Transport for London (TfL), la organización encargada de los transportes en la capital británica, está invirtiendo en mejoras de la capacidad, entre ellas la transición al control de trenes basado en comunicaciones (CBTC), una avanzada tecnología de señalización que permite aumentar la frecuencia y la velocidad de los servicios ferroviarios en las líneas existentes.
TfL está trabajando con Thales en la instalación de la señalización del CBTC en todo el sistema de ferrocarriles subterráneos: las líneas District, Circle, Hammersmith & City and Metropolitan (respectivamente, la línea verde, amarilla, rosa y magenta en el icónico mapa del metro). Se considera que este conjunto de líneas es el más complejo del mundo y representa el 40 por ciento de la red.
“La tecnología que estamos instalando es el SelTrac CBTC de Thales”, explica Andrew Hunter, director de ingeniería de sistemas de Thales para el programa. “Es un sistema probado que se ha instalado en más de 70 líneas en todo el mundo, incluidas las líneas Jubilee y Northern del metro de Londres”.
Cómo cambiar la señalización por otra más inteligente
El sistema SelTrac CBTC destaca el modo en el que las tecnologías digitales ayudan a los operadores a aprovechar mejor las redes existentes. En el caso de las líneas subterráneas de Londres, la introducción de la señalización CBTC contribuirá decisivamente a aumentar la capacidad en más del 30 por ciento. Una mejor señalización también conlleva mejores tiempos de viaje, menos retrasos y una mayor fiabilidad. El CBTC aporta capacidad y fiabilidad adicionales principalmente de dos maneras. En primer lugar reduce el intervalo entre los trenes, por lo que pueden circular más trenes en cualquier tramo de la línea. Esto se consigue gracias a la tecnología de “cantón móvil”: cada uno de los trenes del sistema conoce su ubicación y calcula continuamente la distancia de seguridad adecuada entre el propio tren y el de delante. Esta flexibilidad es lo que marca la diferencia entre el cantón móvil y la señalización convencional, en la que la separación se rige por cantones fijos geográficos independientemente de que el tren circule a mayor o menor velocidad.
El segundo modo en el que el CBTC incrementa la capacidad es mediante la operación automática de trenes (ATO). La aceleración y el frenado se controlan con precisión por ordenador sobre la base de las características únicas de cada tramo de vía.
“Hemos obtenido curvas de los límites de velocidad máximos de las líneas subterráneas”, afirma Hunter. “Como el tren lo controla un ordenador en lugar de una persona, es posible reproducir siempre el mismo perfil de conducción óptimo para el itinerario”.
La supervisión mejorada del tráfico también marcará la diferencia. Con el sistema de señalización actual, la supervisión está repartida entre 13 salas de control. Cuando el nuevo sistema esté plenamente operativo, el metro de Londres tendrá por primera vez una visión de todo el sistema de las líneas subterráneas desde un único centro de control. Es importante poder visualizar y controlar todo desde un solo lugar porque las cuatro líneas son muy dependientes entre sí y los problemas que se produzcan en una línea pueden afectar rápidamente a las demás.
La entrega del programa plantea algunos desafíos únicos. Para empezar, la mera envergadura del proyecto. Las cuatro líneas que se van a volver a señalizar tienen alrededor de 300 km de vía, y dos de las líneas (District y Metropolitan) llegan hasta las afueras de Londres y más allá. En la línea District, Upminster es la estación más oriental del metro de Londres, y Amersham, la última estación de la línea Metropolitan, se encuentra a 25 millas (40 km) al noroeste de la capital y ya no es Londres, sino Buckinhamshire.
La antigüedad de las infraestructuras se suma al desafío. Metropolitan es la línea de metro más antigua del mundo y los túneles entre Paddington y Farringdon se abrieron al tráfico en 1863. La señalización existente también es antigua. Por ejemplo, en la estación de Edgware Road se siguen controlando más de 900 circulaciones al día con una vetusta mesa de palancas mecánicas ubicada en la cabina de señalización de la estación, que tiene 90 años de antigüedad.
La complejidad operativa de la red constituye un reto en sí misma. Aunque cada línea se opera por separado, hay muchos lugares en los que las infraestructuras de vía y señalización son comunes. Las áreas más congestionadas de este nudo se encuentran en el centro de Londres. Dos de las intersecciones más transitadas del metro (Baker Street y Edgware Road) son comunes para tres líneas diferentes cada una.
Renovación de la señalización las 24 horas
Para modernizar la red hacen falta conocimientos y experiencia no solo tecnológicos, sino también logísticos. La prioridad es garantizar que la señalización nueva se instala con seguridad, sin contratiempos y causando el menor trastorno posible a los viajeros.
“Vamos a migrar 14 tramos al sistema nuevo”, explica Hunter. “Para simplificar la logística estamos empezando en las proximidades del centro de control de Hammersmith”.
Como sucede en cualquier proyecto importante de infraestructuras, hay que hacer malabarismos para cumplir las entregas: “En el pasado lo que hacíamos era cerrar los fines de semana. Aunque es muy eficaz, no es justo ni popular para los usuarios”, afirma. “Uno de los objetivos de este proyecto consiste en trabajar más en las horas de ingeniería (por la noche) y prescindir de los cierres en la medida de lo posible”.
El tiempo es esencial. Mientras Londres duerme, los equipos de Thales tienen un espacio de solo dos horas por la noche para instalar y ensayar los equipos nuevos antes de devolver todo a la normalidad, listo para la hora punta matutina.
Dado que la señalización es fundamental para la seguridad, los equipos recién instalados tienen que someterse a ensayos exhaustivos antes de que puedan entrar en servicio.
“Tenemos la capacidad de alternar el sistema de señalización existente con nuestro sistema SelTrac CBTC”, explica Hunter. “Realizamos ensayos minuciosos durante los turnos de noche, lo que nos permite confiar en los trenes y en la funcionalidad del sistema antes de hacer la transición en nuestro fin de semana de entrada en servicio”.
Contar con solo cuatro horas de cada veinticuatro para trabajar en la vía impone unas limitaciones evidentes. Para acelerar la entrega, Thales ha perfeccionado una técnicadenominada supervisión del rendimientoque permite a los ingenieros aprovechar al máximo horas del día que normalmente se perderían.
“La supervisión del rendimiento consiste en que todos nuestros equipos nuevos permanecen encendidos pero sin controlar los trenes. Esto quiere decir que se pueden obtener todos los registros de datos de todo el equipo durante el día e identificar cualquier problema que pueda causar un fallo que afecte al servicio”, explica Hunter”. “La supervisión en modo oculto funciona todo el día e implica que podemos confiar en que los trenes y las infraestructuras de vía funcionan perfectamente. En caso contrario, tenemos los registros para analizarlos”.
Thales ha sido la primera en aplicar este enfoque al programa de renovación de la señalización de la línea Northern, un proyecto que finalizó con éxito en 2012 seis meses antes de la fecha prevista.
“Aquí estamos ofreciendo renovación de la señalización las veinticuatro horas del día”, declara Hunter. “Podemos hacer muchos más ensayos (durante el día y en segundo plano) sin interrumpir el servicio a los viajeros. Incluso si lo comparamos con la línea Northern, lo que estamos haciendo aquí es revolucionario”.
Resolver los problemas cara a cara con el cliente también contribuye a garantizar que todo vaya sobre ruedas.
“El metro de Londres y Thales trabajan codo con codo en una oficina común para el proyecto”, afirma Hunter. “La expresión que utilizamos es ‘un equipo’, y es sumamente efectiva. Si quiero solucionar un problema con mi homólogo, podemos reunirnos y resolverlo en diez minutos que, de otro modo, se habrían convertido en días”.
El diseño de ingeniería para el proyecto ya está muy avanzado y está previsto que los trabajos en la vía empiecen próximamente. Las prestaciones principales del programa se entregarán en 2022, cuando la frecuencia en los periodos de mayor demanda será de 32 trenes por hora en el centro de Londres, lo cual supondrá un aumento de la capacidad de transporte de la red de 36.000 viajes más cada 60 minutos.
Las tecnologías digitales transforman el sector ferroviario
Al igual que el metro de Londres, los ferrocarriles de todo el Reino Unido han ido mucho tiempo a la zaga de otros sectores en cuanto a tecnología, pero ahora se están poniendo al día. Iniciativas como el plan británico Digital Railway y el programa respaldado por la UE Shift2Rail indican que los operadores y proveedores ferroviarios europeos ahora están decididos a llevar el sector a la era digital.
“Shift2Rail supone una inversión de la UE y del sector de casi mil millones de euros para investigación e innovación”, afirma Ben Pritchard, director técnico de tecnología e innovación en Thales. “Thales fue uno de los fundadores y dirige uno de los cinco programas de innovación”.
Thales se centra en la conectividad entre sistemas digitales: “Esto incluye la planificación de itinerarios, información al viajero, expedición de títulos de viaje y desplazamientos fluidos de puerta a puerta. También desempeñamos un papel fundamental en las actividades transversales que unen áreas como infraestructuras, material rodante y mercancías”, declara Pritchard.
La solución pasa por… integrarlo todo
El desafío consiste en introducir tecnología avanzada en un entorno en el que tradicionalmente no existía: “Si pides a la gente que describa un centro de control del tráfico aéreo, la mayoría pensará en personas sentadas delante de ordenadores trabajando duro”, dice Pritchard. “Con los trenes es diferente, lo último que te imaginas es alta tecnología”.
La conectividad entre sistemas es importante porque la digitalización es mucho más que sistemas independientes. Algunos de los mayores triunfos se han logrado gracias a conexiones nuevas y a veces inesperadas entre sistemas diferentes. Los Driver Advisory Systems (sistemas de asistencia al conductor) son buen ejemplo de ello. Estas unidades de cabina, basadas en GPS y similares a los navegadores de los coches, ayudan a los conductores a cumplir los tiempos y ahorrar energía. Sin embargo, los sistemas actuales emplean horarios estáticos, así que no sirven de nada cuando hay interrupciones.
“En el Reino Unido, el proyecto GEO-DAS, financiado por Future Railway y dirigido por FirstGroup, proporcionará a los conductores de la ruta Bristol-Cardiff actualizaciones en tiempo real del plan actual de los gestores del tráfico”, explica Pritchard. La solución funciona en ambas direcciones: además de escuchar al sistema central en tiempo real, los trenes pueden informar de su posición exacta.
Uno de los elementos clave es el sistema de gestión del tráfico (TMS) ARAMIS de Thales, que actualmente se está instalando en los nuevos centros de operaciones ferroviarias de Network Rail en Cardiff y Romford. El proyecto GEO-DAS destaca el modo en el que la información centralizada en sistemas críticos se puede reutilizar con ventajas adicionales.
Las tecnologías digitales, entre ellas el análisis de datos y las comunicaciones entre máquinas, también están ayudando a transformar las operaciones del metro de Londres. Thales está trabando en un proyecto de investigación People-Centred Intelligent Predict & Prevent (PCIPP) para proporcionar alertas tempranas de problemas en activos como vías, trenes y estaciones.
“Ya podemos supervisar activos como motores de agujas, pero ¿y si se pudiera combinar esto con los datos de los trenes que han pasado por esas agujas?”, pregunta Pritchard. “El enfoque del PCIPP consiste en utilizar la información contextual para entender qué sucede y aprovecharlo para generar modelos predictivos que permitan detectar fallos antes de que ocurran y recomendar intervenciones para evitar que se den durante el servicio”.
Se espera que este tipo de innovaciones transformen las operaciones ferroviarias en los próximos años y aporten mejoras significativas de seguridad, capacidad y fiabilidad.
Puedes leer más artículos como este en OneMagazine.
