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Operación automática de trenes

La operación automática de trenes ( ATO ) es un método de operar trenes automáticamente donde el conductor no está obligado o no requiere supervisión como máximo. [1] Alternativamente, ATO se puede definir como un subsistema dentro del control automático del tren , que realiza cualquiera o todas las funciones como parada programada, ajuste de velocidad, operación de puertas y similares asignadas al operador del tren. [2]

El grado de automatización viene indicado por el Grado de Automatización (GoA), hasta GoA4 en el que el tren se controla automáticamente sin personal a bordo. [3] En la mayoría de los sistemas para grados inferiores de automatización hasta GoA2, hay un factor presente para mitigar los riesgos asociados con fallas o emergencias. La automatización sin conductor se utiliza principalmente en sistemas de tránsito automatizados de vías guía donde es más fácil garantizar la seguridad debido a las vías aisladas. Los trenes totalmente automatizados para las líneas principales son un área de investigación. [4] Los primeros experimentos sin conductor en la historia de la automatización ferroviaria se remontan a la década de 1920. [5]

Grados de automatización

Un diagrama que representa los diferentes niveles de automatización posibles en los ferrocarriles.
Esquema de operación de ETCS Nivel 3 como ejemplo para GoA2

Según la Asociación Internacional de Transporte Público (UITP) y la norma internacional IEC 62290-1, existen cinco Grados de Automatización (GoA) de trenes. [6] [7] [8] Estos niveles se corresponden con la clasificación automotriz SAE J3016 : [9] [10]

Tipos adicionales

Operación de la ATO

Prueba inicial de ATO en un tren R22 en la vía 4 del 42nd Street Shuttle (derecha) en 1962.

Muchos sistemas modernos están vinculados con la protección automática de trenes (ATP) y, en muchos casos, con el control automático de trenes (ATC), donde el sistema lleva a cabo las operaciones de señalización normales , como el establecimiento de rutas y la regulación de trenes. Los sistemas ATC y ATP trabajarán juntos para mantener un tren dentro de una tolerancia definida de su horario. El sistema combinado ajustará marginalmente los parámetros operativos, como la relación entre potencia y marcha libre en movimiento y el tiempo de permanencia de la estación , para cumplir con un horario definido. [ cita necesaria ]

Mientras que ATP es el sistema de seguridad que garantiza un espacio seguro entre trenes y proporciona una advertencia suficiente sobre cuándo detenerse. ATO es la parte "no relacionada con la seguridad" de la operación del tren relacionada con las paradas y arranques de las estaciones, e indica la posición de parada del tren una vez que la ATP ha confirmado que la línea está despejada. [ cita necesaria ]

El tren se acerca a la estación con señales claras, por lo que puede realizar un rodaje normal. Cuando llega a la primera baliza (originalmente un cable en bucle, ahora normalmente un transpondedor fijo), el tren recibe una orden de freno de la estación. La computadora de a bordo calcula la curva de frenado para permitirle detenerse en el punto correcto y, a medida que el tren avanza hacia el andén, la curva se actualiza varias veces (que varía de un sistema a otro) para garantizar la precisión. [20]

Cuando el tren se ha detenido, verifica que tiene los frenos aplicados y comprueba que se ha detenido dentro de los bucles de habilitación de puertas. Estos bucles verifican la posición del tren con respecto al andén y de qué lado deben abrirse las puertas. Una vez completado todo esto, la ATO abrirá las puertas. Después de un tiempo establecido, predeterminado o variado por el centro de control según sea necesario, la ATO cerrará las puertas y reiniciará automáticamente el tren si el circuito de prueba de puertas cerradas está completo. Algunos sistemas también tienen puertas mosquiteras en la plataforma. La ATO también proporcionará una señal para que se abran una vez que haya completado el procedimiento de verificación a bordo. Aunque se describe aquí como una función ATO, la habilitación de puertas en las estaciones a menudo se incorpora como parte del equipo ATP porque se considera un sistema "vital" y requiere los mismos procesos de validación de seguridad que el ATP. [20]

Una vez que se completa la operación de la puerta, la ATO acelerará el tren a su velocidad de crucero, le permitirá avanzar por inercia hasta la siguiente baliza de comando de freno de la estación y luego frenará en la siguiente estación, suponiendo que no haya intervención del sistema ATP. [20]

Ventajas de GoA3+

En 2021, el Departamento de Transporte de Florida financió una revisión realizada por científicos de la Universidad Estatal de Florida , la Universidad de Talca y la Universidad Politécnica de Hong Kong , que mostró las siguientes ventajas de los trenes autónomos: [21]

  1. Eliminación de fuentes humanas de errores
  2. Aumento de la capacidad mediante una mayor utilización de las vías ferroviarias existentes
  3. Reducción de costos operativos. El Metro de París redujo sus costes operativos en el caso de GoA 4 en un 30%. [22]
  4. Aumento de la confiabilidad general del servicio
  5. Mejorar la gestión de flotas y la flexibilidad del servicio
  6. Aumento de la eficiencia energética

Accidentes e incidentes relacionados con la ATO

Si bien se ha demostrado que la ATO reduce drásticamente la posibilidad de errores humanos en la operación ferroviaria, ha habido algunos accidentes notables que involucran sistemas ATO:

Proyectos de investigación de la ATO

Futuro

En octubre de 2021, se lanzó en la ciudad de Hamburgo , Alemania , el proyecto piloto del "primer tren automatizado y sin conductor del mundo" en vías regulares compartidas con otro tráfico ferroviario . Según los informes, la tecnología convencional de trenes de vía estándar y no metropolitana podría implementarse teóricamente para el transporte ferroviario en todo el mundo y además es sustancialmente más eficiente desde el punto de vista energético . [44] [45]

ATO se introducirá en las líneas Circle , District , Hammersmith & City y Metropolitan del metro de Londres para 2022. ATO se utiliza en partes de Crossrail . Los trenes de la sección Thameslink del centro de Londres fueron los primeros en utilizar ATO en la red ferroviaria principal del Reino Unido [46] con ETCS Nivel 2.

En abril de 2022, JR West anunció que probarán ATO en un tren Shinkansen de la serie W7 de 12 vagones utilizado en el Hokuriku Shinkansen en el Patio General de Material Rodante de Hakusan durante 2022. [47]

El U-Bahn de Viena estará equipado con ATO en 2023 en la nueva línea U5.

Todas las líneas que se construyen para el nuevo Metro de Sydney funcionarán sin conductor y sin personal presente.

Desde 2012, el metro de Toronto ha estado experimentando mejoras en las señales para poder utilizar ATO y ATC durante la próxima década. [48] ​​Se han completado los trabajos en los tramos de la línea Yonge-Universidad . [49] La parte subterránea de la Línea 5 Eglinton estará equipada con ATC y ATO en 2022. La parte subterránea utilizará un sistema GoA2, mientras que la instalación de mantenimiento y almacenamiento de Eglinton utilizará un sistema GoA4 y viajará sin conductor por el patio. [50] Se propone que la Línea Ontario tenga un sistema sin conductor GoA4 y se abrirá en 2030. [51]

Desde marzo de 2021, la SNCF y la región de Hauts-de-France han iniciado una experimentación con una Clase Regio 2N francesa , equipada con sensores y software  [fr] (fr).

Ver también

Referencias

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