Señalización de cabina

La señalización en cabina es un sistema de seguridad ferroviaria que comunica información sobre el estado y las condiciones de la vía a la cabina, el compartimento de la tripulación o el compartimento del conductor de una locomotora , un automotor o una unidad múltiple . La información se actualiza continuamente, proporcionando una pantalla de fácil lectura para el maquinista o el conductor de la locomotora .

Los sistemas más sencillos muestran la señal de vía, mientras que los sistemas más sofisticados también muestran la velocidad permitida, la ubicación de los trenes cercanos e información dinámica sobre la vía. Las señales de cabina también pueden formar parte de un sistema de protección de trenes más completo que puede aplicar automáticamente los frenos deteniendo el tren si el operador no responde adecuadamente ante una situación peligrosa. ^{[ 1 ]}

El objetivo principal de un sistema de señalización es garantizar una separación segura entre trenes y detenerlos o reducir su velocidad ante una situación de riesgo. El sistema de señalización en cabina supone una mejora respecto al sistema de señalización lateral , donde las señales visuales situadas junto a la vía o sobre ella regulan el movimiento de los trenes, ya que proporciona al maquinista un recordatorio constante de la última señal lateral o una indicación continua del estado de la vía.

Los primeros sistemas de este tipo se instalaron de forma experimental en la década de 1910 en el Reino Unido, en la de 1920 en Estados Unidos y en los Países Bajos en la de 1940. Los modernos sistemas ferroviarios de alta velocidad, como los de Japón, Francia y Alemania, se diseñaron desde el principio para utilizar señalización en cabina debido a la dificultad de visualizar las señales de vía a las nuevas velocidades más elevadas de los trenes. A nivel mundial, las líneas ferroviarias tradicionales siguen teniendo una adopción limitada de la señalización en cabina fuera de las zonas de alta densidad o los distritos ferroviarios suburbanos, y en muchos casos se ve impedida por el uso de la antigua tecnología intermitente de parada automática de trenes .

En Norteamérica, el sistema de circuitos de vía codificados desarrollado por Pennsylvania Railroad (PRR) y Union Switch & Signal (US&S) se convirtió en el estándar nacional de facto. Variantes de este sistema también se utilizan en muchos sistemas de transporte rápido y constituyen la base de varios sistemas internacionales de señalización en cabina, como CAWS en Irlanda, BACC en Italia, ALSN en Rusia y la primera generación de señalización del Shinkansen desarrollada por Japan National Railways ( JNR ).

En Europa y en otras partes del mundo, los estándares de señalización en cabina se desarrollaron país por país, con una interoperabilidad limitada. Sin embargo, las nuevas tecnologías, como el Sistema Europeo de Gestión del Tráfico Ferroviario ( ERTMS ), buscan mejorar dicha interoperabilidad. El componente de control de trenes del ERTMS, denominado Sistema Europeo de Control de Trenes ( ETCS ), es una especificación funcional que incorpora algunos de los antiguos estándares nacionales y permite su total interoperabilidad con algunas modificaciones.

Todos los sistemas de señalización en cabina deben contar con una indicación continua para informar al conductor sobre el estado de la vía. Sin embargo, se dividen en dos categorías principales. Las señales intermitentes se actualizan en puntos específicos de la vía, y entre estos puntos la pantalla refleja la información de la última actualización. Las señales continuas reciben información constante sobre el estado de la vía y pueden modificar la indicación en cualquier momento para reflejar las actualizaciones. La mayoría de los sistemas de señalización en cabina, incluidos los que utilizan circuitos de vía codificados, son continuos.

Las señales de cabina requieren un medio para transmitir información desde la vía hasta el tren. Existen varios métodos principales para lograr esta transferencia de información.

La unidad de visualización de cabina (CDU), (también llamada interfaz de máquina del conductor (DMI) en el estándar ERTMS ) es la interfaz entre el operador del tren y el sistema de señalización de cabina. Las primeras CDU mostraban simples indicaciones de advertencia o representaciones de las señales ferroviarias de vía. Posteriormente, muchos ferrocarriles y sistemas de transporte rápido prescindieron de las señales en miniatura en la cabina, optando por una indicación de la velocidad a la que el operador tenía permitido circular. Normalmente, esto se combinaba con algún tipo de sistema automático de control de velocidad del tren, donde resultaba más importante que los operadores condujeran sus trenes a velocidades específicas en lugar de basarse en su criterio según las indicaciones de las señales. Una innovación común fue integrar el velocímetro y la pantalla de señalización de cabina, superponiendo o yuxtaponiendo la velocidad permitida con la velocidad actual. Los sistemas digitales de señalización de cabina que utilizan datagramas con información de "distancia al objetivo" pueden emplear pantallas sencillas que simplemente informan al conductor cuando se acerca a una penalización por exceso de velocidad o cuando ya la ha activado, o pantallas más complejas que muestran un gráfico dinámico de las curvas de frenado mínimas permitidas para alcanzar la velocidad objetivo.

Las CDU también informan al operador en qué modo se encuentra el sistema, si es que lo hay, o si está activo. Además, pueden integrarse con el sistema de alerta , proporcionando cuentas regresivas para la penalización por alerta o un medio para cancelar la alarma.

La señalización en cabina en los Estados Unidos fue impulsada por una resolución de 1922 de la Comisión de Comercio Interestatal (ICC) que exigía a 49 ferrocarriles instalar algún tipo de control automático de trenes en una división completa de pasajeros para 1925. ^{[ 4 ]} Si bien varios ferrocarriles grandes, incluidos Santa Fe y New York Central , cumplieron con el requisito instalando dispositivos intermitentes de parada de trenes inductivos, el PRR vio una oportunidad para mejorar la eficiencia operativa e instaló los primeros sistemas continuos de señalización en cabina, decantándose finalmente por la tecnología de señalización en cabina de código de pulsos suministrada por Union Switch and Signal .

En respuesta a la iniciativa de la PRR, la ICC exigió que otras grandes compañías ferroviarias del país equiparan al menos una de sus divisiones con tecnología de señalización continua en cabina, a modo de prueba para comparar tecnologías y prácticas operativas. Las compañías afectadas no se mostraron muy entusiasmadas y muchas optaron por equipar una de sus rutas más aisladas o con menor tráfico para minimizar el número de locomotoras que debían incorporar el sistema.

Varias compañías ferroviarias optaron por el sistema de bucle inductivo rechazado por la PRR. Entre ellas se encontraban la Central Railroad of New Jersey (instalada en su División Sur), la Reading Railroad (instalada en su línea principal Atlantic City Railroad ), la New York Central y la Florida East Coast . ^{[ 5 ]} Tanto la Chicago and North Western como la Illinois Central emplearon un sistema de dos aspectos en líneas suburbanas selectas cerca de Chicago. Las señales de cabina mostraban los aspectos "Libre" o "Restringido". La CNW fue más allá y eliminó las señales intermedias de vía en el tramo entre Elmhurst y West Chicago, obligando a los trenes a proceder únicamente según las señales de cabina de dos aspectos. La Chicago, Milwaukee, St. Paul and Pacific Railroad tenía un sistema de tres aspectos en funcionamiento para 1935 entre Portage, Wisconsin y Minneapolis, Minnesota . ^{[ 6 ]}

Dado que el sistema ferroviario de Pensilvania fue el único adoptado a gran escala, se convirtió de facto en un estándar nacional, y la mayoría de las instalaciones de señalización en cabina actuales son de este tipo. Recientemente, han surgido varios tipos nuevos de señalización en cabina que utilizan tecnología de comunicaciones para reducir el costo de los equipos en vía o complementar las tecnologías de señalización existentes para hacer cumplir las restricciones de velocidad y las paradas absolutas, así como para responder a fallas o intrusiones en los cruces a nivel.

El primero de estos sistemas fue el Sistema de Control de Velocidad (SES, por sus siglas en inglés), implementado por New Jersey Transit en su línea de baja densidad Pascack Valley como programa piloto con una flota dedicada de 13 locomotoras GP40PH-2 . El SES utilizaba un sistema de balizas transpondedoras conectadas a las señales de bloqueo de vía para controlar la velocidad. El SES no era del agrado de las cuadrillas de maquinistas debido a su tendencia a provocar la aplicación inmediata de los frenos sin activar previamente la alarma de exceso de velocidad ni dar al maquinista la oportunidad de desacelerar. El SES se está retirando de esta línea y se está reemplazando por el CSS.

Amtrak utiliza el Sistema Avanzado de Control de Velocidad Civil (ACSES) para su servicio ferroviario de alta velocidad Acela Express en el Corredor Noreste (NEC). ^{[ 7 ]} El ACSES se superpuso al CSS existente de tipo PRR y utiliza la misma tecnología de transpondedor SES para hacer cumplir las restricciones de velocidad, tanto permanentes como temporales, en curvas y otras características geográficas. La unidad de señalización de cabina procesa tanto el código de pulsos de "velocidad de señal" como la "velocidad civil" del ACSES, y luego aplica la menor de las dos. El ACSES también permite una parada positiva en señales absolutas que se puede liberar mediante un código proporcionado por el despachador y transmitido desde la locomotora detenida a través de una radio de datos. Posteriormente, esto se modificó a un botón más simple de "liberación de parada" en la pantalla de señalización de cabina.

• Señales ferroviarias norteamericanas
• Señalización ferroviaria

• Contenido multimedia relacionado con la señalización de cabinas de taxis en Wikimedia Commons.