control positivo del tren

A finales de la década de 1980, el interés por las soluciones de protección de trenes aumentó tras un período de estancamiento de la inversión y declive posterior a la Segunda Guerra Mundial . A partir de 1990, la Junta Nacional de Seguridad del Transporte de los Estados Unidos ( NTSB ) incluyó el PTC (entonces conocido como separación positiva de trenes) en su "Lista de mejoras más deseadas en la seguridad del transporte". ^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]} En ese momento, la gran mayoría de las líneas ferroviarias en los EE. UU. dependían de que los miembros de la tripulación cumplieran con todas las normas de seguridad, y una fracción significativa de los accidentes se atribuían a errores humanos, como lo evidencian varios años de informes oficiales de la Administración Federal de Ferrocarriles (FRA). ^{[ 8 ]}

En septiembre de 2008, el Congreso examinó una nueva ley que establecía el 15 de diciembre de 2015 como fecha límite para la implementación de la tecnología PTC en la mayor parte de la red ferroviaria estadounidense . El proyecto de ley, impulsado por el Comité de Comercio del Senado y el Comité de Transporte e Infraestructura de la Cámara de Representantes , fue redactado en respuesta a la colisión entre un tren de pasajeros de Metrolink y un tren de carga de Union Pacific Railroad ocurrida el 12 de septiembre de 2008 en Los Ángeles , que causó la muerte de 25 personas y heridas a más de 135 pasajeros.

Cuando el proyecto de ley se acercaba a su aprobación final por el Congreso, la Asociación de Ferrocarriles Estadounidenses ( AAR ) emitió una declaración en apoyo del proyecto de ley. ^{[ 9 ]} El presidente George W. Bush promulgó la Ley de Mejora de la Seguridad Ferroviaria de 2008, de 315 páginas, el 16 de octubre de 2008. ^{[ 10 ]}

Entre sus disposiciones, la ley prevé financiación para ayudar a sufragar el desarrollo de la tecnología PTC, limita el número de horas que pueden trabajar mensualmente las tripulaciones de trenes de mercancías y exige que el Departamento de Transporte determine los límites de horas de trabajo para las tripulaciones de trenes de pasajeros.

Para implementar la ley, la FRA publicó las regulaciones iniciales para los sistemas PTC el 15 de enero de 2010. ^{[ 11 ]} La agencia publicó regulaciones enmendadas el 22 de agosto de 2014. ^{[ 12 ]}

En diciembre de 2010, la Oficina de Responsabilidad Gubernamental (GAO) informó que Amtrak y las principales compañías ferroviarias de Clase I habían tomado medidas para instalar sistemas PTC conforme a la ley, pero los operadores de trenes de cercanías no estaban cumpliendo con el plazo de 2015. ^{[ 13 ]} A junio de 2015 Solo siete sistemas de cercanías (el 29 por ciento de los representados por APTA) esperaban cumplir con el plazo. Varios factores han retrasado la implementación, incluyendo la necesidad de obtener financiación (que no fue proporcionada por el Congreso); el tiempo que ha llevado diseñar, probar, hacer interoperable y fabricar la tecnología; y la necesidad de obtener espectro radioeléctrico a lo largo de toda la red ferroviaria, lo que implica el permiso de la FCC y, en algunos casos, negociar con un propietario existente para su compra o arrendamiento. ^{[ 14 ]}

El sistema ferroviario de cercanías Metrolink en el sur de California planea ser el primer transportista de pasajeros de EE. UU. en instalar la tecnología en todo su sistema. Después de algunos retrasos, ^{[ 15 ]} la demostración del PTC en servicio comercial comenzó en febrero de 2014; se espera que el sistema esté terminado a finales del verano de 2015. ^{[ 16 ]}

En el área metropolitana de Chicago , el sistema Metra esperaba que no cumpliera completamente con el mandato PTC hasta 2019. ^{[ 14 ]}

En octubre de 2015, el Congreso aprobó un proyecto de ley que extendía el plazo de cumplimiento por tres años, hasta el 31 de diciembre de 2018. El presidente Barack Obama firmó el proyecto de ley el 29 de octubre de 2015. ^{[ 17 ] [ 18 ]} Solo cuatro ferrocarriles cumplieron con el plazo de diciembre de 2018; los otros 37 obtuvieron prórrogas hasta diciembre de 2020, lo cual estaba permitido por la ley para los ferrocarriles que demostraron progreso en la implementación. ^{[ 19 ]} El 29 de diciembre de 2020, se informó que las salvaguardias se habían instalado en todos los ferrocarriles requeridos, dos días antes del plazo. ^{[ 20 ]}

Existe cierta controversia sobre si el PTC tiene sentido en la forma exigida por el Congreso. No solo se espera que el costo de la instalación del PTC a nivel nacional ascienda a entre 6 y 22 mil millones de dólares  , la mayoría sufragados por los ferrocarriles de carga estadounidenses, ^{[ 21 ]} sino que también existen dudas sobre la fiabilidad y la madurez de la tecnología para todo tipo de trenes de carga de línea principal y entornos de alta densidad. ^{[ 22 ]} El requisito del PTC también podría imponer barreras iniciales a nuevos servicios ferroviarios de pasajeros o de carga, lo que generaría millones de dólares en costos adicionales de PTC. El mandato sin financiación también limita la capacidad de la FRA para adoptar un enfoque más matizado o flexible en la adopción de la tecnología PTC donde tenga más sentido o donde sea técnicamente más factible. ^{[ 21 ]}

Si bien el Comité Asesor de Seguridad Ferroviaria de la FRA identificó varios miles de "PPA" (accidentes prevenibles con PTC) en los ferrocarriles estadounidenses durante un período de 12 años, un análisis de costos de 2004 determinó que los ahorros acumulados que se obtendrían de todos los accidentes no eran suficientes para cubrir el costo del PTC en los ferrocarriles de Clase I en ese momento. ^{[ 23 ]} La FRA coincidió con esta evaluación de costos en su documento de reglamentación del PTC de 2009.

El costo de implementar el PTC en hasta 25 servicios ferroviarios de cercanías en Estados Unidos se ha estimado en más de 2  mil millones de dólares y, debido a estos costos, varios servicios se ven obligados a cancelar o reducir reparaciones, mejoras de capital y servicios. Otros servicios simplemente no cuentan con los fondos disponibles para el PTC y han pospuesto la decisión a la espera de algún cambio por parte del Congreso. Las compañías ferroviarias que operan líneas equipadas con señalización en cabina y sistemas de control automático de trenes ( ATC) existentes han argumentado que su historial comprobado de seguridad, que se remonta a décadas, está siendo subestimado porque el ATC no es tan agresivo como el PTC en todos los casos. ^{[ 24 ]}

El número de accidentes evitables por el PTC ha aumentado en los últimos años. En 2013, un descarrilamiento de Metro-North en el Bronx causó la muerte de cuatro personas y dejó 61 heridos. Este accidente fue provocado por exceso de velocidad, algo que el PTC puede prevenir. En 2015, un descarrilamiento de Amtrak en Filadelfia causó la muerte de ocho personas y dejó 185 heridos. ^{[ 25 ]} En este incidente, el tren aceleró más allá de la velocidad segura debido a las acciones de un maquinista distraído del tren de Amtrak . Según la NTSB, este accidente podría haberse evitado con un sistema PTC que hubiera hecho cumplir el límite de velocidad de 80 km/h (50 millas por hora  ) y evitado el exceso de velocidad y el posterior accidente del tren. ^{[ 26 ]} En 2017, otro descarrilamiento de Amtrak cerca de Dupont, Washington, dejó tres muertos y 62 heridos. El maquinista calculó mal la ubicación del tren y, por lo tanto, no siguió las restricciones adecuadas para el tramo de vía, sin percatarse de la señalización que debería haber indicado las restricciones de velocidad en la zona. La NTSB descubrió que recientemente se habían realizado mejoras de seguridad en la vía, excepto en la sección del PTC. Finalmente, se concluyó que el error del maquinista en la ubicación del tren provocó el accidente. Sound Transit , propietaria del tramo de vía donde ocurrió el accidente, estaba en proceso de instalar el PTC, pero este no estaba operativo en el momento del accidente. ^{[ 26 ]} En 2018, se produjo otra colisión cuando un tren de Amtrak embistió a un tren de carga estacionado en Cayce, Carolina del Sur , causando la muerte de dos miembros de la tripulación e hiriendo a otros 116. El presidente de la NTSB, Robert Sumwalt , declaró que "un PTC operativo está diseñado para prevenir este tipo de incidentes". ^{[ 27 ]}

Actualmente se están desarrollando dos métodos principales de implementación del PTC. El primero utiliza infraestructura de señalización fija, como circuitos de vía codificados y transpondedores inalámbricos, para comunicarse con la unidad de control de velocidad a bordo. El segundo utiliza radios de datos inalámbricas distribuidas a lo largo de la línea para transmitir la información dinámica. La implementación inalámbrica también permite que el tren transmita su ubicación al sistema de señalización, lo que podría posibilitar el uso de bloques móviles o "virtuales" . La implementación inalámbrica suele ser más económica en términos de costes de equipo, pero se considera mucho menos fiable que el uso de canales de comunicación "rígidos". (Datos de 2007), por ejemplo, el sistema inalámbrico ITCS en la línea Michigan de Amtrak todavía no funcionaba de manera confiable después de 13 años de desarrollo, ^{[ 28 ]} mientras que el sistema fijo ACSES ha estado en servicio diario en el Corredor Noreste desde 2002 ( ver Amtrak , más abajo).

El método de infraestructura fija está demostrando ser popular en líneas de pasajeros de alta densidad donde ya se ha instalado la señalización de cabina por código de impulsos . En algunos casos, la falta de dependencia de las comunicaciones inalámbricas se está promocionando como una ventaja. ^{[ 29 ]} El método inalámbrico ha demostrado ser más exitoso en territorio oscuro de baja densidad y sin señalización, normalmente controlado mediante autorizaciones de vía , donde las velocidades ya son bajas y las interrupciones en la conexión inalámbrica con el tren no suelen comprometer la seguridad ni las operaciones del tren.

Algunos sistemas, como el ACSES de Amtrak, funcionan con una tecnología híbrida que utiliza enlaces inalámbricos para actualizar las restricciones temporales de velocidad o transmitir ciertas señales, sin que ninguno de estos sistemas sea fundamental para la operación de los trenes.

El equipo a bordo de la locomotora debe calcular continuamente la velocidad actual del tren con respecto a una velocidad objetivo situada a cierta distancia y determinada por una curva de frenado. Si existe el riesgo de que el tren no pueda reducir la velocidad hasta la velocidad objetivo según la curva de frenado, los frenos se aplican automáticamente y el tren disminuye su velocidad de inmediato. Las velocidades objetivo se actualizan con información sobre los límites de velocidad fijos y dinámicos determinados por el perfil de la vía y el sistema de señalización.

La mayoría de las implementaciones actuales de PTC también utilizan la unidad de control de velocidad para almacenar una base de datos de perfiles de vía conectada a algún tipo de sistema de navegación. La unidad registra la posición del tren a lo largo de la vía y aplica automáticamente las restricciones de velocidad, así como la velocidad máxima autorizada. Las restricciones de velocidad temporales se pueden actualizar antes de que el tren salga de su terminal o mediante enlaces de datos inalámbricos. Los datos de la vía también se pueden utilizar para calcular curvas de frenado en función del perfil de pendiente . El sistema de navegación puede utilizar balizas fijas de vía o estaciones GPS diferenciales combinadas con la rotación de las ruedas para determinar con precisión la ubicación del tren en la vía con una exactitud de pocos metros.

Si bien algunos sistemas PTC se integran directamente con el sistema de señalización existente, otros mantienen un conjunto de sistemas informáticos esenciales en una ubicación central que permiten el seguimiento de los trenes y la emisión de autorizaciones de movimiento directamente a través de una red de datos inalámbrica. Esto se considera una forma de control de trenes basado en comunicaciones y no es un componente esencial del PTC.

El tren puede detectar el estado de los dispositivos de vía (y, en ocasiones, controlarlos), como la posición de los desvíos . Esta información se envía al centro de control para definir con mayor precisión los movimientos seguros del tren. También se pueden intercambiar mensajes de texto y alertas automáticas y manuales entre el tren y el centro de control. Otra funcionalidad permitiría al responsable autorizar el paso de los trenes por sus zonas de trabajo mediante un dispositivo inalámbrico, en lugar de comunicarse verbalmente.

Incluso donde los sistemas de seguridad, como la señalización en cabina, han estado presentes durante décadas, la industria ferroviaria de carga se ha mostrado reacia a instalar dispositivos de control de velocidad debido a que la naturaleza a menudo brusca de dichos dispositivos puede tener un efecto adverso en la operación segura del tren. Los algoritmos avanzados de control de velocidad basados ​​en procesadores que se encuentran en los sistemas PTC afirman poder regular adecuadamente la velocidad de trenes de carga de más de 1500 metros de longitud y más de 9100 toneladas cortas , pero persisten las preocupaciones sobre la posibilidad de que la decisión final no recaiga en los ingenieros ferroviarios expertos . El uso inadecuado del freno de aire puede provocar que un tren se descontrole, descarrile o se separe inesperadamente.  

Además, un sistema PTC excesivamente conservador corre el riesgo de ralentizar los trenes por debajo del nivel al que habían sido operados de forma segura previamente por ingenieros humanos. Las velocidades ferroviarias se calculan con un factor de seguridad tal que los ligeros excesos de velocidad no provoquen un accidente. Si un sistema PTC aplica su propio margen de seguridad, el resultado final será un factor de seguridad doble ineficiente. Además, un sistema PTC podría no ser capaz de tener en cuenta las variaciones en las condiciones meteorológicas o el manejo de los trenes, y podría tener que asumir un escenario de peor caso , lo que disminuiría aún más el rendimiento. ^{[ 30 ]} En su presentación reglamentaria de 2009, la FRA declaró que era probable que el PTC disminuyera la capacidad de los ferrocarriles de carga en muchas líneas principales. ^{[ 31 ]} El proyecto europeo LOCOPROL/LOCOLOC había demostrado que la navegación por satélite mejorada con EGNOS por sí sola no era capaz de cumplir con la integridad de seguridad SIL4 requerida para la señalización de trenes. ^{[ 32 ]}

Desde un punto de vista puramente técnico, el PTC no evitará ciertas colisiones a baja velocidad causadas por el bloqueo permisivo de vías , accidentes provocados por maniobras de retroceso sin la debida supervisión, descarrilamientos causados ​​por defectos en la vía o el tren, colisiones en pasos a nivel o colisiones con trenes previamente descarrilados. Si el PTC se instala sin bloqueos de circuito de vía, no detectará rieles rotos, vías inundadas ni escombros peligrosos que obstruyan la línea.

La infraestructura inalámbrica planificada para su uso por todos los ferrocarriles de carga de Clase I de EE. UU ., la mayoría de los ferrocarriles de carga pequeños y muchos ferrocarriles de cercanías se basa en radios de datos que operan en una única banda de frecuencia cercana a los 220 MHz . Un consorcio creado por dos ferrocarriles de carga llamado PTC 220 LLC ha adquirido un espectro significativo alrededor de los 220 MHz de licenciatarios anteriores para su uso en el despliegue de PTC. Parte de este espectro se encuentra en forma de licencias nacionales y otra parte no. El consorcio planea poner este espectro a disposición de los ferrocarriles de carga de EE. UU., pero indicó en 2011 que no estaban seguros de tener suficiente espectro para cubrir sus necesidades. Varios ferrocarriles de cercanías han comenzado a comprar espectro de 220 MHz en sus áreas geográficas, pero existe una preocupación generalizada de que la adquisición de suficiente espectro de 220 MHz pueda ser difícil de lograr debido a la falta de disponibilidad, las dificultades para negociar acuerdos complejos entre múltiples partes para obtener suficiente espectro adyacente y porque el costo financiero de las adquisiciones puede hacer que la tarea sea imposible para algunas agencias estatales. Sin embargo, las investigaciones sugieren que la asignación dinámica de espectro puede resolver el problema de asignación de espectro en un ancho de banda de 220 MHz. ^{[ 33 ] [ 34 ]} 

Muchas compañías ferroviarias han solicitado a la FCC que les reasigne partes del espectro de 220 MHz . Argumentan que necesitan dicho espectro para ser interoperables entre sí. La FCC ha declarado que no se prevé ninguna reasignación, que las compañías ferroviarias no tienen justificación para solicitarla, ya que no han cuantificado la cantidad de espectro que necesitan, y que deberían buscar espectro en los mercados secundarios de 220 MHz o en otras bandas. ^{[ 35 ]}

No existen requisitos técnicos ni reglamentarios que exijan el uso de 220 MHz para la implementación del PTC (si es que dicha implementación va a utilizar componentes inalámbricos). Si la transmisión inalámbrica de datos es necesaria, el espectro de 220 MHz ofrece algunas ventajas , siempre que pueda adquirirse a un costo razonable. La principal razón para considerar el uso del espectro de 220 MHz es la interoperabilidad del PTC para el transporte de mercancías y para algunos, aunque no todos, los servicios ferroviarios de cercanías. En Estados Unidos, el transporte de mercancías suele implicar el uso compartido de vías férreas, donde los vehículos de una compañía ferroviaria circulan como invitados en las vías de otra. La implementación del PTC en este entorno se logra más fácilmente utilizando el mismo equipo, incluyendo las radios y el espectro radioeléctrico asociado.

Cuando un ferrocarril de cercanías debe operar en territorio de un ferrocarril de carga, probablemente se le exigirá instalar equipo PTC (incluida una radio) en su vehículo ferroviario que cumpla con el sistema PTC del ferrocarril de carga, lo que generalmente implica el uso de radios y espectro de 220 MHz . Si el ferrocarril de cercanías utiliza el mismo equipo PTC, radios y espectro en su propia propiedad, podrá usarlo cuando sus vehículos transiten por territorio de carga. Desde un punto de vista práctico, si el ferrocarril de cercanías opta por utilizar otro tipo de PTC en su propia propiedad, deberá instalar un segundo conjunto de equipo a bordo para poder operar el PTC tanto en su propiedad como en la de carga. Si no se dispone de una radio multibanda (como las radios definidas por software de última generación ), serán necesarias radios y antenas independientes. Debido a la complejidad de la geometría de las vías, el PTC requiere una cantidad variable de espectro de forma crítica en el tiempo. Una forma de lograr esto es extender las radios definidas por software PTC, de modo que tengan la capacidad de asignar el espectro dinámicamente. Agregar esta capacidad a la radio también ayuda a mejorar la seguridad del medio de comunicación PTC. ^{[ 36 ]}

Si un pequeño ferrocarril de carga o de cercanías no opera en el territorio de otro ferrocarril, no existe ninguna razón basada en la interoperabilidad que lo obligue a usar el espectro de 220 MHz para implementar el PTC. Además, si un pequeño ferrocarril de carga o de cercanías opera solo en su propio territorio y recibe a otros ferrocarriles invitados (de carga u otros trenes de pasajeros), tampoco existe ninguna razón basada en la interoperabilidad que obligue al anfitrión a usar el espectro de 220 MHz para implementar el PTC. Dicho ferrocarril podría implementar el PTC eligiendo libremente cualquier espectro radioeléctrico y exigiendo a los ferrocarriles invitados que instalen equipos PTC compatibles (incluidas radios) a bordo de sus trenes o que proporcionen equipos en la vía para que su implementación de PTC invitado se instale en la propiedad del ferrocarril anfitrión. Un caso interesante que destaca algunos de estos problemas es el corredor noreste. Amtrak opera servicios en dos propiedades de ferrocarril de cercanías que no son de su propiedad: Metro-North Railroad (propiedad de Nueva York y Connecticut) y Massachusetts Bay Transportation Authority (MBTA) (propiedad de Massachusetts). En teoría, Amtrak podría haberse encontrado instalando su propio sistema PTC en estas propiedades anfitrionas (alrededor del 15 por ciento del corredor), o peor aún, encontrarse en la ridícula posición de intentar instalar tres sistemas PTC diferentes en cada tren de Amtrak para atravesar las propiedades de los viajeros. Este no fue el caso. Amtrak tenía una ventaja significativa sobre las agencias de trenes de cercanías en el corredor en la implementación de PTC. Invirtieron una cantidad considerable de tiempo en investigación y desarrollo y obtuvieron aprobaciones tempranas para su sistema ACSES en el corredor noreste con la FRA. Eligieron primero usar 900 MHz y luego cambiaron a 220 MHz , en parte debido a una mejora percibida en el rendimiento del sistema de radio y en parte porque Amtrak estaba usando 220 MHz en Michigan para su implementación de ITCS. ^{[ 37 ]} Cuando las agencias de viajeros en el corredor consideraron opciones para implementar PTC, muchas de ellas optaron por aprovechar el trabajo previo que Amtrak había hecho e implementar la solución ACSES usando 220 MHz . El trabajo inicial de Amtrak dio sus frutos y significó que atravesarían propiedades de cercanías que instalaron el mismo protocolo con la misma frecuencia, lo que las hizo interoperables. (En realidad, la mayor parte del Corredor Noreste es propiedad de Amtrak y está operada por ella, no por las propiedades de cercanías, incluidas las vías desde Washington, DC hasta la estación Penn de Nueva York y las vías desde Filadelfia hasta Harrisburg, Pensilvania).El estado de Massachusetts es propietario de las vías férreas desde la frontera con Rhode Island hasta la frontera con New Hampshire, pero Amtrak las opera. Solo la línea entre la ciudad de Nueva York y New Haven, Connecticut, es propiedad de una compañía de trenes de cercanías y es operada por ella.

Otra razón para considerar la frecuencia de 220 MHz para el PTC podría ser la disponibilidad de equipos de radio compatibles con este sistema. Actualmente, solo un número limitado de proveedores ofrece equipos de radio específicamente diseñados para el PTC, y estos se centran únicamente en la frecuencia de 220 MHz . Un proveedor en particular, Meteorcomm LLC, puede admitir el protocolo I-ETMS PTC con una radio de 220 MHz . Meteorcomm es propiedad conjunta de varias compañías ferroviarias de carga de Clase I , y algunos en la industria han indicado que el uso de su radio de 220 MHz y el equipo asociado se realizará mediante licencias por sitio. Este proceso también podría implicar tarifas recurrentes. Existe además la preocupación de que las tarifas de adquisición y licencia sean significativas, lo que ha llevado a algunos a especular que los propietarios de Meteorcomm (las compañías ferroviarias de carga) podrían enfrentar problemas legales por violaciones de las leyes antimonopolio. Para muchas compañías ferroviarias, no existe otra opción práctica para cumplir con el mandato federal que instalar el PTC a 220 MHz utilizando I-ETMS con las radios Meteorcomm. En el corredor noreste, otro proveedor de radios, GE MDS, puede soportar el protocolo ACSES de Amtrak con una radio de 220 MHz . Cabe destacar que la principal preocupación entre las compañías de carga con respecto al plazo de PTC es la disponibilidad de equipos PTC. ^{[ 38 ]} Teniendo en cuenta las cuestiones antimonopolio y la disponibilidad inmediata de radios, los diseños de radios Meteorcomm se han relegado a un segundo proveedor, después de las radios CalAmp . Todo esto podría significar que no hay suficientes equipos de radio PTC de 220 MHz disponibles para todos los ferrocarriles que deben implementar PTC.

También existen problemas con el uso de estas frecuencias fuera de los EE. UU.; en Canadá, 220 MHz sigue formando parte de la banda de radioaficionados de 1,25 metros . ^{[ 39 ] [ 40 ]}

Además de la banda de 220 MHz , otras bandas también admiten PTC y se han utilizado para obtener la aprobación de la FRA para este sistema. Cuando Amtrak recibió su aprobación inicial, planeaba usar frecuencias de 900 MHz para ACSES. BNSF Railway obtuvo sus primeras aprobaciones de PTC de la FRA para una versión temprana de ETMS que utilizaba una radio multibanda que incluía frecuencias de 45 MHz , 160 MHz , 900 MHz y Wi-Fi. Un pequeño tren de carga o de cercanías que seleccione una o más de estas bandas, u otra como la de 450 MHz, podría encontrar más fácil adquirir espectro. Deberán investigar los problemas relacionados con el espectro, el equipo de radio, las antenas y la compatibilidad de protocolos para implementar PTC con éxito.

No existe un estándar único definido para los "sistemas PTC interoperables". Varios ejemplos de sistemas interoperables ilustran este punto. Primero, UP y BNSF son interoperables entre sus sistemas. Ambas están implementando I-ETMS y utilizarán diferentes frecuencias de radio en diferentes ubicaciones. En el segundo ejemplo, Amtrak es interoperable con Norfolk Southern en Michigan. Amtrak utiliza ITCS, mientras que Norfolk Southern utiliza I-ETMS. Para la interoperabilidad, se instalan dos radios de 220 MHz en cada punto de vía y ambas se conectan a un sistema PTC común a través de un dispositivo de interfaz (similar a una puerta de enlace de red o un convertidor de protocolo) en cada punto de vía. Una radio se comunica con los trenes de carga que utilizan I-ETMS y la otra con los trenes de pasajeros que utilizan ITCS. En este caso, la interoperabilidad se limita al punto de vía y no incluye el segmento inalámbrico que llega hasta los vehículos ferroviarios ni los sistemas a bordo. En el tercer ejemplo, similar al primero, Metrolink, la agencia de trenes de cercanías de Los Ángeles, está implementando I-ETMS y utilizará el mismo equipo PTC que UP y BNSF. Metrolink está adquiriendo su propio espectro de 220 MHz para que los trenes en su territorio (de cercanías y de carga) utilicen canales distintos a los de UP y BNSF. La interoperabilidad se logra mediante la configuración del cambio de canal de la radio a bordo según la ubicación. Para SEPTA , el servicio de cercanías en Filadelfia y sus alrededores , Ansaldo está implementando ACSES , el protocolo PTC del corredor noreste de Amtrak. En el caso de CSX, todas las transacciones PTC de ACSES se transferirán a la oficina central de SEPTA, y CSX será responsable de desplegar la infraestructura I-ETMS que utilizará para comunicarse con sus trenes de carga. El modelo de interoperabilidad de SEPTA es muy similar al de la comunidad de radio de seguridad pública, donde los diferentes sistemas de radio que utilizan distintas frecuencias y protocolos se interconectan únicamente en la oficina central para admitir la comunicación entre sistemas.

Para las principales compañías ferroviarias de carga y Amtrak, la respuesta parece ser que una sola banda de frecuencia es suficiente. Estas operaciones ferroviarias miden la puntualidad con una escala mucho menos precisa que los servicios de cercanías, por lo que su tolerancia a los retrasos es mayor y tiene menor impacto en los horarios de los trenes. Además, las implementaciones de PTC desplegadas por los servicios de cercanías operarán mucho más cerca de su límite de rendimiento que las de Amtrak o las de carga. Por lo tanto, para los servicios de cercanías en particular, existe cierta preocupación de que la implementación de PTC con una sola banda de frecuencia no sea suficiente. El enfoque de una sola banda de frecuencia para el control de trenes en tiempo real ha demostrado ser difícil de usar en este tipo de aplicaciones. Esta dificultad no es exclusiva del control de trenes. Las interferencias, tanto artificiales como naturales, pueden afectar en ocasiones el funcionamiento de cualquier sistema inalámbrico que dependa de una sola banda de frecuencia. Cuando estos sistemas inalámbricos se emplean para redes de control en tiempo real, es muy difícil garantizar que el rendimiento de la red no se vea afectado en ocasiones. CSX se encontró con este problema cuando experimentó problemas de conductos de propagación en su red del Sistema Avanzado de Control de Trenes (ATCS) de 900 MHz en la década de 1990. ^{[ 41 ]} El protocolo ATCS, que la AAR había recomendado que la FCC considerara como PTC en 2000 (cuando la AAR buscaba una licencia nacional de "cinta" de 900 MHz ), ^{[ 42 ]} puede soportar la operación de control de trenes tanto en 900 MHz como en 160 MHz . ^{[ 43 ]} Esta última banda de frecuencia solo se utiliza para ATCS en algunas subdivisiones y líneas cortas. Más recientemente, la industria ha estado avanzando hacia una solución de radio multibanda más robusta para aplicaciones de datos como PTC. En 2007, BNSF obtuvo por primera vez la aprobación de la FRA para su sistema ETMS PTC original que utilizaba una radio de banda de frecuencia múltiple. ^{[ 44 ]} Además, a mediados de 2008, un esfuerzo patrocinado por la FRA por la AAR para desarrollar una radio de datos de alto rendimiento (HPDR) para usar en 160 MHz resultó en la adjudicación de un contrato a Meteorcomm para una radio de 4 bandas que se usaría para voz y datos. ^{[ 45 ]} Estos esfuerzos más recientes de radio multibanda se archivaron a finales de 2008, después de que la Ley de Mejoras de la Seguridad Ferroviaria se convirtiera en ley, y las empresas de carga decidieron implementar PTC usando solo 220 MHz , en una configuración de banda de frecuencia única. Amtrak y la mayoría de las operaciones de cercanías rápidamente siguieron el ejemplo, seleccionando 220 MHz .

Poco después de la aprobación de la Ley de Mejoras de la Seguridad Ferroviaria, muchos ferrocarriles de cercanías optaron por no desarrollar su propio protocolo PTC y, en su lugar, decidieron ahorrar tiempo y dinero utilizando un protocolo desarrollado para operaciones de carga o de pasajeros de larga distancia (Amtrak). Implementar dicho protocolo para la operación de trenes de cercanías urbanos, donde será necesario dar soporte a numerosos trenes pequeños y de alta velocidad, será un desafío. Está por verse.Se plantea la cuestión de si el rendimiento de los protocolos PTC, desarrollados y optimizados para trenes menos numerosos, más lentos o de mayor tamaño, puede soportar un escenario operativo más complejo, como el de un servicio de trenes de cercanías, sin afectar a la puntualidad. Las pruebas de simulación de protocolo, detalladas y exhaustivas, pueden mitigar el riesgo de problemas; sin embargo, existen demasiadas variables, sobre todo al considerar el componente inalámbrico, como para garantizar de antemano que, en determinados escenarios operativos extremos en ciertas ubicaciones, las operaciones ferroviarias no se verán afectadas. De hecho, durante las pruebas de aceptación del sistema, es posible que ni siquiera se prueben dichos escenarios operativos extremos debido al esfuerzo que implican. Basta con considerar lo que supondría identificar las limitaciones de capacidad del protocolo PTC en cada enclavamiento de un gran servicio de trenes de cercanías cuando un tren se avería en el enclavamiento y entre 10 y 20 trenes más se encuentran dentro del alcance de comunicación de una única ubicación en la vía. Este escenario hipotético podría probarse en unos pocos enclavamientos, pero no en los 30 o más enclavamientos de una gran red de trenes de cercanías.

Un amplio grupo de expertos de la industria, provenientes del gobierno federal, fabricantes, compañías ferroviarias y consultores, participa en un grupo de estudio patrocinado por el grupo de trabajo IEEE 802.15 . Su objetivo es analizar las lecciones aprendidas en el desarrollo de protocolos de la suite IEEE 802 para proponer una solución integral al componente inalámbrico del PTC. Si bien este esfuerzo podría no modificar significativamente las iniciativas actuales de PTC en Estados Unidos, un estándar abierto podría ofrecer una vía para que todas las compañías ferroviarias implementen una solución más interoperable, robusta, confiable, preparada para el futuro y escalable para el componente inalámbrico del PTC.

La industria ferroviaria, al igual que la industria de procesos y la industria de servicios eléctricos, siempre ha exigido que el retorno de la inversión para las grandes inversiones de capital asociadas con mejoras de infraestructura se materialice por completo antes de que el activo sea desmantelado y reemplazado. Este paradigma también se aplicará al PTC. Es muy improbable que haya actualizaciones importantes en las implementaciones iniciales de PTC incluso en los primeros 10 años. El cálculo del retorno de la inversión no es simple y algunas compañías ferroviarias pueden determinar, por ejemplo, después de cinco años, que una actualización de ciertos componentes del PTC podría estar justificada. Un ejemplo podría ser el componente de radio del PTC. Si un estándar abierto crea un producto de radio más económico que sea retrocompatible con los sistemas existentes y que quizás mejore el rendimiento del sistema PTC e incluya también mejoras que ahorren en costos operativos, entonces una compañía ferroviaria haría bien en considerar un plan para reemplazar sus radios PTC. ^{[ 46 ]}

Wabtec está colaborando con Alaska Railroad para desarrollar un sistema Vital PTC (Control Personal de Trenes) para la prevención de colisiones, destinado a sus locomotoras. El sistema está diseñado para evitar colisiones entre trenes, hacer cumplir los límites de velocidad y proteger a los trabajadores y equipos ferroviarios. El Sistema Electrónico de Gestión de Trenes (ETMS) de Wabtec también está diseñado para funcionar con el sistema de despacho TMDS de Wabtec, proporcionando control y despacho de trenes desde Anchorage. ^{[ 47 ]}

Los datos entre la locomotora y el despachador se transmiten a través de un sistema de radio digital proporcionado por Meteor Communications Corp (Meteorcomm). Una computadora a bordo alerta a los trabajadores sobre las restricciones que se aproximan y detiene el tren si es necesario. ^{[ 48 ]}

El sistema avanzado de control de velocidad civil (ACSES) de Alstom y PHW está instalado en tramos del Corredor Noreste de Amtrak entre Washington y Boston . ACSES mejora los sistemas de señalización de cabina proporcionados por PHW Inc. Utiliza transpondedores pasivos para hacer cumplir las restricciones de velocidad civiles permanentes. El sistema está diseñado para prevenir colisiones entre trenes (PTS), proteger contra el exceso de velocidad y proteger a los equipos de trabajo con restricciones de velocidad temporales. ^{[ 49 ] [ 50 ]}

El sistema de control incremental de trenes (ITCS) de GE Transportation Systems está instalado en la línea Michigan de Amtrak , lo que permite que los trenes viajen a 110 mph (180 km/h) . ^{[ 51 ]}  

El descarrilamiento del tren de Filadelfia en 2015 podría haberse evitado si el control positivo de trenes se hubiera implementado correctamente en el tramo de vía por el que circulaba dicho tren. Los comandos de advertencia/sanción por exceso de velocidad no estaban configurados en ese tramo de vía en particular, aunque sí lo estaban en otros lugares. ^{[ 52 ]}

El Sistema Electrónico de Gestión de Trenes (ETMS) de Wabtec está instalado en un tramo de la línea férrea BNSF . Se trata de una tecnología superpuesta que complementa los métodos de control de trenes existentes. El ETMS utiliza GPS para el posicionamiento y un sistema de radio digital para monitorizar la ubicación y la velocidad del tren. Está diseñado para prevenir ciertos tipos de accidentes, incluidas las colisiones de trenes. El sistema incluye una pantalla en la cabina que alerta sobre un problema y, si no se toman las medidas adecuadas, detiene automáticamente el tren. ^{[ 53 ]}

CSX Transportation está desarrollando un sistema de gestión de trenes basado en comunicaciones (CBTM) para mejorar la seguridad de sus operaciones ferroviarias. CBTM es el predecesor de ETMS. ^{[ 54 ]}

El Sistema Electrónico de Gestión de Trenes (ETMS) de Wabtec proporcionará soluciones PTC junto con el Sistema de Gestión y Despacho de Trenes (TMDS) de Wabtec , que ha servido como solución de despacho de KCS desde 2007, para todas las operaciones ferroviarias con sede en EE. UU. a lo largo de la línea KCS. En enero de 2015, KCS comenzó a capacitar al personal en PTC en su Centro de Capacitación TEaM en Shreveport, Luisiana, con una clase inicial de 160 personas. ^{[ 55 ]}

La mayoría de las locomotoras y vagones de control del tren de cercanías de la MBTA , a excepción de los vagones de control Bombardier de las series 1625-1652 y las locomotoras F40PH de las series 1000-1017 (ya retiradas) , están equipadas con la tecnología ACSES compatible con PTC , instalada en el Corredor Noreste de Amtrak . Todos los trenes de la MBTA que circulan por cualquier segmento del Corredor Noreste deben estar equipados con el sistema ACSES a bordo en funcionamiento, lo que afecta a los trenes de las líneas Providence/Stoughton , Franklin/Foxboro y Needham . La MBTA cerró algunas líneas los fines de semana de 2017 y 2018 para cumplir con el plazo federal de diciembre de 2020 para la implementación completa del sistema PTC. ^{[ 56 ]}

En noviembre de 2013, la Autoridad Metropolitana de Transporte  de Nueva York firmó un contrato de 428 millones de dólares para instalar el control positivo de trenes en el ferrocarril de Long Island y el ferrocarril Metro-North a un consorcio formado por Bombardier Transportation Rail Control Solutions y Siemens Rail Automation . ^{[ 57 ] [ 58 ]} Las instalaciones del LIRR y el Metro-North incluirán modificaciones y mejoras de los sistemas de señalización existentes y la adición de equipos ACSES II ^{[ 49 ]} . Siemens declaró que la instalación del PTC estaría terminada para diciembre de 2015, pero este plazo no se cumplió. ^{[ 59 ]} La instalación no se completó hasta finales de 2020. ^{[ 60 ]}

El Sistema Avanzado de Control de Velocidad (ASES) de Ansaldo STS USA Inc. se está instalando en las líneas de cercanías de New Jersey Transit . Está coordinado con el ACSES de Alstom para que los trenes puedan operar en el Corredor Noreste. ^{[ 29 ]}

Norfolk Southern Railway comenzó a trabajar en el sistema en 2008 con Wabtec Railway Electronics para desarrollar un plan para implementar el Control Positivo de Trenes (PTC) en sus vías. NS ya ha implementado el PTC en 6310 millas de vía y planea hacerlo en 8000 millas. NS ha solicitado una extensión del plazo para la activación del PTC en sus vías debido a la necesidad de trabajar más en áreas sin señalización de vía, así como para que las compañías ferroviarias más pequeñas con las que trabaja puedan contar con la capacidad de implementar el PTC. NS sigue experimentando problemas con el sistema y desea tomarse el tiempo necesario para solucionarlos y garantizar la seguridad de sus empleados y de todos los demás usuarios de sus vías. NS ha estado incorporando y actualizando sus locomotoras con computadoras compatibles con PTC para permitir su uso en las líneas principales. De las casi 4000 locomotoras que posee la compañía, 2900 han sido equipadas con computadoras compatibles con PTC. NS planea almacenar al menos 500 locomotoras utilizando sistemas de precisión. NS ha estado actualizando su equipo de vía, como torres de radio e iluminación de puntos de control, para facilitar las operaciones del PTC en el ferrocarril. Con las nuevas computadoras en las locomotoras, estas pueden interactuar entre sí y con los sistemas de vía. Las locomotoras General Electric Transportation de Norfolk Southern están equipadas con GPS para facilitar el uso del PTC. Todas las locomotoras de NS están equipadas con Energy Management, un sistema informático que proporciona datos en tiempo real sobre la locomotora. El sistema también puede controlar la velocidad del tren y los sistemas de frenado a bordo. El sistema EM permite que las locomotoras utilicen menos combustible y sean más eficientes. El objetivo final de NS es la operación completamente autónoma de sus trenes. Este sistema se utilizará junto con Auto-router, utilizado para planificar el movimiento de los trenes con poca o ninguna intervención humana. Con estos dos sistemas integrados con el PTC, se logra un movimiento y control de trenes más precisos en toda la red ferroviaria. NS, Union Pacific , CSXT , BNSF y Virginia Railway Express han estado probando la interoperabilidad para asegurar que los sistemas PTC de cada compañía funcionen correctamente entre sí y garanticen la seguridad en los viajes ferroviarios. Para ello, un tren de NS en las vías de CSXT debe comportarse como lo haría un tren de CSXT , o viceversa. Esto requiere que las compañías ferroviarias utilicen las mismas comunicaciones y frecuencias de radio para que todo funcione sin problemas. Casi 3000 locomotoras han sido equipadas con computadoras compatibles con PTC. ^{[ 61 ] [ 62 ] [ 63 ] [ 64 ]}

El sistema de señalización superpuesta basado en comunicaciones (CBOSS) de Caltrain se instaló, pero no se probó completamente a lo largo del Corredor de la Península entre San Francisco, San José y Gilroy, California. ^{[ 65 ]} Caltrain seleccionó a Parsons Transportation Group (PTG), que había estado trabajando en un sistema similar para Metrolink en el sur de California, para implementar, instalar y probar CBOSS en noviembre de 2011. ^{[ 66 ]} En febrero de 2017, la junta de Caltrain canceló el contrato con PTG por no cumplir con el plazo programado para 2015. ^{[ 67 ]} PTG y Caltrain posteriormente presentaron demandas por incumplimiento de contrato. ^{[ 65 ] [ 68 ]} En su reunión de la junta directiva del 1 de marzo de 2018, Caltrain anunció que adjudicaría un contrato a Wabtec para la implementación de I-ETMS. ^{[ 69 ]} El sistema PTC de Caltrain completo fue certificado por la FRA en diciembre de 2020. ^{[ 70 ]}

Se han desarrollado tecnologías de control positivo de trenes (PTC) y sistemas de monitoreo de vehículos para las nuevas líneas de trenes de cercanías del área metropolitana de Denver que comenzaron a abrirse en 2016. ^{[ 71 ]} Después de que la línea A de la Universidad de Colorado se abrió el 22 de abril de 2016 entre la estación Union Station de Denver y el aeropuerto internacional de Denver , experimentó una serie de problemas relacionados con tener que ajustar la longitud de los espacios sin energía entre diferentes secciones de energía aérea, caídas directas de rayos, cables enganchados y señales de cruce que se comportaban inesperadamente. ^{[ 72 ]} En respuesta a los problemas de cruce, Denver Transit Partners, el contratista que construye y opera la línea A, estacionó guardias de cruce en cada lugar donde la línea A cruza calles locales a nivel, mientras continuaba explorando revisiones de software y otras correcciones para abordar los problemas subyacentes. ^{[ 73 ]} La FRA requirió informes de progreso frecuentes, pero permitió que RTD abriera su línea B según lo programado originalmente el 25 de julio de 2016, ^{[ 74 ]} porque la línea B solo tiene un cruce a nivel a lo largo de su ruta actual. ^{[ 73 ]} Sin embargo, la FRA detuvo las pruebas de la Línea G más larga hasta Wheat Ridge —originalmente programada para abrir en otoño de 2016— hasta que se pudiera demostrar un mayor progreso en la resolución de los problemas de cruce de la Línea A. ^{[ 75 ]} Las pruebas de la Línea G se reanudaron en enero de 2018, aunque la Línea A continuó operando bajo una exención. ^{[ 76 ]} La Línea G abrió al servicio de pasajeros el 26 de abril de 2019. ^{[ 77 ]}

El control positivo de trenes se ha implementado en los 63 cruces del Sonoma–Marin Area Rail Transit a lo largo del corredor de pasajeros inicial de 43 millas (69 km) , que comenzó a prestar servicio regular el 25 de agosto de 2017 después de que la FRA diera su aprobación final al sistema PTC de SMART. ^{[ 78 ]} SMART utiliza el sistema E-ATC para su implementación de PTC. ^{[ 79 ]} 

SEPTA recibió la aprobación de la FRA el 28 de febrero de 2016 para implementar el PTC en sus líneas de trenes regionales . ^{[ 80 ]} El 18 de abril de 2016, SEPTA implementó el PTC en la línea Warminster , la primera línea en utilizar el sistema. ^{[ 80 ] [ 81 ]} A lo largo de 2016 y hasta 2017, el PTC se implementó en diferentes líneas de trenes regionales. El 1 de mayo de 2017, las líneas Paoli/Thorndale , Trenton y Wilmington/Newark (todas las cuales operan en vías de Amtrak) recibieron el PTC, siendo las últimas líneas de trenes regionales en recibir el sistema. ^{[ 82 ]}

Metrolink , el sistema ferroviario de cercanías del sur de California involucrado en la colisión de trenes de Chatsworth en 2008 que impulsó la Ley de Mejora de la Seguridad Ferroviaria de 2008 , fue el primer sistema ferroviario de pasajeros en implementar completamente el control positivo de trenes. ^{[ 83 ]} En octubre de 2010, Metrolink adjudicó un  contrato de 120 millones de dólares a PTG para diseñar, adquirir e instalar el PTC. ^{[ 84 ]} PTG diseñó un sistema PTC que utilizaba tecnología GPS para informar la posición a las computadoras a bordo de los trenes, que se comunicaban de forma inalámbrica con las señales de vía y una oficina central. ^{[ 85 ]} Metrolink anticipó poner el PTC en servicio comercial para el verano de 2013. ^{[ 85 ]} Sin embargo, Parsons anunció que la FRA había autorizado a Metrolink a operar el PTC RSD utilizando el I-ETMS de Wabtec en servicio comercial en la línea de San Bernardino en marzo de 2015. ^{[ 86 ]} Metrolink anunció que el PTC se había instalado en todas las millas de derecho de vía de su propiedad para junio de 2015, y estaba trabajando para instalar el sistema en vías compartidas con Amtrak, carga y otros socios ferroviarios de pasajeros. ^{[ 87 ]}

En la década de 1990, Union Pacific Railroad (UP) tuvo un proyecto de colaboración con General Electric para implementar un sistema similar conocido como "Control de Trenes de Precisión". Este sistema habría implicado la operación de bloques móviles , que ajusta una "zona segura" alrededor de un tren en función de su velocidad y ubicación. Las abreviaturas similares a veces han causado confusión sobre la definición de la tecnología. GE abandonó posteriormente la plataforma de Control de Trenes de Precisión. ^{[ 88 ]}

En 2008, un equipo de Lockheed Martin , Wabtec y Ansaldo STS USA Inc. instaló un subsistema ITCS en un segmento de 120 millas de vía de UP entre Chicago y St. Louis. Otras importantes empresas de software, como PK Global y Tech Mahindra , también son algunos de los socios estratégicos de TI en el desarrollo de sistemas PTC. ^{[ 89 ]}

A fecha de 31 de diciembre de 2017  Union Pacific instaló el 99 por ciento, o más de 17,000 millas, del total de millas de ruta con hardware de señalización PTC. Union Pacific ha instalado parcialmente hardware PTC en aproximadamente el 98 por ciento de sus 5,515 locomotoras destinadas a la misma tecnología y ha equipado y puesto en servicio 4,220 locomotoras con hardware y software PTC. Union Pacific también ha instalado el 100 por ciento de las antenas de vía necesarias para soportar el PTC a lo largo del derecho de vía de la compañía. ^{[ 90 ]}

Union Pacific también equipó la locomotora de vapor 4014 con su propio sistema PTC en julio de 2024, instalando el hardware necesario en un nuevo compartimento del ténder. ^{[ 91 ]} Esto permite que la locomotora de vapor participe en la red PTC mientras opera sin asistencia, mientras que desde 2021 dependía del equipo PTC instalado en una locomotora diésel de asistencia.