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Un sistema de bloqueo de señalización (o sistema de bloqueo ) es un mecanismo de seguridad que se encuentra principalmente en los ferrocarriles y que se utiliza para evitar colisiones entre trenes. Los sistemas de bloqueo dividen la vía en segmentos fijos ("bloques") mediante señales, sensores u otros equipos, y un tren puede ocupar un bloque a la vez. [ 1 ] Esto garantiza que un tren siempre tenga tiempo para detenerse antes de acercarse peligrosamente a otro tren en la misma vía. El sistema de bloqueo se conoce en el Reino Unido como método de trabajo , en los EE. UU. como método de operación y en Australia como trabajo seguro .
Los sistemas de bloqueo también se encuentran comúnmente en grandes montañas rusas que pueden operar dos o más trenes simultáneamente. Los frenos se utilizan habitualmente para detener un tren de montaña rusa cuando es necesario.
Ventajas y desventajas
Debido a las largas distancias de frenado de los trenes, los sistemas de bloqueo evitan de forma segura que un tren colisione con otro, al garantizar que exista una distancia mínima determinada entre ellos.
Los bloqueos evitan estos problemas al garantizar una distancia mínima entre trenes, una distancia que asegura que cualquier tren que opere dentro de los límites de velocidad y carga tenga tiempo de detenerse antes de alcanzar al tren que le precede. Existen muchas maneras de implementar un sistema de este tipo.
Una desventaja de los sistemas de bloques es que limitan el número de trenes en una ruta determinada al número de bloques. Dado que la ruta tiene una longitud fija, aumentar el número de trenes requiere crear más bloques y más cortos, y los trenes tendrían que circular a menor velocidad para detenerse con seguridad. [ a ] En consecuencia, el número y el tamaño de los bloques están estrechamente relacionados con la capacidad total de la ruta y no se pueden modificar fácilmente, ya que se requerirían costosas alteraciones en las señales a lo largo de la línea.
Métodos de señalización de bloqueo
Funcionamiento con horario estricto
La mayoría de las rutas ferroviarias presentan una disposición natural de bloques, inherente al diseño de las estaciones . Esto permite implementar un sistema de bloqueo mediante señalización manual en dichas estaciones. En este caso, el operador de la estación coloca una bandera que indica que un tren acaba de salir y la retira solo después de un tiempo determinado.
Los trenes operan según un horario estricto y, por lo tanto, no pueden salir de una estación hasta la hora prevista y hasta que hayan llegado todos los demás trenes con los que debían encontrarse en esa estación. Si un tren se retrasa, todos los trenes con los que tiene previsto encontrarse también se retrasan. Esto puede afectar rápidamente a todos los trenes de la red ferroviaria.
Este método no está autorizado para su uso en muchos sistemas ferroviarios de alto tráfico porque es potencialmente inseguro y altamente ineficiente.
Horario y orden de trenes
Popular en las líneas de vía única de Norteamérica hasta la década de 1980, el sistema de órdenes de tren era menos un sistema de bloqueo y más un sistema para determinar qué trenes tendrían prioridad de paso cuando sus movimientos entraran en conflicto. Los trenes utilizaban un plan operativo predeterminado, conocido como horario, que se basaba en puntos de cruce fijos, a menudo denominados estaciones. Las modificaciones al plan operativo provenían de un despachador de trenes en forma de órdenes de tren, transmitidas a los trenes a través de intermediarios conocidos como agentes u operadores en las estaciones de órdenes de tren.
Este método no está autorizado actualmente para su uso en el Reino Unido. Un sistema similar, conocido como Orden de Telégrafo y Cruce , se utilizó en el siglo XIX, pero tras tres graves colisiones frontales en la década de 1870 ( Menheniot , Ferrocarril de Cornualles, 1873; Thorpe , Ferrocarril del Gran Este, 1874; Radstock , Ferrocarril de Somerset y Dorset, 1876) su uso fue condenado.
En Norteamérica, el sistema de órdenes de tren se implementaba a menudo sobre otros sistemas de bloqueo cuando estos últimos debían ser reemplazados. Por ejemplo, donde se implementaba el bloqueo manual o automático, las órdenes de tren se utilizaban para autorizar movimientos en bloques ocupados, en contra del flujo de tráfico o cuando no existía un flujo de tráfico establecido.
Un tren en funcionamiento
Un tren en funcionamiento (con personal del tren)
Si una línea secundaria de vía única es un callejón sin salida con un servicio de tren lanzadera sencillo, basta con una sola ficha. El conductor de cualquier tren que entre en la línea secundaria (o que ocupe cualquier parte de ella) debe llevar la ficha, y no es posible colisionar con otro tren. Para facilitar su intercambio, la ficha solía tener forma de bastón, normalmente de 800 mm de largo y 40 mm de diámetro, y se la conoce como bastón de tren . Dicho bastón puede ser de madera con una placa de latón que indique el tramo de vía en el que es válido, o bien puede tener forma de llave.
En la terminología británica, este método de trabajo se conocía originalmente como One Engine in Steam (OES, por sus siglas en inglés) .
Un tren en funcionamiento (sin personal de tren)
Una variante moderna del sistema de operación de un solo tren funciona sin personal de tren. En estas líneas, la autorización para entrar en la bifurcación recae exclusivamente en el maquinista, quien, una vez pasada la señal de entrada controlada, la mantiene en "peligro" (y la señal no puede volver a activarse) hasta que el tren de servicio, en su viaje de regreso, haya operado secuencialmente dos circuitos de vía al inicio de la bifurcación. No se requiere detección continua de trenes en la bifurcación. La seguridad está garantizada por el circuito de enclavamiento, y si se produce un fallo en el circuito de vía, se debe activar una operación de emergencia especial a cargo del maquinista.
Bloque de token
La autorización para ocupar un bloque se otorga mediante la posesión física de una ficha por parte del personal del tren, la cual se obtiene de tal manera que se garantice que solo un tren circule por un tramo de vía a la vez.
Personal ferroviario ordinario (OTS)
Un conductor que se acercaba a un tramo de vía única recibía la ficha y la usaba como autorización para entrar en el tramo bloqueado. Devolvía la ficha al final del tramo. Esto causaba problemas si un tren iba seguido de otro en la misma dirección, ya que el personal no estaría en el extremo correcto después del primer tren.
Personal de tren ordinario y billete (OTST o (OTS&T)
Por lo tanto, se amplió el protocolo para el personal de mantenimiento de trenes (OTS): si un tren iba a ser seguido por otro en la misma dirección, se le debía mostrar la ficha al conductor del primer tren, pero sin que este la tomara en su poder (en teoría, debía tocarla físicamente, pero esto no se cumplía estrictamente). Se le entregaba una autorización escrita para entrar en el tramo de vía única, denominada billete . A continuación, podía continuar su marcha, devolviendo el billete al final del tramo, y un segundo tren podía seguirlo con el personal de mantenimiento en su poder.
Sistema de bloqueo manual
La autorización para ocupar un bloque se transmite a los trenes mediante señales de vía controladas manualmente por operadores humanos que siguen diversos procedimientos para comunicarse con otras estaciones de bloqueo y garantizar la separación de los trenes.
Bloque de telégrafos
Used on multiple track sections whereby the passage of trains from one point to the next is controlled by instruments connected by telegraph wires. In the simplest case with three signal boxes on a stretch of line without junctions, the central of the three boxes will receive a request for a train to be accepted, the signaller will set any relevant points (turnouts) and signals and signal acceptance, and then request acceptance by the next signal box along the line. When the train has passed, the signals behind it will be set back to danger and the signaller will inform the next signal box when the train has left the section. These messages are conveyed by telegraph instruments with a key that is pressed to sound a bell at the remote signal box. Such systems, such as absolute block signalling, were developed in the nineteenth century and are still used extensively in Britain and Australia.[2]
Telephonic block
In this system, the occupation of a given section of track between two stations is agreed between its station masters, via telephone. For greater safety there can be additional layers of protection; for example, a regulating post, with supervisory powers connected to all the stations in a line; timetable (Portugal); and/or computer assistance (France).
Portugal, Spain and France still use this system on at least some main lines, although the total length of track governed by this system is decreasing rapidly due to its labour intensity and its inherent perceived lack of safety, relying as it does primarily on human communication (sometimes involving more than just the two station masters at each end of the block) and simple railway interlockings at the stations.
En Portugal, el bloqueo telefónico fue el principal sistema de seguridad en toda la red ferroviaria nacional hasta mediados de la década de 1990. Así, evolucionó para intentar proporcionar múltiples niveles de seguridad en líneas de vía única muy transitadas con diversos tipos de trenes, aunque a costa de una mayor dotación de personal. En el sistema portugués, si bien la autoridad sobre el movimiento de trenes en las líneas principales es responsabilidad exclusiva de las estaciones a lo largo de dichas líneas, un puesto regulador las supervisa y, en caso de desacuerdo, instruye a las estaciones sobre cómo debe organizarse el tráfico. Por otro lado, cada horario de trenes indica claramente todas las interacciones con otros trenes (por ejemplo, cruces con otros trenes; trenes que adelantan; trenes que los adelantan) en las estaciones donde deben producirse dichas interacciones. Cualquier desviación de esto —derivada, por ejemplo, de retrasos o trenes adicionales— debe comunicarse por escrito a las tripulaciones de los trenes. A pesar de la práctica general de que, cuando dos trenes se cruzan, ambos se detienen en la estación más cercana, este sistema permite buenas velocidades medias para trenes rápidos, similares a las de una línea de señalización automática. Sin embargo, si se producen retrasos menores que luego se multiplican, pueden surgir retrasos mayores al activarse el modo de seguridad adicional del sistema (es decir, el laborioso proceso administrativo de actualizar las instrucciones de movimiento de trenes para reflejar los cambios en los patrones de cruce). Dichos retrasos no ocurrirían, al menos no por la misma razón, en una línea con señalización automática.
En general, el sistema presupone que un bloque está cerrado; es decir, se debe obtener autorización antes de que un tren pueda entrar en un bloque en una estación de camino a otra. Sin embargo, en Francia, en vías múltiples, el bloque suele estar abierto en tramos de vía unidireccionales. Es decir, una vez que una estación confirma que un tren anterior ha salido del bloque, el siguiente tren que circula en la misma dirección puede entrar inmediatamente en él, y el jefe de estación de la estación de entrada informa a la estación de salida de la hora en que el tren entró en el bloque.
Bloque sin token
Este es un sistema para uso en ferrocarriles de vía única, que no requiere ni el uso de fichas ni la detección continua de trenes a lo largo del tramo. La señalización está diseñada de tal manera que las señales de control solo permiten que un tren entre en la línea a la vez. El señalero en el extremo opuesto del tramo debe comprobar visualmente que todo el tren haya salido del tramo y no se haya dividido, confirmando que el tren esté «completo con luz trasera». [ 3 ]
Señalización de bloqueo automático
La señalización automática de bloqueo utiliza una serie de señales automatizadas, normalmente luces o banderas, que cambian su apariencia en función del movimiento de los trenes al pasar por un sensor. Este es, con diferencia, el tipo de sistema de bloqueo más común a partir de 2018.,Se utilizan en casi todo tipo de ferrocarril, desde sistemas de transporte rápido hasta líneas ferroviarias principales. Existe una gran variedad de sistemas, y aún mayor variedad de señales, pero todas funcionan prácticamente igual.
Al igual que los sistemas de bloqueo manual descritos anteriormente, los sistemas automáticos dividen la ruta en bloques fijos. Al final de cada bloque, se instala un conjunto de señales, junto con un sensor en la vía. Cuando un tren pasa por el sensor, las señales se activan para mostrar el indicador de "bloque ocupado" en ambos extremos del bloque. En la mayoría de los sistemas, las señales no vuelven inmediatamente al indicador de "bloque libre" cuando el tren se marcha; en su lugar, existe algún tipo de retardo mecánico que mantiene el indicador de "bloque ocupado" o, más comúnmente, muestra la advertencia de "proceda con precaución".
Bloques móviles
En lo que respecta a la seguridad, el factor clave es la distancia de frenado de un tren y la distancia a la que puede detectar a otro. Los bloqueos no implementan este concepto directamente, sino un sistema de señalización que garantiza que el tren con peor rendimiento en una línea tenga tiempo suficiente para detenerse. Esto implica que cualquier tren con mejor capacidad de frenado se ve obligado a circular a velocidades inferiores a su máxima, a menos que todos los trenes de una línea determinada sean idénticos.
El problema principal radica en que un tren no puede ver a otro con suficiente antelación para detenerse. Sin embargo, esto no ocurre con los trenes equipados con algún tipo de sistema de comunicación entre trenes. En este caso, cualquier tren puede mantener una distancia segura con respecto a los demás, sin necesidad de barreras fijas. Estos sistemas de barreras móviles se han popularizado desde que la tecnología necesaria comenzó a desarrollarse en la década de 1970.
En estos sistemas, cualquier tren en la ruta puede escuchar las señales de los demás trenes y, a continuación, moverse de forma que dispongan de la distancia suficiente para detenerse. Los primeros sistemas de bloqueo móvil utilizaban un cable tendido a lo largo de la vía. Los trenes empleaban la inductancia magnética para inyectar señales en la línea que indicaban su ubicación. El cable también podía proporcionar dicha ubicación de diversas maneras, que eran captadas por un sensor a bordo del tren. Los sistemas más modernos pueden utilizar sistemas de localización externos, como el Sistema de Posicionamiento Global (GPS) o indicadores en la vía, y enviar los datos entre los trenes mediante diversos métodos basados en radio.
La ventaja de los sistemas de bloques móviles es que no hay un número fijo de trenes en la línea, ya que no hay bloques fijos. Esto puede mejorar considerablemente la capacidad de la ruta, como se vio en las líneas Jubilee y Northern del metro de Londres , donde las mejoras realizadas para los Juegos Olímpicos de Verano de 2012 aumentaron la capacidad en aproximadamente un 50 %. [ 4 ]
Historia
El primer uso del sistema de bloqueo probablemente se dio en 1839, cuando se instaló un telégrafo Cooke y Wheatstone en el túnel Clay Cross del ferrocarril North Midland . Los instrumentos telegráficos fueron reemplazados en 1841 por otros específicos para el sistema de bloqueo. En 1842, William Fothergill Cooke , quien había construido el sistema Clay Cross, publicó Telegraphic Railways or the Single Line, en el que propuso el sistema de bloqueo para uso general como una forma más segura de operar en vías únicas . Anteriormente, la separación de trenes se basaba únicamente en horarios estrictos, que no podían contemplar eventos imprevistos. [ 5 ] En 1898, Martin Boda describió una teoría de maniobras para sistemas de bloqueo. [ 6 ] [ 7 ]
Véase también
Notas
- ↑ Esto supone que los trenes en sí no cambian. Un contraejemplo es el Tren de Pasajeros Avanzado , que fue diseñado específicamente con potentes frenos para operar a alta velocidad dentro de un trazado de bloques de velocidad relativamente baja.
Referencias
- ^ Kichenside y Williams 2008 , págs. 73–88.
- ↑ "Boletín". Sociedad Histórica Ferroviaria Australiana. Marzo de 1961. págs. 43–51 .
- ↑ "Estándar del Grupo Ferroviario GK/RT0051" (PDF) . RGSOnline.co.uk . pág. D1. Archivado del original (PDF) el 20 de noviembre de 2008.
- ↑ Mylius, Andrew (09-10-2003). "Finalmente se implementan las señales de bloqueo móvil en la línea Jubilee" . New Civil Engineer .
- ↑ Kieve, Jeffrey L., El telégrafo eléctrico: una historia social y económica , págs. 33–34, David and Charles, 1973 OCLC 655205099 .
- ^ Boda, Martín (1898). "Die Schaltungstheorie der Blockwerke" [ La teoría de la conmutación de los sistemas de bloques ] . Organ für die Fortschritte des Eisenbahnwesens in technischer Beziehung - Fachblatt des Vereins deutscher Eisenbahn-Verwaltungen (en alemán). Neue Folge XXXV ( 1-7 ). Wiesbaden, Alemania: CW Kreidel's Verlag: 1– 7, 29– 34, 49– 53, 71– 75, 91– 95, 111– 115, 133– 138.(Nota: Esta serie de siete artículos fue republicada en un libro de 91 páginas en 1899 con un prólogo de Georg Barkhausen ).
- ↑ Klir, George Jiří (mayo de 1972). «Notaciones de referencia del capítulo 1». Introducción a la metodología de los circuitos de conmutación (1.ª ed.). Binghamton, Nueva York, EE. UU.: Litton Educational Publishing, Inc. / D. van Nostrand Company . pág. 19. ISBN 0-442-24463-0. LCCN 72-181095 . C4463-000-3. (xvi+573+1 páginas)
Fuentes
- Kitchenside, Geoffrey; Williams, Alan (2008). Dos siglos de señalización ferroviaria (2.ª ed. revisada). Oxford Publishing Company. ISBN 978-0-86093-672-5.
- Vanns, Michael A. (2012). «La revolución de la señalización en la década de 1870». Señalización en la era del vapor . abc (2.ª ed.). Hersham, Surrey, Reino Unido: Ian Allan. ISBN 978-0-7110-3536-2.
- Sistemas de bloqueo de señalización ferroviaria