Operación automática de trenes

La operación automática de trenes ( ATO ) es un método para operar trenes automáticamente, donde el conductor no es necesario o, como mucho, se requiere para supervisión. ^{[ 1 ]} Alternativamente, la ATO puede definirse como un subsistema dentro del control automático de trenes , que realiza algunas o todas las funciones, como la parada programada, el ajuste de velocidad, la operación de puertas y otras similares, que de otro modo se asignarían 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 de grados de automatización inferiores, hasta GoA2, hay un conductor presente para mitigar los riesgos asociados a fallos o emergencias. La automatización sin conductor se utiliza principalmente en sistemas de transporte guiado automatizado, donde es más fácil garantizar la seguridad debido a las vías aisladas. Los trenes totalmente 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 datan de 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 trenes. ^{[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]} Estos niveles se corresponden con la clasificación automotriz SAE J3016 : ^{[ 9 ] [ 10 ]}

Muchos sistemas modernos están integrados con la protección automática de trenes (ATP) y, en muchos casos, con el control automático de trenes (ATC), donde el sistema realiza las operaciones de señalización habituales , como la configuración de la ruta y la regulación del tren. Los sistemas ATC y ATP trabajan conjuntamente para mantener el tren dentro de un margen de tolerancia definido respecto a su horario. El sistema combinado ajusta ligeramente parámetros operativos como la relación entre la potencia y la inercia durante el movimiento y el tiempo de parada en la estación para cumplir con el horario establecido.

Mientras que el ATP es el sistema de seguridad que garantiza una distancia segura entre trenes y proporciona avisos suficientes para saber cuándo detenerse, el ATO es la parte "no relacionada con la seguridad" de la operación del tren, que se refiere a las paradas y arranques en las estaciones e indica la posición de parada del tren una vez que el ATP ha confirmado que la vía está libre.

El tren se aproxima a la estación con señales claras, por lo que puede realizar una maniobra de entrada normal. Al llegar a la primera baliza —originalmente un cable en bucle, ahora generalmente un transpondedor fijo—, recibe una orden de frenado de estación. El ordenador de a bordo calcula la curva de frenado para que pueda detenerse en el punto correcto, y mientras el tren avanza hacia el andén, la curva se actualiza varias veces (lo que varía según el sistema) para garantizar la precisión. ^{[ 21 ]}

Cuando el tren se detiene, verifica que sus frenos estén aplicados y comprueba que se haya detenido dentro de los bucles de habilitación de puertas. Estos bucles verifican la posición del tren con respecto al andén y hacia qué lado deben abrirse las puertas. Una vez completado todo esto, el ATO abrirá las puertas. Después de un tiempo establecido, predeterminado o modificado por el centro de control según sea necesario, el ATO cerrará las puertas y reiniciará automáticamente el tren si el circuito de verificación de puertas cerradas se ha completado. Algunos sistemas también cuentan con puertas de andén . El ATO también proporcionará una señal para que estas se abran una vez que haya completado el procedimiento de verificación a bordo. Aunque se describe aquí 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. ^{[ 21 ]}

Una vez completada la operación de las puertas, el ATO acelerará el tren a su velocidad de crucero, le permitirá avanzar por inercia hasta la baliza de comando de frenado de la siguiente estación y luego frenará en la siguiente estación, suponiendo que no haya intervención del sistema ATP. ^{[ 21 ]}

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 otros trenes . Según los informes, esta tecnología de trenes convencionales, que circulan por vías estándar y no son de metro, podría implementarse teóricamente para el transporte ferroviario a nivel mundial y, además, es sustancialmente más eficiente energéticamente . ^{[ 64 ] [ 65 ]}

El sistema ATO se introdujo en las líneas Circle , District , Hammersmith & City y Metropolitan del metro de Londres en 2022. El sistema ATO se utiliza en algunas partes de Crossrail . Los trenes de la sección central de Londres de Thameslink fueron los primeros en utilizar el sistema ATO en la red ferroviaria principal del Reino Unido ^{[ 66 ]} con ETCS Nivel 2.

En abril de 2022, JR West anunció que probaría ATO en un tren Shinkansen de la serie W7 de 12 vagones utilizado en el Shinkansen Hokuriku en el depósito general de material rodante de Hakusan durante 2022. ^{[ 67 ]}

Todas las líneas construidas para el nuevo metro de Sídney cuentan con un sistema de funcionamiento sin conductor y sin personal presente.

Desde 2012, el metro de Toronto se sometió a mejoras en la señalización para utilizar ATO y ATC durante la próxima década. ^{[ 68 ]} Se han completado los trabajos en las secciones de la línea Yonge–University . ^{[ 69 ]} 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 se desplazará sin conductor por el patio. ^{[ 70 ]} Se propone que la Línea Ontario tenga un sistema sin conductor GoA4 y se inaugure en 2030. ^{[ 71 ]}

Desde marzo de 2021, SNCF y la región de Hauts-de-France han comenzado una experimentación con un tren francés de clase Regio 2N , equipado con sensores y software (fr).

En 2025, AŽD Praha reanudará los servicios regulares de pasajeros sin conductor en la línea de Kopidlno a Dolní Bousov . ^{[ 72 ]}

Está previsto que el metro de Viena cuente con sistemas de automatización de trenes (ATO) sin conductor en 2026, en la nueva línea U5.

En un proyecto piloto de Digirail, Siemens Mobility equipará dos trenes Stadler FLIRT (Sm5) con ATO (y ETCS) para realizar pruebas. ^{[ 62 ] [ 63 ]}

• Automatización del metro de Londres
• Control de trenes basado en comunicaciones : un sistema de señalización de bloques móviles que puede utilizarse para automatizar el funcionamiento de los trenes.
• Operación por una sola persona : un método de operación de trenes, a veces considerado un paso intermedio hacia una mayor automatización.
• Sistema de señalización del metro de la ciudad de Nueva York #Automatización
• Controlador de parada automática de trenes : un sistema de frenado automático utilizado en algunas líneas ferroviarias japonesas, que también puede combinarse con ATO como su función de frenado automático.
• Automatización vehicular
• Autobús guiado
• Transporte Rápido Autónomo (ART)

• Pruebas del sistema de detección de obstáculos del tren , proyecto Robotrain, AZD Praga