El control de tráfico centralizado ( CTC ) es una forma de señalización ferroviaria que se originó en América del Norte. El CTC consolida las decisiones de ruta de los trenes que antes eran llevadas a cabo por los operadores de señales locales o las propias tripulaciones de los trenes. El sistema consta de una oficina centralizada del despachador de trenes que controla los enclavamientos ferroviarios y los flujos de tráfico en partes del sistema ferroviario designadas como territorio del CTC. Una característica distintiva del CTC es un panel de control con una representación gráfica del ferrocarril. En este panel, el despachador puede realizar un seguimiento de las ubicaciones de los trenes en todo el territorio que controla. Los ferrocarriles más grandes pueden tener varias oficinas de despachador e incluso varios despachadores para cada división operativa. Estas oficinas suelen estar ubicadas cerca de los patios o estaciones más concurridos , y sus cualidades operativas pueden compararse con las torres de tráfico aéreo .
La clave del concepto de CTC es la noción de control de tráfico tal como se aplica a los ferrocarriles norteamericanos. Los trenes que se desplazan en direcciones opuestas por la misma vía no pueden adelantarse sin una infraestructura especial, como apartaderos y cambios de vía , que permita que uno de los trenes se aparte del camino. Inicialmente, las únicas dos formas en que los trenes podían organizar tales interacciones era organizarlas de alguna manera con antelación o proporcionar un enlace de comunicaciones entre la autoridad para los movimientos de los trenes (el despachador) y los propios trenes. Estos dos mecanismos de control serían formalizados por las compañías ferroviarias estadounidenses en un conjunto de procedimientos denominados operación de órdenes de tren , que más tarde se automatizaron parcialmente mediante el uso de señales de bloqueo automático (ABS).
El punto de partida de cada sistema era el horario de los ferrocarriles , que formaba 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 tomar en los cruces. Sin embargo, si los movimientos de los trenes no se desarrollaban según lo planeado, el horario no representaba la realidad y el intento de seguir el horario impreso podía dar lugar a errores de ruta o incluso a accidentes. Esto era especialmente común en las líneas de vía única que comprendían la mayoría de los kilómetros de ruta ferroviaria en América del Norte. Los "encuentros" predefinidos podían dar lugar a grandes retrasos si alguno de los trenes no se presentaba o, peor aún, un tren "adicional" que no figuraba en el horario podía sufrir una colisión frontal con otro tren que no lo esperaba.
Por lo tanto, el funcionamiento de los horarios se complementó con órdenes de tren, que sustituyeron a las instrucciones del horario. Desde la década de 1850 hasta mediados del siglo XX, las órdenes de tren se telegrafiaban en código Morse por un despachador a una estación local , donde las órdenes se escribían en formularios estandarizados y se proporcionaba una copia a la tripulación del tren cuando pasaban por esa estación, instruyéndoles a tomar ciertas acciones en varios puntos por delante: por ejemplo, tomar un apartadero para encontrarse con otro tren, esperar en un lugar específico para recibir más instrucciones, llegar más tarde de lo programado o muchas otras acciones. El desarrollo del Control de Tráfico Directo por radio o teléfono entre despachadores y tripulaciones de trenes hizo que las órdenes telegráficas quedaran en gran medida obsoletas en la década de 1970.
Cuando la densidad del tráfico lo justificara, se podrían proporcionar múltiples vías, cada una con un flujo de tráfico definido por horarios, lo que eliminaría la necesidad de frecuentes "encuentros" al estilo de una sola vía. Los trenes que circulasen en sentido contrario a este flujo de tráfico seguirían necesitando órdenes de tren, pero los demás trenes no. Este sistema se automatizó aún más mediante el uso de la señalización automática de bloqueo y torres de enclavamiento que permitían la configuración eficiente y a prueba de fallos de rutas en conflicto en los cruces y que mantenían a los trenes que se seguían entre sí separados de forma segura. Sin embargo, cualquier vía que admitiera trenes que circulasen en ambas direcciones, incluso con protección ABS, requeriría una protección adicional para evitar la situación de que dos trenes se aproximaran en la misma sección de la vía. Tal escenario no solo representa un riesgo para la seguridad, sino que también requeriría que un tren invirtiera la dirección hasta el punto de paso más cercano . [ cita requerida ]
Antes de la llegada del CTC, existían varias soluciones a este problema que no requerían la construcción de múltiples vías de una sola dirección. Muchos ferrocarriles occidentales 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 de paso "cayeran" a una posición de parada, impidiendo así que entraran los trenes opuestos. [ cita requerida ] En áreas de mayor densidad de tráfico, a veces se establecía una operación bidireccional entre torres de enclavamiento tripuladas . Cada sección de vía bidireccional tendría una palanca de control de tráfico asociada para establecer la dirección del tráfico en esa vía. A menudo, ambas torres tendrían que 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 mostrarían de acuerdo con las condiciones de la vía y las señales en contra del flujo de tráfico siempre se configurarían en su aspecto más restrictivo. Además, ningún tren podría dirigirse a una sección de la vía en contra de su flujo de tráfico y las palancas de tráfico no podrían cambiarse hasta que la sección de la vía estuviera libre de trenes. Tanto el control de tráfico manual como el control de tráfico APB seguirían requiriendo órdenes a los trenes en determinadas situaciones, y ambos requerirían compensaciones entre los operadores humanos y la granularidad del control de la ruta.
La solución definitiva al costoso e impreciso sistema de órdenes de trenes fue desarrollada por la compañía General Railway Signal como su tecnología registrada de "Control de Tráfico Centralizado". Su primera instalación en 1927 fue en un tramo de 40 millas del Ferrocarril Central de Nueva York entre Stanley, Toledo y Berwick, Ohio , con la máquina de control CTC ubicada en Fostoria, Ohio . [1] 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 escritas a los trenes. En cambio, el despachador de trenes podía ver directamente las ubicaciones de los trenes y controlar eficientemente los movimientos del tren mostrando señales y controlando los interruptores. También fue diseñado para mejorar la seguridad al informar cualquier ocupación de la vía ( ver circuito de vías ) a un operador humano y evitar automáticamente que los trenes ingresen a una vía en contra del flujo de tráfico establecido.
Lo que diferenciaba a las máquinas CTC de las máquinas de enclavamiento estándar y del ABS era que el hardware de enclavamiento vital se encontraba en la ubicación remota y la máquina CTC solo mostraba el estado de la vía y enviaba comandos a las ubicaciones remotas. Un comando para mostrar una señal requería que el enclavamiento remoto estableciera el flujo de tráfico y verificara que hubiera una ruta despejada a través del enclavamiento. Si un comando no se podía llevar a cabo debido a la lógica del enclavamiento, la pantalla no cambiaba en la máquina CTC. Este sistema proporcionaba el mismo grado de flexibilidad que el control de tráfico manual anterior, pero sin el costo y la complejidad asociados con proporcionar un operador tripulado al final de cada segmento de ruta. Esto era especialmente cierto para las líneas poco utilizadas que nunca podrían justificar tanta sobrecarga .
Inicialmente, la comunicación se realizaba mediante cables dedicados o pares de cables , pero más tarde esto fue reemplazado por sistemas de código de pulso que utilizaban un único enlace de comunicaciones común y una tecnología de telecomunicaciones basada en relés similar a la utilizada en los cambios de barras transversales . Además, en lugar de solo mostrar información sobre los trenes que se acercaban y pasaban por enclavamientos , la máquina CTC mostraba el estado de cada bloque entre enclavamientos, donde anteriormente dichas secciones se habían considerado " territorio oscuro " (es decir, de estado desconocido) en lo que respecta al despachador. El sistema CTC permitiría que el flujo de tráfico se estableciera en muchas secciones de la vía por una sola persona en una sola ubicación, así como el control de los cambios y señales en los enclavamientos, que también llegaron a denominarse puntos de control . [2]
Las máquinas CTC comenzaron como pequeñas consolas en torres existentes que solo operaban algunos enclavamientos remotos cercanos y luego crecieron para controlar cada vez más territorio, lo que permitió cerrar torres con menos 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 bloque como intermediarios. A fines del siglo XX, los sistemas de control y visualización electromecánicos 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.
El CTC utiliza señales ferroviarias para transmitir las instrucciones del despachador a los trenes. Estas toman la forma de decisiones de ruta en puntos controlados que autorizan a un tren a continuar o detenerse. La lógica de señalización local determinará en última instancia la señal exacta que se mostrará en función del estado de ocupación de la vía y la ruta exacta que debe tomar el tren, por lo que la única entrada requerida del sistema CTC es la instrucción de continuar o no continuar.
Las señales en el territorio de CTC son de dos tipos: una señal absoluta , que es controlada directamente por el despachador de trenes y ayuda a diseñar los límites de un punto de control, o una señal intermedia , que es controlada automáticamente por las condiciones de la vía en el bloque de esa señal y por la condición de la señal siguiente. Los despachadores de trenes no pueden controlar directamente las señales intermedias y, por lo tanto, casi siempre quedan excluidas de la pantalla de control del despachador, excepto como una referencia inerte.
La mayoría de los puntos de control están equipados con interruptores eléctricos de control remoto. Estos interruptores suelen ser interruptores de control dual , ya que pueden ser controlados de forma remota por el despachador del tren o accionando manualmente una palanca o bomba en el propio mecanismo del interruptor (aunque generalmente se requiere el permiso del despachador del tren para hacerlo). Estos interruptores pueden conducir a un apartadero de paso , o pueden adoptar la forma de un cruce , que permite el movimiento a una vía adyacente, o un "desvío" que dirige un tren a una vía (o ruta) alternativa.
Aunque algunos ferrocarriles todavía dependen de pantallas electrónicas iluminadas y controles manuales más antiguos y simples, en las implementaciones modernas, los despachadores dependen de sistemas computarizados similares a los sistemas de control de supervisión y adquisición de datos ( SCADA ) para ver la ubicación de los trenes y el aspecto, o visualización, de las señales absolutas. Por lo general, estas máquinas de control evitarán que el despachador otorgue a dos trenes una autoridad conflictiva sin necesidad de que primero falle el comando en el enclavamiento remoto. Los sistemas informáticos modernos generalmente muestran una maqueta muy simplificada de la vía, que muestra las ubicaciones de las señales absolutas y los apartaderos. La ocupación de la vía se muestra mediante líneas en negrita o de colores superpuestas a la pantalla de la vía, junto con etiquetas para identificar el tren (generalmente el número de la locomotora líder). Las señales que el despachador puede controlar se representan como en Parada (generalmente en rojo) o "mostradas" (generalmente en verde). Una señal mostrada es una que no muestra Parada y el aspecto exacto que ve la tripulación no se informa al despachador.
La primera instalación de CTC en Australia se puso en servicio en septiembre de 1957 en la línea Glen Waverley en los suburbios de Melbourne . Con una longitud de 6 millas (9,7 km), fue instalada por Victorian Railways como prototipo para el proyecto estándar del noreste . [3]
En junio de 1959, los Ferrocarriles del Gobierno de Australia Occidental completaron la instalación de la primera aplicación a gran escala de CTC en Australia, en el Ferrocarril Sudoeste de 3 pies 6 pulgadas ( 1067 mm ) , que une Perth con Bunbury . Una vez completado, ese sistema CTC cubrió la porción de 39 millas (63 km) de la línea de vía única entre Armadale , en las afueras del sureste de Perth, y Pinjarra , más al sur. [4] : 36–38
Desde entonces, el CTC se ha implementado ampliamente en las principales líneas ferroviarias interestatales.
El CTC se instaló por primera vez en Nueva Zelanda entre Taumarunui y Okahukura en la línea principal de la Isla Norte, con mucho tráfico , en 1938, seguido por el Te Kuiti - Puketutu en 1939, y desde Tawa Flat hasta Paekākāriki en la línea Kapiti en 1940, y se extendió desde Paekākāriki hasta Paraparaumu en 1943; la continuación del control de tabletas en la sección corta de vía única habría requerido estaciones de tabletas tripuladas con un jefe de estación y tres porteadores (de tabletas) en cada extremo de la sección (ver Unión Norte-Sur ). A esto le siguió en la NIMT Puketutu- Kopaki en 1945, entre Frankton, Hamilton y Taumarunui de 1954 a 1957; y desde Te Kauwhata hasta Amokura en 1954.
En otras líneas, el CTC se instaló entre Upper Hutt y Featherston en 1955 y entre St Leonards y Oamaru en etapas desde 1955 hasta 1959. El CTC se completó entre Hamilton y Paekākāriki en el NIMT el 12 de diciembre de 1966.
En la línea principal sur, el CTC se instaló desde Rolleston hasta Pukeuri al norte de Oamaru en la línea principal sur en etapas desde 1969 hasta su finalización en febrero de 1980. La instalación más antigua de CTC desde St Leonards hasta Oamaru fue reemplazada en etapas por el Control de autorización de vía en 1991 y 1992.
Las instalaciones más recientes de CTC se completaron en agosto de 2013 en la MNPL desde Marton a Aramoho y desde Dunedin a Mosgiel y en la línea Taieri Gorge hasta North Taieri a fines de 2015.
La construcción de vías controladas por CTC es significativamente más costosa que la de vías no señalizadas, debido a la electrónica y los mecanismos de seguridad necesarios. El CTC se implementa generalmente en áreas de alto tráfico donde el menor costo operativo debido a una mayor densidad de tráfico y el ahorro de tiempo superan el costo de capital. La mayor parte de las vías de BNSF Railway y Union Pacific Railroad funcionan bajo CTC; las partes que son generalmente líneas de tráfico más liviano funcionan bajo el Control de autorización de vía (BNSF y UP) o el Control de tráfico directo (UP). [ cita requerida ]
Recientemente, los costos de los CTC han disminuido a medida que nuevas tecnologías, como los enlaces de datos por microondas, satélite y ferrocarril, han eliminado la necesidad de líneas de postes de alambre o enlaces de fibra óptica. Estos sistemas están comenzando a llamarse sistemas de gestión de trenes. [ cita requerida ]