Los Sistemas de Seguridad y Protección Ferroviaria

Hoy hablaremos sobre los sistemas de seguridad ferroviaria desde el prisma de la evolución del ferrocarril. Como resultado de esta evolución surge la necesidad de transportar cada vez más viajeros entre dos puntos y, en el menor tiempo posible.

Dado que los sistemas de señalización únicamente tenían equipamiento en vía, recae en el maquinista la seguridad en la conducción respetando las indicaciones de las señales. Al aumentar la velocidad, esta tarea cada vez resultaba más complicada. Esto hizo necesario desarrollar sistemas de control y mando que asistiesen a los maquinistas en la conducción segura de los trenes: nace la señalización en cabina…

ASFA

Aparecen en primer lugar los sistemas de ATP (Automatic Train Protection) puntuales, como el ASFA (Anuncio de Señales y Frenado Automático), el cual se puede definir como un sistema de ayuda a la conducción, ya que proporciona al conductor información en cabina de la indicación de la siguiente señal y aplica los frenos de emergencia si el tren rebasa una señal en rojo. No asegura la detención del tren ante la señal, pudiendo ser ésta rebasada, por lo que no evita totalmente los accidentes.

El sistema ASFA basa su funcionamiento en el envío, a través de balizas situadas en la vía, a pie de señal y en una posición previa a la misma de 300 metros, la información correspondiente al aspecto de dicha señal.

El maquinista debe reconocer esa indicación y actuar en consecuencia. En caso de que no actúe, se le aplica automáticamente el freno de emergencia. Al estar localizada la baliza a una distancia inferior a la distancia de frenado del tren, no garantiza que no se rebase la señal en rojo.

El sistema ASFA se utiliza actualmente en España en numerosas líneas de ancho convencional, con velocidades de hasta 200 km/h, así como sistema de protección de respaldo de todas las líneas de alta velocidad Españolas.

Sistemas de ATP de Información Continua:

La lógica evolución de los sistemas de protección del tren, nos lleva al desarrollo de sistemas que supervisen la velocidad del tren de forma continua y proporcionen al maquinista información del punto de parada y de la velocidad máxima que debe llevar en cada momento.

En caso de sobrepasar esta velocidad, el propio sistema aplicará los frenos de servicio o de emergencia, dependiendo del caso. Con estos sistemas no es posible rebasar una señal en rojo, por lo que se evitan totalmente los accidentes.

LZB (Linienzugbeeinflussung):

El LZB tiene su origen en Alemania y se utiliza como sistema de protección en la línea de Alta Velocidad Madrid-Sevilla. Se trata de un sistema ATP bidireccional, centralizado y con supervisión continua, es decir, recibe y envía información de/a vía y dispone de un puesto central que gobierna el sistema completo.

Ofrece una gran seguridad y altas prestaciones en explotación. Como desventajas principales, no intercambia una gran cantidad de datos y resulta poco económico.

El maquinista recibe información continuamente en la cabina de la situación del tren que le precede, la velocidad máxima permitida y velocidad real, y el estado de la transmisión de datos. Se pueden introducir datos en el sistema relacionados con la longitud del tren, su velocidad máxima y régimen de frenado.

A diferencia del sistema ASFA, la transmisión de datos se realiza a través cables instalados a lo largo de la vía.

ERTMS (European Railway Traffic Management System):

El ERTMS nace con la idea de gestionar de manera única y uniforme todo el tráfico ferroviario europeo. Permitiría un tránsito de trenes en Europa sencillo y seguro mediante el uso de un sistema ATP común.

La interoperabilidad es la característica clave del ERTMS. Por un lado permite que un tren dotado de un equipo de a bordo de ERTMS de cualquier fabricante sea capaz de recorrer tramos de vía equipados con equipos ERTMS de otros fabricantes. Por otro lado, el comportamiento del equipo de protección siempre es el mismo bajo las mismas circunstancias.

El sistema ERTMS se construye con un conjunto de equipos embarcados en el tren y un conjunto de equipos fijos instalados en la vía.

Los principales componentes del sistema ERTMS que se instalan sobre la vía en posiciones fijas son los siguientes:

– Eurobaliza

– Unidad Electrónica de Vía (LEU – Lineside Equipment Unit)

– Euroloop

– Módulo de Interfaz modular de elementos descentralizados (MSTT)

– Radio Block Center (RBC)

Los principales componentes embarcados de los que hablábamos son los siguientes:

– EVC (European Vital Computer)

– Odómetro Tacogenerador

– Odómetro con sensor radar

– DMI (Driver Machine Interface)

– Registrador Jurídico o JRU (Juridical Recorder Unit)

– Antena de lectura de Eurobalizas

– Sistema de Euroradio (GSM-R)

En la siguiente entrega veremos, con más detalle, cada uno de estos componentes del sistema ERTMS y dichos componentes embarcados.

Además de ERTMS de niveles 1, 2 y 3 (que veremos en la siguiente entrega) existe el ERTMS Nivel STM (Specific Transmission Module):

El Nivel STM se creó para que los trenes equipados con el equipo de a bordo ERTMS sean capaces de operar en áreas en las que actualmente hay instalado un sistema ATP. Permite implantar la tecnología ERTMS de una manera progresiva en aquellos lugares en los que tanto el material rodante, como el equipo de vía, ya soportan un sistema ATP. Debe asegurar la misma funcionalidad a la proporcionada en su caso por el sistema ATP que emule.

Por definición, no puede ser interoperable, dado que cada STM tiene una funcionalidad específica. Sin embargo, sí que es necesario asegurar que cualquier tren equipado con el equipo de a bordo de ERTMS es capaz de comunicarse con cualquier equipo STM. Por ello, ha sido necesario definir detalladamente el interfaz entre el STM y el equipo de a bordo en el tren. Dicho interfaz define a nivel de detalle las informaciones a intercambiar con los diferentes elementos ERTMS.

Como se ha comentado, la funcionalidad del Nivel STM ha de ser la misma que la del sistema ATP correspondiente. No obstante, hay una serie de reglas que son comunes, como son el arranque de equipos, transición a y desde zonas STM, manejo del DMI…

En cuanto a la explotación, la mayor diferencia es la posibilidad que se ofrece de usar el DMI como interfaz con el maquinista cuando se está operando el Nivel STM. Esto proporciona gran flexibilidad (particularmente en caso en el que haya varios STM a bordo).

Transición entre niveles ERTMS:

Dado que como ya se ha comentado, una línea ferroviaria puede estar equipada con distintos niveles ERTMS, se hace necesario definir de manera interoperable el paso de un Nivel de operación a otro.

Toda transición está compuesta por un anuncio y una orden de transición. Dependiendo del tipo de transición, será necesario o no el reconocimiento de dicha transición por parte del maquinista.

El anuncio de transición está compuesto por la siguiente información:

– Nivel o lista de niveles al que se transita

– Distancia al punto de transición

– Área de reconocimiento

En el anuncio se puede dar una lista de niveles a transitar con un orden de prioridad. El equipo de a bordo ERTMS elegirá el nivel de operación más prioritario que pueda cumplir. El anuncio de transición se puede recibir desde balizas o desde el RBC.

Por otro lado, la orden de transición está compuesta por la misma información que el anuncio, excepto la distancia al punto de transición y sólo se puede recibir a través de balizas.

Al recibir la orden de transición, el equipo de a bordo ERTMS transitará al nuevo nivel de operación. La ingeniería en vía ha de asegurar que, en el momento en el que se haya transitado, el equipo de a bordo ERTMS disponga de nueva información para usar en el nuevo nivel.

Este artículo forma parte de uno de los temas de Especialización Universitaria en Diseño, Construcción y Mantenimiento de Infraestructuras Ferroviarias