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Operación automática de trenes

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

En la imagen se muestra la cabina de un tren Kawasaki–CRRC Sifang T251 que presta servicio en la línea Thomson–East Coast de Mass Rapid Transit en Singapur. Esta línea funciona bajo la ATO GoA 4, que se controla automáticamente sin personal a bordo.

El grado de automatización se indica mediante 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 conductor presente para mitigar los riesgos asociados con fallas o emergencias. La automatización sin conductor se utiliza principalmente en sistemas de tránsito con guías automatizadas donde es más fácil garantizar la seguridad debido a vías aisladas. Los trenes completamente automatizados para ferrocarriles de línea principal son un área de investigación. [4] Los primeros experimentos sin conductor en la historia de la automatización de trenes se remontan a la década de 1920. [5]

Grados de automatización

Diagrama que representa los diferentes niveles de automatización posibles en los ferrocarriles.
Esquema de funcionamiento del 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 los trenes. [6] [7] [8] Estos niveles se corresponden con la clasificación automotriz SAE J3016 : [9] [10]

Tipos adicionales

Funcionamiento de la ATO

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

Muchos sistemas modernos están conectados con la protección automática de trenes (ATP) y, en muchos casos, con el control automático de trenes (ATC), donde las operaciones normales de señalización , como la configuración de la ruta y la regulación de los trenes, las lleva a cabo el sistema. 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 la potencia y la marcha por inercia durante el movimiento y el tiempo de permanencia en la estación , para cumplir con un horario definido. [ cita requerida ]

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

El tren se acerca a la estación con señales claras, por lo que puede realizar un recorrido normal. Cuando llega a la primera baliza (que en un principio era un cable en forma de bucle y ahora suele ser un transpondedor fijo), el tren recibe una orden de frenado de la estación. El ordenador de a bordo calcula la curva de frenado para poder detenerse en el punto correcto y, a medida que el tren se acerca al andén, la curva se actualiza varias veces (lo que varía de un sistema a otro) para garantizar la precisión. [20]

Cuando el tren se ha detenido, verifica que los frenos estén 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, el ATO abrirá las puertas. Después de un tiempo establecido, predeterminado o variado por el centro de control según sea necesario, el ATO cerrará las puertas y reiniciará automáticamente el tren si se completa el circuito de comprobación de puertas cerradas. Algunos sistemas también tienen puertas de malla en el andén. El ATO también proporcionará una señal para que se abran una vez que haya completado el procedimiento de verificación a bordo. Aunque aquí se describe como una función del 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, ATO acelerará el tren a su velocidad de crucero, le permitirá avanzar por inercia hasta la siguiente baliza de comando de frenado de la estación y luego frenará hasta la siguiente estación, asumiendo que no hay 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 error
  2. Aumento de la capacidad mediante un mayor uso de las vías ferroviarias existentes
  3. Reducción de los costes operativos. El metro de París redujo sus costes operativos en el caso de GoA 4 en un 30 %. [22]
  4. Aumentar la confiabilidad general del servicio
  5. Mejorar la gestión de flotas y la flexibilidad del servicio
  6. Aumentar la eficiencia energética

Accidentes e incidentes que involucran a ATO

Si bien se ha demostrado que el ATO reduce drásticamente las posibilidades de errores humanos en la operación ferroviaria, se han producido algunos accidentes notables relacionados con los sistemas ATO:

Proyectos de investigación de la ATO

Futuro

En octubre de 2021 se puso en marcha en la ciudad de Hamburgo (Alemania) el proyecto piloto del «primer tren automatizado sin conductor del mundo» en vías regulares compartidas con el resto del tráfico ferroviario . Según los informes, la tecnología de trenes convencionales, de vía estándar y no metropolitanos, podría implementarse teóricamente para el transporte ferroviario en todo el mundo y, además, es sustancialmente más eficiente energéticamente . [52] [53]

El ATO se introducirá en las líneas Circle , District , Hammersmith & City y Metropolitan del metro de Londres en 2022. El ATO se utiliza en partes de Crossrail . Los trenes de la sección central de Londres de Thameslink fueron los primeros en utilizar el ATO en la red ferroviaria principal del Reino Unido [54] con ETCS Nivel 2.

En abril de 2022, JR West anunció que probarán el ATO en un tren Shinkansen de la serie W7 de 12 vagones utilizado en el Hokuriku Shinkansen en el patio de material rodante general de Hakusan durante 2022. [55]

El metro de Viena estará equipado con ATO en 2023 en la nueva línea U5.

Todas las líneas que se están construyendo para el nuevo metro de Sídney funcionarán sin conductor y sin personal presente.

Desde 2012, el metro de Toronto ha estado realizando mejoras en las señales para poder utilizar ATO y ATC durante la próxima década. [56] Se han completado los trabajos en los tramos de la línea Yonge–University . [57] 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 circulará sin conductor por el patio. [58] Se propone que la Línea Ontario tenga un sistema sin conductor GoA4 y se inaugure en 2030. [59]

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

En 2025, AŽD Praha reanudará los servicios regulares de pasajeros sin conductor en la línea de Kopidlno a Dolní Bousov . [60]

Véase también

Referencias

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Enlaces externos

Pruebas del sistema de detección de obstáculos en trenes, proyecto Robotrain, AZD Praha