Control de señalización

En un sistema de transporte ferroviario , el control de señalización es el proceso mediante el cual se ejerce control sobre los movimientos de los trenes mediante señales ferroviarias y sistemas de bloqueo para garantizar que los trenes operen de manera segura, por la ruta correcta y en el horario adecuado . El control de señalización se ejercía originalmente a través de una red descentralizada de puntos de control que se conocían por una variedad de nombres, incluyendo caja de señales (internacional y británica), torre de enclavamiento (Norteamérica) y cabina de señales (algunos ferrocarriles, por ejemplo, GCR ). Actualmente, estos sistemas descentralizados se están consolidando en centros de señalización a gran escala u oficinas de despacho . Cualquiera sea la forma, el control de señalización proporciona una interfaz entre el operador de señales humano y el equipo de señalización junto a la línea . El aparato técnico utilizado para controlar los cambios de agujas, señales y sistemas de bloqueo se llama enclavamiento .

Originalmente, toda la señalización se hacía por medios mecánicos . Los puntos y las señales se operaban localmente desde palancas o manijas individuales, lo que requería que el señalero caminara entre las diversas piezas del equipo para colocarlas en la posición requerida para cada tren que pasaba. En poco tiempo, se entendió que el control debía concentrarse en un edificio, que llegó a conocerse como cabina de señales. La cabina de señales proporcionaba un espacio seco y con clima controlado para la compleja mecánica de enclavamiento y también para el señalero. El diseño elevado de la mayoría de las cabinas de señales (que dio origen al término "torre" en América del Norte) también proporcionaba al señalero una buena vista del ferrocarril bajo su control. El primer uso de una cabina de señales fue por parte del London & Croydon Railway en 1843 para controlar el cruce con Bricklayers Arms en Londres. ^[1]

Con el desarrollo práctico de la energía eléctrica, la complejidad de una caja de señales ya no estaba limitada por la distancia que una palanca mecánica podía hacer funcionar un conjunto de puntos o una señal de semáforo a través de una conexión física directa (o el espacio requerido por dichas conexiones). Los puntos de conmutación y dispositivos de señalización operados por energía expandieron enormemente el territorio en el que un solo punto de control podía operar desde varios cientos de metros hasta varios kilómetros. ^[2] A medida que se desarrolló la tecnología de la lógica de relés eléctricos , ya no fue necesario que los señaleros operaran dispositivos de control con ningún tipo de lógica mecánica. Con el salto a la lógica totalmente electrónica, la presencia física ya no fue necesaria y los puntos de control individuales se pudieron consolidar para aumentar la eficiencia del sistema.

Otro avance que fue posible gracias a la sustitución del control mecánico por sistemas totalmente eléctricos fue que la interfaz de usuario del señalero se pudo mejorar para aumentar aún más la productividad. El menor tamaño de los interruptores y pulsadores eléctricos puso más funciones al alcance de un señalero individual. La tecnología de establecimiento de rutas automatizó el establecimiento de agujas y rutas individuales a través de cruces concurridos. Las pantallas de video computarizadas eliminaron por completo la interfaz física, reemplazándola por una interfaz de apuntar y hacer clic o una pantalla táctil . Finalmente, el uso del establecimiento automático de rutas eliminó la necesidad de cualquier intervención humana, ya que los movimientos comunes de los trenes se podían automatizar por completo de acuerdo con un cronograma u otra lógica programada.

Las cajas de señales también servían como importantes centros de comunicaciones, conectando las distintas partes de una línea ferroviaria y vinculándolas entre sí para permitir el paso seguro de los trenes. Los primeros sistemas de señalización fueron posibles gracias a tecnologías como el telégrafo y los instrumentos de bloqueo que permitían que las cajas de señales adyacentes comunicaran el estado de una sección de la vía. Más tarde, el teléfono puso a los despachadores centralizados en contacto con las cajas de señales distantes, y la radio incluso permitió la comunicación directa con los propios trenes. La capacidad definitiva de transmitir datos a largas distancias ha demostrado la desaparición de la mayoría de las cajas de señales de control local. Ya no se necesitan señaleros junto a la vía para que sirvan como ojos y oídos del sistema de señalización. Los circuitos de vía transmiten las ubicaciones de los trenes a centros de control distantes y los enlaces de datos permiten la manipulación directa de los puntos y las señales.

Si bien algunos sistemas ferroviarios tienen más cajas de señales que otros, la mayoría de los proyectos de señalización futuros generarán cantidades cada vez mayores de control centralizado, relegando la caja de señales junto a la línea a aplicaciones de nicho o patrimoniales.

En cualquier sistema de control basado en nodos , la identificación adecuada es fundamental para garantizar que los mensajes sean recibidos correctamente por los destinatarios previstos. Por ello, los puntos de control de señalización se dotan de nombres o identificadores que minimizan la probabilidad de confusión durante las comunicaciones. Las técnicas de denominación más populares incluyen el uso de referencias geográficas cercanas, números de hitos de línea, números de secuencia y códigos de identificación. Los nombres geográficos pueden hacer referencia a un municipio o barrio, una carretera o característica geográfica cercana, puntos de referencia locales e industria que puedan proporcionar al ferrocarril características de tráfico o ferroviarias como patios, apartaderos o cruces.

En los sistemas en los que se utilizaba el código Morse era habitual asignar a los puntos de control códigos de identificación breves para facilitar la comunicación, aunque en los lugares en los que los puntos de control de señalización son más numerosos que los mojones, es más probable que se empleen números y códigos de secuencia. Los sistemas ferroviarios completos o las zonas políticas pueden adoptar una convención de denominación común. En Europa central, por ejemplo, a todos los puntos de control de señalización se les asignaban códigos de ubicación únicos a nivel regional basados ​​aproximadamente en la ubicación y función del punto, ^[3] mientras que el estado norteamericano de Texas numeró secuencialmente todos los enclavamientos con fines reglamentarios. ^[4]

A medida que se consolidan los centros de control de señalización, puede resultar necesario diferenciar entre las cabinas de estilo antiguo y los centros de control de trenes más modernos, en los que los señaleros pueden tener diferentes funciones y responsabilidades. Además, es posible que no se utilice el nombre del propio centro de señalización en las operaciones en lugar del nombre de las estaciones de trabajo de señalización individuales. Esto es especialmente cierto cuando los centros de señalización controlan grandes extensiones de territorio que abarcan muchas líneas y regiones geográficas diferentes.

En la mayoría de los casos en los que los puntos de control se encuentran en el campo adyacente a las vías del tren, el nombre o código del punto de control está claramente etiquetado en el costado de la estructura de la caja de señales como un recordatorio visual adicional para los operadores del tren de dónde se encuentran. Además, las señales de la vía también pueden estar equipadas con placas de identificación que indican directa o indirectamente quién controla esa señal y ese tramo de la línea.

Para obtener más información, consulte también Enclavamiento .

Las primeras casetas de señales albergaban marcos mecánicos con palancas. El marco solía estar montado sobre una viga debajo del piso de operaciones. Se fijaban enclavamientos a las palancas, lo que garantizaba que las señales mostraran la indicación correcta sobre los puntos y se accionaran en el orden correcto. Cables o varillas, conectados por un extremo a las señales y los puntos y por el otro a las palancas de la caseta de señales, corrían a lo largo de la vía.

En muchos países, las palancas se pintan según su función, por ejemplo, de rojo para las señales de stop y de negro para los puntos de cambio, y suelen estar numeradas, de izquierda a derecha, para su identificación. En la mayoría de los casos, se monta un diagrama de la disposición de la vía y de la señalización sobre el marco de la palanca, que muestra los números de palanca correspondientes junto a las señales y los puntos de cambio.

Los enclavamientos accionados manualmente se denominaban "Armstrongs" y "hand throws" en los Estados Unidos.

Los cuadros eléctricos tienen palancas en miniatura y controlan las señales y los puntos de cambio de forma eléctrica. En algunos casos, el enclavamiento se hacía todavía de forma mecánica, pero en otros se utilizaban cerraduras de palanca eléctricas.

En algunos casos, las señales y los puntos se operaban neumáticamente al accionar la palanca o corredera correspondiente.

En una caja de señales con un panel de control, las palancas se sustituyen por botones o interruptores, normalmente colocados de forma adecuada directamente sobre el diagrama de la vía. Estos botones o interruptores están interconectados con un enclavamiento eléctrico o electrónico. En el Reino Unido, los paneles de control son de los siguientes tipos:

Interruptor de función individual (IFS)

Se proporciona un botón o interruptor independiente para cada señal y cada conjunto de puntos. Este tipo de panel se maneja de manera similar a un marco de palanca. El señalero debe mover cada conjunto de puntos a la posición deseada antes de accionar el interruptor o botón de la lectura de señales sobre ellos.

Este tipo de panel necesita el circuito menos complejo pero no es adecuado para controlar áreas grandes o concurridas.

Un interruptor de control (OCS)

Para cada ruta señalizada se dispone de un interruptor o botón independiente. Habrá tantos interruptores o botones por señal como rutas (es decir, destinos señalizados) haya desde esa señal. Para establecer la ruta deseada, se acciona el interruptor o botón correspondiente. Todos los puntos dentro de la ruta se establecen automáticamente en la posición requerida.

Se proporcionan interruptores de puntos individuales, pero normalmente se dejan en la posición central, lo que permite que los puntos se establezcan automáticamente mediante la acción de establecer una ruta.

Entrada-salida (NX)

Este tipo de panel tiene un interruptor o botón para cada señal (excepto que algunos paneles tienen dispositivos de "entrada" y "salida" separados). Para establecer una ruta, el señalero opera el dispositivo para la señal de "entrada", seguido por el dispositivo para la señal de "salida" (destino). Todos los puntos dentro de la ruta se establecen automáticamente en la posición requerida y, siempre que el enclavamiento detecte todos los puntos en la posición correcta, la señal de entrada se borrará.

Se proporcionan interruptores de puntos individuales, pero normalmente se dejan en la posición central, lo que permite que los puntos se establezcan automáticamente en la posición normal o inversa mediante la acción de establecer una ruta.

Principios de funcionamiento similares a los descritos anteriormente se aplican en todo el mundo.

Las cajas de señales modernas suelen estar equipadas con sistemas de control basados ​​en VDU o similares. Estos sistemas son menos costosos de construir y más fáciles de modificar que un panel tradicional. En el Reino Unido, las cajas de señales modernas de gran tamaño son típicas del tipo de centro de control electrónico integrado o, más recientemente, de la variedad de centro de operaciones ferroviarias . Se utilizan variaciones de estos sistemas de control en todo el mundo.

Aunque son poco frecuentes, todavía se pueden encontrar algunas cajas de señales tradicionales. Algunas aún controlan los puntos y señales mecánicos, aunque en muchos casos, el marco de palanca se ha eliminado o está fuera de uso, y se ha instalado un panel de control o VDU. La mayoría de los países modernos tienen poca o ninguna señalización mecánica en el sistema ferroviario. Sin embargo, tanto en el Reino Unido como en Irlanda, la señalización mecánica sigue siendo relativamente común fuera de las líneas más transitadas; en Europa, también hay una cantidad considerable en Alemania, Polonia y la República Checa. Se pueden encontrar cajas de señales tradicionales en muchos ferrocarriles históricos .

Los modernos centros de control han sustituido en gran medida a las cabinas de señales, que se encuentran habitualmente cerca de las principales estaciones ferroviarias y que controlan la red de vías de forma eléctrica o electrónica.

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  Interior de una caja de Great Central cerca de Annesley, Inglaterra (septiembre de 1918)
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  Enclavamiento de Jay, Ferrocarril de Long Island , Jamaica , Ciudad de Nueva York
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  Torre de control de la Autoridad de Tránsito de Chicago en un cruce de circunvalación muy transitado
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  Torre de conmutación Harris en Harrisburg , Pensilvania
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  El enclavamiento dentro de la torre de conmutación Harris
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  Caja de señales de la calle New Street de Birmingham

• Pórtico (transporte)
• Señalización ferroviaria

• Kichenside, G. y Williams, A., (1998), Dos siglos de señalización ferroviaria , Oxford Publishing Co, ISBN 0-86093-541-8 
• Vanns, MA, (1995), Señalización en la era del vapor , Ian Allan Publishing , ISBN 0-7110-2350-6 
• John Armstrong, "Todo sobre señales" Trenes Julio 1957

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• La caja de señales
• Lista de torres de enclavamiento activas y cerradas recientemente en América del Norte