Tráfico automatizado en vías específicas |
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Operación automática de trenes |
Listas de sistemas de trenes automatizados |
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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]
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]
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]
Grado de automatización | Operación del tren | Descripción y ejemplos | Niveles SAE |
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GoA0 | A la vista | Sin automatización | 0 |
GoA1 | Manual | El maquinista controla el arranque y la parada, el funcionamiento de las puertas y la gestión de emergencias o desvíos repentinos. Las señales que se pasan por alto debido a errores humanos están protegidas por sistemas de protección del tren como el ETCS L1 . [11] | 1 |
GoA2 | Semiautomático (STO) | El arranque y la parada se automatizan mediante sistemas avanzados de protección de trenes como ETCS L2 o 3 , [11] [12] pero un conductor opera las puertas, conduce el tren si es necesario y maneja emergencias. Muchos sistemas ATO son GoA2. En este sistema, los trenes circulan automáticamente de una estación a otra, pero un conductor está en la cabina, con la responsabilidad de cerrar las puertas, detectar obstáculos en la vía frente al tren y manejar situaciones de emergencia. Al igual que en un sistema GoA3, el tren GoA2 no puede funcionar de forma segura sin el miembro del personal a bordo. Los ejemplos incluyen la línea Victoria del metro de Londres y la línea 7 del metro de la ciudad de Nueva York . | 2 |
GoA3 | Vehículos sin conductor (DTO) | El arranque y la parada están automatizados, pero un encargado del tren opera las puertas y conduce el tren en caso de emergencia. En este sistema, los trenes circulan automáticamente de una estación a otra, pero siempre hay un miembro del personal a bordo, responsable de gestionar las situaciones de emergencia. En un sistema GoA3, el tren no puede funcionar de forma segura sin el miembro del personal a bordo. Algunos ejemplos incluyen el Docklands Light Railway . | 3 y 4 |
GoA4 | Sin supervisión (UTO) | El arranque, la parada y el funcionamiento de las puertas están completamente automatizados sin personal a bordo. Se recomienda que las estaciones tengan puertas de malla instaladas en los andenes. En este sistema, los trenes pueden funcionar automáticamente en todo momento, incluido el cierre de puertas, la detección de obstáculos y las situaciones de emergencia. Se puede proporcionar personal a bordo para otros fines, por ejemplo, el servicio al cliente, pero no es necesario para una operación segura. A menudo se proporcionan controles para conducir el tren manualmente en caso de una falla informática. CBTC se considera una tecnología habilitadora básica para GoA4. [11] Los ejemplos incluyen el MRT de Singapur , la línea 5 del metro de Milán , la línea 4 del metro de Milán , la línea C (metro de Roma) , el metro de Turín , el metro de Brescia , las líneas 1, 4 y 14 del metro de París , la línea 9 del metro de Barcelona , el metro de Sídney , las líneas 2 y 3 del metro de Núremberg , el metro de Copenhague , el Honolulu Skyline , las líneas magenta/rosa/gris del metro de Delhi y la línea 11 del Suzhou Rail Transit . | 5 |
Grado de automatización | Descripción y ejemplos |
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GoA1+ | Además de GoA1, existe un sistema de optimización energética del tren a bordo (C-DAS) conectado a través de ETCS . [13] |
GoA2+ | En el caso del metro de Ámsterdam , un GoA2 puede invertirse en GoA4 en las estaciones finales. [14] Esto se indica con un '+'. GoA2+ también está presente en la línea M5 del metro de Bucarest , que utiliza el mismo URBALIS 400 CBTC que Ámsterdam. |
GoA2(+) | Se trata de GoA2 con funciones adicionales relacionadas con el ferrocarril de ancho métrico . [15] |
GoA2.5 | En lugar de un conductor capacitado, un asistente de tren se sienta en la cabina, sin nada que hacer excepto detectar obstáculos y evacuar a los pasajeros. [16] Kyushu Railway Company inició la operación comercial de la operación automática de trenes utilizando el ATS-DK en la línea Kashii (entre las estaciones Nishi-Tozaki y Kashii) a modo de prueba el 24 de diciembre de 2020. El objetivo es lograr GoA3, una forma de "operación sin conductor con un asistente". [17] |
GoA3+ | Un término general para GoA3 y GoA4 que significa reemplazo del conductor humano del tren. [18] Los términos GoA3/4 , GoA3,4 y trenes autónomos se usan como sinónimos. [19] [16] |
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]
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]
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:
Año | Territorio | Incidente |
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1993 | Japón | El 5 de octubre de 1993, un tren automatizado de la línea Nankō Port Town Line se salió de la terminal sur de la línea en la estación Suminoekōen y chocó contra un tope de contención , hiriendo a 217 personas. Se cree que la causa fue un mal funcionamiento en algunos de los relés del equipo ATO de la línea que transmite la señal de comando de freno, lo que provocó que los frenos no funcionaran. [23] Las operaciones se reanudaron el 19 de noviembre de 1993 después de que se instalara y probara el equipo de redundancia en la línea. [24] |
2011 | Porcelana | El 27 de septiembre de 2011, a las 14:51 hora local (06:51 horas UTC ), dos trenes de la línea 10 del metro de Shanghái colisionaron entre la estación de Yuyuan Garden y la estación de Laoximen , hiriendo a entre 284 y 300 personas. Las investigaciones iniciales determinaron que los operadores de los trenes violaron las normas al operar los trenes manualmente después de que una pérdida de energía en la línea provocara que fallaran sus sistemas de ATO y señalización. No se reportaron muertes. [25] |
2015 | México | El 4 de mayo de 2015, alrededor de las 18:00 horas hora local (00:00 horas UTC) [26] durante una fuerte lluvia con granizo, [27] dos trenes chocaron en la estación Oceanía de la Línea 5 del Metro de la Ciudad de México mientras ambos se dirigían a la estación Politécnico . [28] El primer tren, el n.º 4, se encontraba estacionado al final del andén de la estación Oceanía luego de que el conductor informara que una tabla de madera contrachapada estaba obstruyendo las vías. [29] El segundo tren, el n.º 5, salió de la estación Terminal Aérea con el sistema analógico PA-135 ATO encendido a pesar de que se le pidió al conductor que lo apagara y operara el tren manualmente, [30] como lo solicita el protocolo cuando llueve porque los trenes tienen que circular a velocidad reducida. [31] El tren n.º 5 chocó contra el tren n.º 4 a 31,8 km/h (19,8 mph) [30] – el doble del promedio al llegar a los andenes [29] – y dejó doce personas heridas. [32] |
2017 | Singapur | Accidente ferroviario de Joo Koon : el 15 de noviembre de 2017, aproximadamente a las 08:30 horas, hora local (00:30 horas UTC), un tren C151A de la línea Este-Oeste de SMRT chocó por detrás a otro tren C151A en la estación MRT de Joo Koon en Singapur, lo que provocó 38 heridos. En ese momento, la línea Este-Oeste estaba en proceso de reemplazar su señalización de bloque fijo Westinghouse ATC anterior y el sistema ATO asociado por el sistema de señalización de bloque móvil Thales SelTrac CBTC . A uno de los trenes involucrados se le quitó una función de protección de seguridad cuando pasó por un circuito de señalización defectuoso como solución a un error de software conocido, lo que "reventó" la burbuja de señalización y provocó la colisión. [33] |
2017 | India | Antes de que el primer ministro viajara en el tren y unos días antes de la inauguración, el tren estaba pasando por pruebas ATO en el Depósito Kalindi Kunj. Cuando el tren se acercaba al tope, chocó contra los topes y descarriló, chocando contra la pared frontal. La pared finalmente fue reparada con ladrillos. Sin embargo, finalmente se descubrió que los frenos no eran aplicados por el tren de manera predeterminada durante la operación. [34] Esto llevó a que los trenes fueran controlados por los conductores hasta 2024, retrasando las operaciones completas de UTO por siete años. |
2019 | Hong Kong | Un incidente similar al anterior ocurrió en la línea MTR Tsuen Wan en Hong Kong el 18 de marzo de 2019, cuando dos EMU M-Train de MTR se estrellaron en la sección de vía de cruce entre Admiralty y Central mientras MTR estaba probando una nueva versión del sistema de control de trenes SelTrac destinado a reemplazar el sistema de señalización SACEM existente de la línea . No había pasajeros a bordo de ninguno de los trenes, aunque los operadores de ambos trenes resultaron heridos. [35] Antes de que se hubiera limpiado el lugar del accidente, todos los trenes de la línea Tsuen Wan terminaban en Admiralty en lugar de Central. El mismo proveedor también proporcionó un sistema de señalización similar en Singapur , lo que resultó en el accidente ferroviario de Joo Koon en 2017. [36] En julio de 2019, el Departamento de Servicios Eléctricos y Mecánicos (EMSD) publicó un informe de investigación sobre el incidente y concluyó que un error de programación en el sistema de señalización SelTrac provocó que el sistema ATP funcionara mal, lo que provocó la colisión. [37] |
2021 | Malasia | 2021 Colisión del LRT Kelana Jaya en Kuala Lumpur , en la que 213 personas resultaron heridas. [38] |
2022 | Porcelana | El 22 de enero de 2022, un pasajero mayor quedó atrapado entre la puerta del tren y la puerta mosquitera en la estación de Qi'an Road de la línea 15 (metro de Shanghái) . Al ver la situación, el personal accionó incorrectamente el sistema de control de la puerta del tren, lo que permitió que la puerta mosquitera se aislara sin detectarla, lo que provocó que el tren funcionara durante un breve tiempo y hiriera fatalmente al pasajero atrapado. [39] |
Nombre | Año de inicio | Fin de año | Descripción | País | Volumen |
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SMARAGT | 1999 | Automatización del metro de Núremberg [40] | Alemania | ||
RUBÍN | 2001 | Automatización del metro de Núremberg [41] | Alemania | ||
COMPAS I | 2001 | Operación sin conductor en ferrocarriles de línea principal [42] | Alemania | 4,85 millones de euros [43] | |
Autopista | 2010 | 2014 | Trenes autónomos en líneas ferroviarias regionales existentes [44] | Austria | 2,5 millones de euros [44] |
RCA | 2010 | Prevención de colisiones sin instalaciones permanentes [45] | Alemania | ||
Bloqueo KI | 2021 | 2024 | IA segura para el ferrocarril [46] | Alemania | 2,47 millones de euros [43] |
INTELIGENTE 2 | 2019 | 2022 | Sistema avanzado integrado de detección de obstáculos e intrusiones en la vía para la automatización inteligente del transporte ferroviario [47] | UE | 1,7 millones de euros [47] |
tren seguro | 2022 | Desarrollo de trenes automatizados con inteligencia artificial [48] | Alemania | 24 millones de € | |
Tren automatizado | 2023 | Preparación y estacionamiento de trenes totalmente automatizados [49] | UE | 42,6 millones de euros [50] | |
R2DATO | 2023 | De Rail to Digital a la automatización del funcionamiento del tren hasta la autonomía [51] | UE | 160,8 millones de € |
En octubre de 2021 se puso en marcha en 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 los 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 introdujo 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 probarían 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]
Está previsto que el metro de Viena esté equipado con ATO en el año 2023 en la nueva línea U5.
Todas las líneas construidas para el nuevo metro de Sídney funcionarán sin conductor y sin personal presente.
A partir de 2012, el metro de Toronto se sometió a mejoras de señalización 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 se equipó 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]
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