Si un comando no podía ejecutarse debido a la lógica del enclavamiento, la pantalla de la máquina CTC no cambiaba. Este sistema proporcionaba el mismo grado de flexibilidad que el control de tráfico manual anterior, pero sin el costo ni la complejidad asociados con la presencia de un operador al final de cada segmento de ruta. Esto era especialmente cierto para las líneas con poco tráfico, que nunca podrían justificar una inversión tan elevada .

Inicialmente, la comunicación se realizaba mediante cables o pares de cables dedicados , pero posteriormente fue reemplazada por sistemas de código de pulsos que utilizaban un único enlace de comunicación común y tecnología de telecomunicaciones basada en relés, similar a la empleada en los interruptores de barra transversal . Además, en lugar de mostrar únicamente información sobre los trenes que se aproximaban y pasaban por los enclavamientos , la máquina CTC mostraba el estado de cada bloque entre enclavamientos, donde anteriormente dichas secciones se consideraban " territorio oscuro " (es decir, de estado desconocido) para el despachador. El sistema CTC permitía que una sola persona, desde una única ubicación, estableciera el flujo de tráfico en múltiples secciones de vía, así como el control de los desvíos y señales en los enclavamientos, que también pasaron a denominarse puntos de control . ^{[ 2 ]}

Las máquinas CTC comenzaron como pequeñas consolas en torres existentes que operaban solo algunos enclavamientos remotos cercanos, y luego se expandieron para controlar cada vez más territorio, lo que permitió el cierre de torres con menor tráfico. Con el tiempo, las máquinas se trasladaron directamente a las oficinas de los despachadores, eliminando la necesidad de que estos se comunicaran primero con los operadores de bloqueo como intermediarios . A finales del siglo XX, los sistemas electromecánicos de control y visualización fueron reemplazados por pantallas operadas por computadora. Si bien se han desarrollado mecanismos de control de señalización similares en otros países, lo que distingue a CTC es el paradigma del movimiento independiente de trenes entre puntos fijos bajo el control y la supervisión de una autoridad central.

Señales y puntos controlados

El sistema CTC utiliza señales ferroviarias para transmitir las instrucciones del despachador a los trenes. Estas instrucciones consisten en decisiones de ruta en puntos controlados que autorizan o detienen al tren. La lógica de señalización local determinará la señal exacta que debe mostrarse en función de la ocupación de la vía y la ruta precisa que debe seguir el tren. Por lo tanto, la única información que requiere el sistema CTC es la instrucción de avanzar o detenerse.

En territorio con control centralizado de tráfico (CTC), las señales son de dos tipos: una señal absoluta , controlada directamente por el despachador de trenes, que ayuda a definir los límites de un punto de control; o una señal intermedia , controlada automáticamente por las condiciones de la vía en el bloque correspondiente y por la señal siguiente. Los despachadores de trenes no pueden controlar directamente las señales intermedias, por lo que casi siempre quedan excluidas de su pantalla de control, salvo como referencia.

La mayoría de los puntos de control están equipados con desvíos eléctricos de control remoto. Estos desvíos suelen ser de doble control , ya que pueden ser controlados remotamente por el despachador de trenes o accionados manualmente mediante una palanca o bomba en el propio mecanismo (aunque generalmente se requiere la autorización del despachador para ello). Estos desvíos pueden dar acceso a una vía de apartado , o bien pueden tener la forma de un cruce , que permite el movimiento hacia una vía adyacente, o un desvío, que dirige un tren a una vía (o ruta) alternativa.

Aunque algunos ferrocarriles todavía utilizan pantallas electrónicas iluminadas más antiguas y sencillas, y controles manuales, en las implementaciones modernas, los despachadores emplean sistemas computarizados similares a los sistemas de control de supervisión y adquisición de datos ( SCADA ) para visualizar la ubicación de los trenes y el aspecto, o visualización, de las señales absolutas. Por lo general, estas máquinas de control impiden que el despachador asigne autoridad contradictoria a dos trenes sin que primero falle el comando en el enclavamiento remoto. Los sistemas informáticos modernos suelen mostrar una representación muy simplificada de la vía, indicando la ubicación de las señales absolutas y los apartaderos. La ocupación de la vía se muestra mediante líneas gruesas o de colores superpuestas a la visualización de la vía, junto con etiquetas para identificar el tren (normalmente el número de la locomotora principal). Las señales que el despachador puede controlar se representan como "Alto" (normalmente en rojo) o "Visualizadas" (normalmente en verde). Una señal visible es aquella que no muestra "Alto" y el aspecto exacto que ve la tripulación no se comunica al despachador.

• Sistema Avanzado de Control de Trenes (ATCS)
• control positivo del tren