KarTrak , a veces KarTrak ACI ( Automatic Car Identification ) o simplemente ACI, era un sistema de código de barras de colores diseñado para identificar automáticamente vagones de ferrocarril y otro material rodante . KarTrak se convirtió en un requisito en América del Norte en 1967, pero los problemas técnicos llevaron al abandono del sistema alrededor de 1977.
Los ferrocarriles han tenido problemas para rastrear los vagones de ferrocarril a lo largo de sus vastas redes, un problema que empeoró con el aumento del crecimiento de los sistemas y el movimiento de vagones de una red a otra a través de intercambiadores . El vagón de un ferrocarril podía terminar a mil millas de distancia en las vías de otra compañía. Esto no tenía en cuenta la flota cada vez mayor de vagones de ferrocarril de propiedad privada, de empresas como TrailerTrain y Union Tank Car Company , que poseían flotas enormes de vagones de ferrocarril, pero en realidad no eran ferrocarriles. Llevaba tiempo localizar un vagón perdido, y a menudo era necesario que los trabajadores recorrieran los patios ferroviarios para observar los vagones hasta que lo localizaran.
En 1959, David Jarrett Collins se acercó a su empleador GTE Sylvania para utilizar un sistema informático recientemente desarrollado junto con escáneres para rastrear vagones de ferrocarril. [1] La idea se inspiró en los veranos de Collins en la universidad, donde trabajó para el ferrocarril de Pensilvania . [1] Durante la primera parte de la década de 1960, el equipo del Laboratorio de Investigación Aplicada de Sylvania se reunió con representantes de varios ferrocarriles para obtener información sobre sus necesidades y deseos de un sistema de seguimiento de vagones. Las características y aspectos de diseño deseados por los ferrocarriles incluían: [1]
Las pruebas de desarrollo de KarTrak se llevaron a cabo en 1961 en el ferrocarril Boston & Maine , utilizando trenes de pasajeros y un tren de grava que no salía de la red ferroviaria de Boston & Maine. [1] El uso de trenes que siempre estuvieron confinados en Boston & Maine permitió realizar pruebas, refinamientos y demostraciones del sistema KarTrak de manera sencilla, ya que los vagones equipados con el sistema siempre estaban cerca y se conocían sus movimientos. [1]
Sylvania se movió pronto para vender KarTrak a sistemas ferroviarios más pequeños y "cautivos". [1] Los ferrocarriles cautivos [a] , como los utilizados para suministrar carbón a una central eléctrica en un sistema aislado, eran un entorno privilegiado, ya que los problemas causados por vagones no equipados con KarTrak no ocurrirían debido a la falta de vagones que entraran o salieran del ferrocarril, y todos los vagones eran propiedad del ferrocarril en cuestión y, por lo tanto, podían equiparse con etiquetas. En tres años, 50.000 vagones de ferrocarril fueron equipados con etiquetas KarTrak. [1] Esto tenía un doble propósito, permitiendo a Sylvania generar dinero para invertir en un mayor desarrollo del sistema, al mismo tiempo que negaba un punto de apoyo a los sistemas de seguimiento de vagones de la competencia.
KarTrak también se publicitó en publicaciones ferroviarias como Fortune y The Wall Street Journal en anuncios grandes de página completa que promocionaban los beneficios monetarios y de eficiencia. [2] [3]
A mediados y fines de la década de 1960, los ferrocarriles de América del Norte comenzaron a buscar un sistema que les permitiera identificar automáticamente los vagones y otro material rodante. Gracias a los esfuerzos de la Asociación de Ferrocarriles Estadounidenses (AAR), varias empresas desarrollaron sistemas de identificación automática de equipos (AEI). La AAR seleccionó cuatro sistemas para realizar pruebas de campo exhaustivas:
Todos esos sistemas, excepto el sistema RFID, tenían etiquetas que se montaban en cada lado del vagón y un escáner al lado de la vía. [1]
Tras desacuerdos con Sylvania sobre el potencial futuro de KarTrak, Collins se marchó en 1968 para formar su propia empresa y continuar con la investigación y el desarrollo de escáneres y códigos de barras. [1] [5]
Después de las pruebas de campo iniciales, los sistemas ACI KarTrak de ABEX, Wabco y GTE fueron seleccionados para una prueba de precisión directa en el ferrocarril de Pensilvania , en Spruce Creek, Pensilvania . El sistema KarTrak fue declarado ganador y seleccionado por la AAR como estándar. [1]
A partir de 1967, la AAR exigió a todos los propietarios de vagones de ferrocarril que instalaran etiquetas ACI en sus vagones. En 1970, aproximadamente el 86% de los 2 millones de vagones de carga de ferrocarril llevaban una placa ACI, y algunos ferrocarriles habían completado el etiquetado de sus vagones de carga. Doce ferrocarriles habían completado la instalación de aproximadamente 50 escáneres ACI en las vías. [6]
En 1972, GTE Sylvania decidió abandonar el campo del seguimiento de vagones ferroviarios y vendió KarTrak a Servo Corporation of America. [7]
En 1975, el 90% de todos los vagones de ferrocarril estaban etiquetados. La tasa de lectura era de aproximadamente el 80%, lo que significa que después de siete años de servicio, el 10% de las etiquetas habían fallado por razones como daños físicos y acumulación de suciedad. La acumulación de suciedad era más evidente en los vagones de plataforma que tenían etiquetas montadas en la parte baja.
La AAR había reconocido, a partir de sus pruebas de campo, que la inspección periódica y el mantenimiento de las etiquetas serían requisitos para mantener un alto nivel de legibilidad de las mismas. Se instituyeron normas para la inspección y reparación de las etiquetas cada vez que un vagón de ferrocarril estuviera en el taller de reparación, lo que en promedio ocurría cada dos años. El programa de mantenimiento nunca logró un nivel suficiente de cumplimiento. Sin mantenimiento, la tasa de lectura no mejoró y el sistema KarTrak fue abandonado en 1977.
Incluso hacia el final y después de la desaparición de KarTrak, el desarrollo de mejoras basadas en el sistema continuó, con tres patentes emitidas en 1976, 1977 y 1982 que se basaban en la tecnología KarTrak, una para una etiqueta variable que podía señalar un problema con el automóvil, como un automóvil frigorífico que estaba demasiado caliente, una etiqueta ACI autolimpiante y un "objetivo óptico" tridimensional como otro intento de eliminar el problema conocido con las etiquetas sucias. [8] [9] [10]
En noviembre de 1977, la Asociación de Ferrocarriles Estadounidenses publicó un breve informe técnico que señalaba varios problemas con KarTrak: frecuentes imprecisiones en los datos, etiquetas ACI que llegaban al final de su vida útil y requerían reemplazo, y falta de adopción universal dentro de la industria ferroviaria. Se llevaría a cabo una votación ponderada de todos los ferrocarriles de intercambio, ponderada en función de la propiedad de los vagones, para decidir si se eliminarían los requisitos de ACI. [11] El resultado de esta votación fue eliminar el requisito de instalar etiquetas ACI. La decisión fue abrumadora, con un margen de 5 a 1. [12] A pesar de afirmar en su informe técnico que la insatisfacción con ACI "no significaría que la industria ferroviaria estuviera dando un paso atrás en la utilización de los vagones, o la eficiencia operativa o en la adopción de tecnología moderna". de este fracaso, la industria ferroviaria no buscó seriamente otro sistema para identificar vagones hasta mediados de la década de 1980. [12] [3]
Las etiquetas KarTrak ACI consistían en una placa con 13 etiquetas horizontales dispuestas en vertical que también se entienden como líneas de datos, que podían tener 13 formas diferentes. Estas etiquetas, o símbolos, representan los dígitos individuales del 0 al 9, el número 10 como característica adicional para la línea de suma de comprobación y las etiquetas "START" y "STOP" que hacían referencia a la posición de la línea vertical de la etiqueta. [13] Las representaciones actuales de las etiquetas a menudo nombran primero el color superior y luego el color inferior.
En la práctica, se ha descubierto que hay un número significativo de casos en los que el conjunto de etiquetas no se ha realizado correctamente o en los que la aplicación de las etiquetas presenta errores, como una rotación de 180°, mientras que, como regla general, las franjas azules de START y STOP habrían tenido que apuntar hacia la izquierda con una orientación hacia el centro de la etiqueta. En particular, la selección de colores y el orden de secuencia de STOP parecen ser el objeto de tales errores, lo que conduce a errores de decodificación y a la necesidad de soluciones alternativas para el decodificador en este campo, lo que efectivamente debilita el sistema. Incluso algunos materiales publicitarios de los primeros tiempos expusieron tales defectos. También se dice que las etiquetas de suma de comprobación a veces eran incorrectas, e incluso el propio conjunto de etiquetas presentaba algunas variaciones con respecto al número impreso.
- = no usado / reservado
blanco = patrón de cuadros blanco/negro también conocido como cuadros
Las etiquetas, también conocidas como líneas de datos, tenían dos franjas horizontales que juntas representaban un único símbolo de información. Los colores utilizados para las franjas eran azul, blanco, rojo y negro. Esto hace un total de 16 combinaciones, de las cuales solo se utilizaron 12 en el área central, excluyendo simplemente el negro como color inferior. Por razones de sensor, el color blanco se atenuó con un tablero de ajedrez negro para que coincidiera aproximadamente con la intensidad del rojo y el azul que eran luz detectada a través de filtros de color.
Las etiquetas son 5 cada una+3 ⁄ 4 pulgadas (15 cm) de ancho y 1 pulgada (2,5 cm) de alto. Con un espacio vertical de 3 ⁄ 8 pulgadas (0,95 cm) entre las etiquetas se logró una altura total de 17,5 pulgadas (44 cm). Las etiquetas se podían fijar directamente al costado del automóvil, pero generalmente se aplicaban a placas oscuras, que luego se remachaban a cada lado del automóvil. [14]
Las etiquetas estaban hechas de una lámina de plástico retrorreflectante recubierta de un tinte rojo o azul para proporcionar filtros de color distinguibles. El material retrorreflectante proporcionaba una señal óptica clara que podía leerse a una distancia de entre 2,7 y 3,7 m (9 y 12 pies) y que se distinguía fácilmente de las demás marcas del vagón. Las áreas blancas proporcionaban una respuesta óptica tanto roja como azul al lector y estaban marcadas con puntos para que su brillo fuera aproximadamente el mismo que el de una franja roja o azul.
Las etiquetas de inicio y fin se rellenaron parcialmente, de modo que el haz de escaneo del lector se centrara en ellas antes de que fueran reconocidas. Esto garantizaba que toda la etiqueta estuviera centrada y tuviera las mejores posibilidades de ser leída con precisión.
Las etiquetas deben leerse de abajo a arriba:
El primer dígito del propietario del equipo (línea 2) marca el tipo de equipo: 0 para propiedad del ferrocarril, 1 para propiedad privada o 6 para equipo sin ingresos.
El número del vagón se rellena con ceros a la izquierda, si es necesario. En el caso de las locomotoras, la línea 6 es el tipo de unidad y la línea 7, el número de sufijo.
El dígito de control se calcula de la siguiente manera: cada dígito de un número se multiplica por dos elevado a la posición de la etiqueta menos dos . De esta forma, el primer dígito (línea 2) se multiplica por 1, el segundo por 2, el tercero por 4, el cuarto por 8 y así sucesivamente, hasta el décimo, que se multiplica por 512. La suma de todos estos números módulo 11 es el dígito de control. [13]
El código del furgón de cola que aparece en la imagen de arriba se puede decodificar como Inicio 8350199918 Parada 5. Esto significa que se trata de un vagón con código de equipamiento número 8, código de propiedad 350, que lo cataloga como vagón del Ferrocarril Central de Illinois , [15] vagón número 199918, con un dígito de control de 5.
Las etiquetas se colocaron en ambos lados de todo el equipo ferroviario, incluidas las locomotoras, los vagones de pasajeros y los furgones de cola . Las etiquetas debían estar despejadas y no podían tener nada como escaleras, barandillas o asideros entre ellas y el escáner. Cuando se colocaban en vagones de ferrocarril con [16] Para las superficies curvas de los vagones cisterna, estaba disponible una etiqueta ACI de gran tamaño, conocida como "panel de rango extendido". Las rayas retrorreflectivas en estos paneles eran 3,5 pulgadas (89 mm) más altas que las rayas estándar. [16]
Los lectores eran escáneres ópticos, similares a los escáneres de códigos de barras que se utilizan hoy en día para los artículos de códigos de barras de las tiendas minoristas. Las distancias y velocidades de escaneo implicaban que la electrónica de procesamiento debía ser de última generación para su época. Se colocaban a lo largo de las vías ferroviarias, a menudo en la entrada y salida de un patio de maniobras y en los cruces principales, separados de las vías para que las etiquetas pasaran por la zona de lectura, a una distancia de entre 2,7 y 3,7 m del escáner y con la abertura del escáner a 2,90 m por encima de la cabeza de la vía. [17]
Los escáneres estaban alojados en cajas de metal del tamaño de un minirrefrigerador, de 24 x 24 x 12 pulgadas (610 x 610 x 300 mm). [17] Consistían en una fuente de luz de arco de xenón colimada de 100-200 vatios dispuesta coaxialmente con fototubos de detección de rojo y azul. La disposición óptica coaxial proporcionaba una detección óptima de las etiquetas retrorreflectivas. Esta fuente óptica y el haz de detección se dirigían a una gran rueda giratoria con espejo (de 8 a 14 pulgadas o de 20 a 36 cm) que proporcionaba el escaneo vertical del vagón. El movimiento del tren proporcionaba el escaneo horizontal. Aunque el sistema podía capturar etiquetas a 60 millas por hora (97 km/h), a menudo las velocidades eran mucho menores. [18]
Las señales de vídeo analógicas del escáner se pasaban a una caseta de equipamiento ferroviario cercana donde se encontraban los componentes electrónicos de procesamiento y computación. [19] [20] Los primeros sistemas eran circuitos discretos y lógicos y solo proporcionaban una lista codificada en ASCII de las etiquetas que pasaban por el escáner. Estas se enviaban a los operadores ferroviarios para su seguimiento manual o integración con sus sistemas informáticos. Los sistemas de lectura posteriores se acoplaron con minicomputadoras de la era ( Digital Equipment Corporation PDP-8 ) y se integraron sistemas de seguimiento y pesaje más elaborados. A veces, estos incluían muchos sensores de entrada de patios ferroviarios, para la posición de los cambios de vía, el paso de vagones y sensores de cojinetes de ruedas calientes. Algunos de los sistemas más productivos y, por lo tanto, de mayor duración se instalaron en aplicaciones ferroviarias cautivas que transportaban mercancías a granel desde las minas hasta la fundición, donde el peso de los vagones individuales cargados y descargados rastreaba el inventario a granel.
El sistema KarTrak requería demasiado mantenimiento para ser práctico. Hasta el 20% de los vagones no se leían correctamente. Además, ACI no tenía ningún sistema o red centralizada, ni siquiera dentro de las compañías ferroviarias. La información recopilada de los escáneres en la vía se imprimía con pocos medios para buscar información más allá de revisar pilas de papeleo. El personal administrativo se frustró por la creciente tasa de errores. Estos problemas llevarían al abandono por parte de la ARR, que suspendió el requisito de que los vagones tuvieran etiquetas KarTrak. Entre 1967 y 1977, la industria ferroviaria gastó 150 millones de dólares en KarTrak, y hasta el 95% de los vagones tenían códigos de barras. [3]
Los vagones de ferrocarril que estuvieron en servicio antes de 1977 continuaron llevando etiquetas KarTrak, y las etiquetas todavía se observaron en los vagones de carga en la década de 2000. [21] Estas etiquetas han desaparecido con el tiempo debido a una combinación de repintado, revisión general y retiro de vagones, particularmente debido a la Regla 88 y 90 de la AAR, que restringen el uso de vagones de ferrocarril construidos antes del 1 de julio de 1974 a una vida útil de 40 años, que expiró para la mayoría de los vagones a mediados de la década de 2010. Los vagones construidos a partir del 1 de julio de 1974 están sujetos a una vida útil de 50 años, con retiros obligatorios que comienzan en 2024. [22] [23]
Se probaron versiones de la tecnología KarTrak en otros campos. A fines de la década de 1960, la autopista New Jersey Turnpike exploró el sistema como una forma de facturar a los vehículos que usaban la autopista de peaje , así como de identificar el vehículo. Una computadora calcularía el peaje a pagar y se enviaría una factura al conductor. [24] Al igual que la versión original de KarTrak, los vehículos estarían equipados con una etiqueta de aproximadamente 3 por 7 pulgadas (76 por 178 mm) que sería escaneada por una cámara en las cabinas de peaje .
En 1984, Computer Identics Corporation, la empresa de Collins tras su salida de GTE Sylvania, demandaría a Southern Pacific Transportation, junto con otras tres empresas, alegando que habían actuado en una conspiración para socavar intencionalmente KarTrak, a favor de un sistema en el que Southern Pacific había estado trabajando llamado TOPS . La demanda finalmente no tuvo éxito, ya que el jurado encontró que no había evidencia de una conspiración, lo que luego se confirmó en apelación. [25]
{{cite book}}: CS1 maint: DOI inactivo a partir de septiembre de 2024 ( enlace )(Enlace web adicional: Biblioteca Digital ACM - Computadoras en el transporte.Regla 88 y 90
Vagones con más de 40 años de antigüedad medidos a partir del año de construcción original...