ES2324086A1 - Sistema para la gestion de bloqueos ferroviarios via radio. - Google Patents
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Abstract
Sistema para la gestión de bloqueos ferroviarios vía radio, para asistir a un operador de un puesto de mando ferroviario en el establecimiento y comunicación de un bloqueo ferroviario seguro. Consta de, al menos: a) un medio de almacenamiento cronológico de la posición física de cada uno de los trenes gestionados desde un puesto de mando, b) un medio de almacenamiento del tramo de vía que tiene concedida cada circulación, c) un medio de almacenamiento de mensajes preconfigurados, d) un medio para la adjudicación de un tramo de vía a una determinada circulación, e) un medio para enviar el bloqueo concedido a la circulación correspondiente, y f) un medio para procesar y presentar en pantalla toda la secuencia de acciones implicadas en el establecimiento y comunicación de un bloqueo ferroviario.
Description
Sistema para la gestión de bloqueos ferroviarios
vía radio.
El presente desarrollo está relacionado con el
establecimiento de "Bloqueos" (reserva de un tramo de vía para
una circulación) entre los operadores de un Puesto de Mando
ferroviario y los maquinistas de los trenes.
\vskip1.000000\baselineskip
En la actualidad, los responsables de la
explotación de líneas ferroviarias están invirtiendo gran cantidad
de tiempo, recursos y dinero en la mejora de sus sistemas de
señalización y control del tráfico ferroviario. El objetivo último
es la automatización total de la operación ferroviaria.
Esto se está consiguiendo con la implantación en
los tradicionales Puestos de Mando ferroviarios de sistemas de
Control de Tráfico Centralizado (CTCs), que se basan en
arquitecturas de sistemas complejas, con funcionamiento
fail-safe y con una disponibilidad de cinco
nueves.
Sin embargo, esta situación "tan
automatizada" tiene un inconveniente, que se produce cuando
estos sistemas, o alguno de sus componentes de campo
(enclavamientos, señales, comunicaciones, etc.) fallan o bien
sufren las consecuencias provocadas por un fallo de un sistema ajeno
(rotura de la infraestructura de fibra óptica que les sirve para
comunicarse).
En estos casos, el movimiento de los trenes en
la zona afectada por la avería es regulado por los operadores del
Puesto de Mando, empleando el denominado Bloqueo vía Radio.
Un bloqueo ferroviario consiste en la concesión
de un determinado tramo de vía, entre señales, a una determinada
circulación (tren con un número de servicio asignado). Para poder
realizar esta concesión, el operador debe haberse asegurado
previamente que dicho tramo de vía no se encuentra ocupado por otro
tren, ni haber sido concedido a otra circulación.
Una vez asignado el tramo, el operador del
Puesto de Mando se pone en contacto con el maquinista, a través del
sistema de radiocomunicaciones de que disponga, comunicándole hasta
qué punto de la línea ferroviaria puede circular, orden que es
repetida íntegramente por el maquinista al emisor.
Sin embargo, hay que tener en cuenta que estas
situaciones degradadas suelen venir acompañadas de incidencias que
provocan un cierto estrés situacional y que en ocasiones afectan
negativamente al cumplimiento estricto de los procedimientos, tales
como utilizar la dialéctica específica o repetir en su integridad
el mensaje dado desde el Puesto de Mando.
Por tanto en las situaciones degradadas, la
gestión de la circulación ferroviaria pasa de una situación
totalmente segura, cuando está operando con un sistema 100%
automatizado, a una situación en la que la seguridad depende de
factores humanos.
Adicionalmente, hay que tener en cuenta que
dichos operadores han ido perdiendo agilidad en las tareas de
regulación ya que se han acostumbrado a que dichas funciones las
realice una máquina el 99,999% del tiempo.
Esta dependencia del factor humano es una
situación potencialmente peligrosa ya que el operador podría
cometer algún error en la operación de los trenes (acrecentado por
la falta de agilidad) cuyas consecuencias podrían llegar a provocar
un accidente.
Existe, por tanto, la posibilidad de que se
produzca un error: "El denominado Error humano son acciones u
omisiones cometidas por los trabajadores, desviadas de la práctica
considerada aceptable que pueden provocar consecuencias
inaceptables. Son los errores inmediatos asociados al
incidente".
Un error en la regulación ferroviaria es
sinónimo de "Riesgo de Accidente".
Para tratar de minimizar la probabilidad de que
se produzca un accidente (X), cualquier empresa dispone de tres
"barreras" a interponer en la "trayectoria de oportunidad
del accidente" (T1):
- \bullet
- "Barreras Tecnológicas" (B1).
- \bullet
- "Barreras Procedimentales" (B2).
- \bullet
- "Barreras Organizacionales" (B3).
La invención se presenta con relación al
problema anteriormente mencionado, y el propósito de la invención
es el de proveer una máquina para ayudar a evitar el error humano,
ante una caída del CTC, automatizando y supervisando el proceso de
establecimiento de bloqueos, a partir del conocimiento fiable, y en
todo momento, de la posición física de todas las unidades.
Este aparato para la gestión de bloqueos
ferroviarios vía radio se plantea, por tanto, como una nueva doble
barrera (procedimental y tecnológica) a interponer en el camino de
oportunidad del accidente (T1).
Procedimentalmente, ya que guía al operador del
Puesto de Mando en la realización de cada una de las tareas
asociadas a la concesión y comunicación del bloqueo.
Tecnológicamente, ya que supervisa que las
concesiones que el operador realiza no entren en conflicto con
otras concesiones o con la posición de un tren en el tramo a
bloquear.
El aparato tiene dos modos de funcionamiento, el
modo normal y el modo de emergencia. Este último entra en
funcionamiento a petición del operador, cuando el CTC en su
conjunto o alguno de los enclavamientos que gobierna dejan de
funcionar correctamente.
En el modo normal, los automatismos del CTC
funcionan correctamente, el operador de Puesto de Mando utiliza el
sistema para mantener contacto con las circulaciones enviando los
denominados BOIs (Boletines de Órdenes e Informaciones) a los
trenes, que permiten complementar, con texto, las instrucciones e
informaciones dadas de forma verbal a los maquinistas.
Ya en este modo de funcionamiento el sistema va
a garantizar que los operadores realicen las actuaciones en el
orden correcto, dejando constancia (registro) de todo lo enviado a
los trenes.
En el modo de emergencia, el operador del Puesto
de Mando podrá realizar todas las funciones del modo normal y las
actuaciones asociadas a la explotación de la línea mediante el
Bloqueo vía Radio.
Por tanto, el sistema le permitirá al operador
establecer los bloqueos de forma segura, garantizando que las
maniobras planteadas no sean incompatibles ni con la posición de
los trenes, ni con otras maniobras anteriormente previstas.
Asimismo, le permitirá enviar la información del
bloqueo establecido al tren, complementando la información
transmitida verbalmente.
Y en todo momento el sistema garantizará la
correcta ejecución de las actuaciones ya que forzará al operador a
que realice las acciones de establecimiento y comunicación conforme
al protocolo, no permitiéndole avanzar en el programa si no
cumplimenta todos los pasos secuencialmente.
Se deduce, por tanto, que el aparato para la
gestión de bloqueos vía radio está compuesto por una aplicación
software que corre en un servidor del Puesto de Mando, la cual
necesita, para su pleno funcionamiento una serie de fuentes de
información.
El sistema para la gestión de bloqueos
ferroviarios vía radio, objeto del invento, es adecuado para ayudar
a los operadores de los puestos de mando ferroviarios en
situaciones en las que sus sistemas de control automáticos no
funcionan correctamente.
Para comprender mejor el objeto de la presente
invención, se representa en los planos una forma preferente de
realización práctica, susceptible de cambios accesorios que no
desvirtúen su fundamento.
La figura 1 representa un diagrama de bloques de
sistema objeto el invento.
La Figura 2 representa la relación inversa entre
automatización (A) y riesgo (R).
La Figura 3 representa las sucesivas barreras
(B1), (B2), (B3) que, dentro de la empresa, se pueden interponer a
la trayectoria de oportunidad del accidente (T1).
A continuación se describe el funcionamiento del
sistema objeto del invento, apoyando la explicación en el dibujo de
la Figura 1
En esta descripción, en el presente documento,
se entiende por:
\bullet Bloqueo: forma de garantizar la
seguridad en la circulación de los trenes, manteniendo entre ellos
la distancia necesaria para que en su marcha no se choquen ni se
alcancen. Función realizada por el gestor de bloqueos (5).
\bullet BOI (Boletín de Órdenes e
Informaciones): Comunicaciones emitidas por los responsables de las
distintas áreas de la empresa para su divulgación al resto de la
empresa. Función realizada por el gestor de BOIs (6).
\bullet Cantón: En vías férreas, para todos
los sistemas de bloqueo se define como cantón al tramo de vía
protegido (bien telefónicamente, por señales, etc.) en el que
normalmente no debe de haber más de un tren. Dependiendo del
sistema de bloqueo que se aplique el cantón se acota de manera
diferente, por ejemplo: En Bloqueo Automático, se considera cantón
a la parte de vía comprendida entre dos señales consecutivas de
bloqueo. En Bloqueo Telefónico en Vía Única: La parte de vía
comprendida entre dos estaciones colaterales abiertas al servicio de
circulación (incorporadas al bloqueo) por la que se efectúa la
circulación de los trenes en ambos sentidos.
\bullet Circuito de Vía: Cada uno de los
tramos en que se divide la vía para permitir conocer la posición de
los trenes en cada instante y garantizar la separación entre ellos.
El circuito de vía es un sistema
eléctrico-electrónico de seguridad que constituye
el elemento básico de señalización.
\bullet CTC (Control de Tráfico Centralizado):
Elemento cuyas funciones principales son las de visualización de la
situación de los elementos de campo (señales, circuitos de vía,
agujas,...) que le son proporcionados por parte de los
enclavamientos y el cálculo de itinerarios para permitir el paso de
circulaciones por un punto específico de forma dinámica y en
función de la ruta destino que tenga asignada.
\bullet Enclavamiento: Dispositivo utilizado
para el control seguro de las circulaciones ferroviarias dentro de
un área determinada. Esta área puede ser una o varias estaciones,
depósitos, talleres,... El enclavamiento tiene como datos de
entrada los proporcionados por otros elementos de vía (circuitos de
vía, motores de agujas, pasos a nivel,...). Asimismo, disponen de
la información referente al cuadro de servicio y de
incompatibilidades relacionadas con el área que controlan. A partir
de dicha información se evalúan las condiciones y se genera un
resultado. El resultado consiste en el envío de una serie de
órdenes al campo (señales, motores de agujas, pasos a nivel,
sistemas de ATP,...).
\bullet S.I.E. (Servidor de Información al
Exterior): Servidor (2) que recoge los datos almacenados en el
procesador central del CTC y los pone a disposición de otras
aplicaciones.
Por un lado, el sistema (S) objeto del invento
debe integrarse tanto con otros sistemas existentes en el Puesto de
Mando (7) como con el servidor de la aplicación de la Planificación
del Servicio (1), que le informa de los servicios previstos en el
día y de las modificaciones que pudieran producirse y el servidor
de información al exterior (SIE) (2), que le proporciona los datos
relativos a las ocupaciones de los circuitos de vía por cada
tren.
Por otro lado, el sistema (S) necesita recibir
informaciones desde los propios trenes, como son la posición
calculada por el propio tren y las confirmaciones de la recepción y
lectura por parte de los maquinistas de los mensajes enviados desde
el propio Puesto de Mando desde el tren. Función que realiza el
equipo embarcado (3).
Adicionalmente, el propio sistema debe
garantizar que la información de posicionamiento de los trenes es
correcta, para lo cual un gestor de posicionamiento (4) realizará
continuas comparaciones entre los datos recibidos desde el tren a
través del equipo embarcado (3) (PK, punto kilométrico) y los datos
recibidos desde el CTC a través del SIE (2) (caída de un circuito
de vía, CV, el cual está delimitado por el PK de inicio y el PK de
fin).
Los resultados de estas comparaciones serán
almacenados en la base de datos (8) del sistema y permitirán la
obtención de estadísticas, para garantizar que cuando se haga uso
del sistema en el modo de emergencia, éste tiene la fiabilidad
requerida.
En todo momento, el operador del Puesto de Mando
(7) podrá interactuar con el sistema para realizar bloqueos a
través del gestor de bloqueos (5) o simplemente enviar BOIs a
través del gestor de BOIs (6), según se lo permita el modo en que
el operador del puesto de mando (7) posicione al sistema.
Asimismo, el sistema también dispone de un modo
de funcionamiento degradado para casos en los que no consiga
recibir las informaciones de los trenes (fallos en el canal de
comunicación), para lo cual el operador del equipamiento embarcado
(3) debe situar al tren de forma manual y a continuación establecer
el bloqueo siguiendo el procedimiento habitual.
El intercambio de información entre el sistema
de tierra y los equipos embarcados (3) se realiza por medios
inalámbricos, concretamente, a través de dos tipos de
infraestructura en función de la aplicación concreta.
Por un lado, se precisa de una red de datos de
poco ancho de banda (en principio sería suficiente una red GPRS)
para el intercambio de información relativa al posicionamiento y
órdenes.
Por otro lado, una red de datos de elevado ancho
de banda (típicamente una red WiFi implementada en los talleres y
cocheras del operador) para el intercambio de información relativa
a descargas de contenidos (tablas de posiciones) y
actualizaciones.
Claims (7)
1. Sistema para la gestión de bloqueos
ferroviarios vía radio, para asistir a un operador de un puesto de
mando ferroviario en el establecimiento y comunicación de un
bloqueo ferroviario seguro; caracterizado porque el
sistema:
a) recibe del exterior información
preconfigurada por medio de
- -
- a1) un bloque de gestión CTC/SIE (10), que recibe del exterior la información de un control de tráfico centralizado (CTC) en el que constan el cálculo de itinerarios para permitir el paso de circulaciones por un punto específico, y los datos a las ocupaciones de los circuitos de vía por cada tren; y de
- -
- a2) un bloque de gestión de planificación (11), que recibe la información de los servicios previstos en el día de un bloque exterior de planificación del servicio (1)
b) recibe del exterior informaciones por medio
de un bloque de gestión de comunicaciones (9) desde los propios
trenes (3), que dan su posición y la confirmación de la recepción y
lectura por parte de los maquinistas de los mensajes enviados de un
puesto de mando (7); y
c) consta de un gestor de posicionamiento (4)
que realiza continuas comparaciones entre los datos recibidos desde
los propios trenes (3) y los datos recibidos del bloque de gestión
CTC/SIE (10) y del bloque de gestión de planificación (11) para
garantizar que la información de posicionamiento de los trenes es
correcta, enviando su información a una base de datos (8) y a
d) un puesto de mando (7) que interactúa con el
sistema, el cual consta también de
e) un medio de gestión de bloqueos (5) para la
adjudicación de un tramo de vía a una determinada circulación, que
asegura que no existe conflicto con ninguna otra concesión
anterior, y hace que la base de datos (8) almacene la nueva
concesión adjudicada a dicha circulación; y
f) un medio para enviar al
maquinista-tren (3) el bloqueo concedido a la
circulación correspondiente, que asegura que el mensaje configurado
es coherente con el bloqueo concedido y conforme al formato
establecido en el Reglamento de Circulación, y
g) un medio para procesar y presentar en una
pantalla toda la secuencia de acciones implicadas en el
establecimiento y comunicación de un bloqueo ferroviario.
\vskip1.000000\baselineskip
2. Sistema para la gestión de bloqueos
ferroviarios vía radio, de acuerdo a la reivindicación 1,
caracterizado porque incluye un medio de visualización de la
posición física de cada uno de los trenes y de los estados de cada
uno de los circuitos de vía, que obtiene de los citados medios de
almacenamiento.
3. Sistema para la gestión de bloqueos
ferroviarios vía radio, de acuerdo a las reivindicaciones 1 y 2;
caracterizado porque incluye:
a) un medio de almacenamiento donde se almacena
la relación entre cada uno de los circuitos de vía de la línea
ferroviaria y sus correspondientes punto kilométrico de inicio y
punto kilométrico de fin, y
b) un medio de cálculo para estimar
automáticamente la posición física que compara secuencialmente el
punto kilométrico proporcionado por los propios trenes con los
puntos kilométricos inicial y final del circuito de vía
proporcionado por el CTC, que almacena en el citado medio de
almacenamiento cronológico de posiciones físicas el punto
kilométrico proporcionado por los propios trenes si la comparación
es coherente y que, en caso contrario, genera una alarma que se
envía al medio de visualización del operador del puesto de
mando.
\vskip1.000000\baselineskip
4. Sistema para la gestión de bloqueos
ferroviarios vía radio, de acuerdo a las reivindicaciones 1 y 2,
caracterizado porque incluye un medio de asignación manual
de la posición física que, en caso de no disponer de información ni
desde los propios trenes ni desde el CTC, permita posicionar
manualmente, a cada uno de los trenes gestionados desde un puesto
de mando, en forma de punto kilométrico, posición física que
posteriormente guarda en el citado medio de almacenamiento
cronológico de la posición física.
5. Sistema para la gestión de bloqueos
ferroviarios vía radio, de acuerdo a las reivindicaciones 1 a 3,
caracterizado porque incluye:
a) un medio de almacenamiento de los resultados
de las comparaciones realizadas por el citado medio de cálculo
y
b) un medio de cálculo de estadísticas respecto
al porcentaje de coincidencias entre las posiciones proporcionadas
desde los propios trenes y las posiciones proporcionadas desde el
CTC.
6. Sistema para la gestión de bloqueos
ferroviarios vía radio, de acuerdo a la reivindicación 1;
caracterizado porque la posición física, en forma de punto
kilométrico, de cada uno de los trenes gestionados desde un puesto
de mando, es proporcionada por los propios trenes.
7. Sistema para la gestión de bloqueos
ferroviarios vía radio, de acuerdo a la reivindicación 1;
caracterizado porque la posición física de cada uno de los
trenes gestionados desde un puesto de mando, es proporcionada por
el CTC del puesto de mando.
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|---|---|---|---|
| ES200800099A ES2324086A1 (es) | 2008-01-16 | 2008-01-16 | Sistema para la gestion de bloqueos ferroviarios via radio. |
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| WO2003081514A1 (en) * | 2002-03-22 | 2003-10-02 | Ibrahim Nahla | Vehicle navigation, collision avoidance and control system |
| ES2297653T3 (es) * | 2005-03-21 | 2008-05-01 | Sener, Ingenieria Y Sistemas, S.A. | Sistema y metodo de bloqueo con seguridad intrinseca, para lineas ferroviarias de baja densidad de trafico. |
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|---|---|---|---|---|
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- 2008-01-16 ES ES200800099A patent/ES2324086A1/es active Pending
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Also Published As
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