Bloque móvil

En la señalización ferroviaria, un bloqueo móvil es un sistema de bloqueo de señalización en el que los "bloques", o zonas seguras alrededor de los trenes, se definen en tiempo real mediante ordenadores. Esto requiere conocer la ubicación exacta y la velocidad de todos los trenes en cada momento, así como una comunicación continua entre el sistema de señalización central y el sistema de señalización en la cabina del tren.

El bloqueo móvil permite que los trenes circulen más cerca unos de otros (reduciendo el intervalo entre ellos ) manteniendo los márgenes de seguridad necesarios, lo que aumenta la capacidad total de la línea. Se diferencia de los sistemas de señalización de bloqueo fijo .

El Control de Trenes Basado en Comunicaciones (CBTC) y la Señalización Basada en Transmisión (TBS) son dos estándares de señalización que pueden detectar la ubicación exacta de los trenes y transmitir la velocidad operativa permitida para permitir la flexibilidad requerida. ^{[ 1 ]} El Sistema Europeo de Control de Trenes ( ETCS ) también tiene las especificaciones técnicas para permitir operaciones de bloqueo móvil, aunque ningún sistema lo utiliza actualmente, excepto en vías de prueba. La información sobre la ubicación del tren se puede obtener a través de marcadores activos y pasivos a lo largo de las vías, así como de tacómetros y velocímetros a bordo del tren. Los sistemas basados ​​en satélites no se utilizan porque no pueden funcionar en túneles.

Tradicionalmente, el bloqueo móvil funciona mediante una serie de transpondedores en el corredor ferroviario con una ubicación conocida. ^{[ 2 ]} Cuando un tren pasa por encima de un transpondedor, recibe la información de identificación que le permite saber con precisión en qué punto de la red se encuentra. ^{[ 2 ]} Dado que los trenes también pueden determinar su propia velocidad, esta información se puede combinar y transmitir al ordenador de señalización externo en un centro de operaciones ferroviarias. ^{[ 2 ]}

Utilizando una combinación de tiempo y velocidad, la computadora puede sumar el tiempo transcurrido desde que el tren pasó el transpondedor y las velocidades a las que ha viajado durante ese tiempo, para calcular con exactitud dónde se encuentra el tren, incluso si está entre transpondedores. ^{[ 2 ]} Esto permite que el sistema de señalización otorgue una autorización de movimiento a un tren que le sigue, hasta el final del tren precedente. ^{[ 2 ]} A medida que se recibe más información, esa autorización de movimiento se puede actualizar continuamente, logrando así el concepto de "bloque móvil". ^{[ 2 ]} Cada vez que un tren pasa un transpondedor, recalibra la ubicación, lo que permite que el sistema mantenga la precisión. ^{[ 3 ]}

Tecnológicamente, las tres partes más difíciles de lograr un sistema ferroviario de bloques móviles son:

1. Comunicación continua entre un sistema de señalización y todos los trenes. ^{[ 2 ]}
2. Demostrar que el tren está intacto ^{[ 4 ]}
3. Fiabilidad ^{[ 4 ]}

La señalización de bloques móviles no pudo implementarse eficazmente hasta la invención de sistemas fiables de comunicación bidireccional entre un tren y un sistema de señalización. Si bien esta tecnología existía desde hacía décadas, la falta de practicidad de los primeros sistemas la hizo inviable durante muchos años. En la primera versión del sistema de señalización de la línea Victoria del metro de Londres se utilizaron códigos de impulsos. ^{[ 5 ]} Sin embargo, un sistema de comunicación bidireccional mediante códigos de impulsos, con la tecnología informática de la época, habría sido complejo, por lo que se optó por un sistema de bloques fijos. ^{[ 5 ]}

La integridad del tren (probar que el tren permanece intacto), si bien no es un problema complicado en líneas suburbanas y de metro cortas, se convierte en un problema mucho más difícil cuando se trata de una variedad de diferentes tipos de trenes, longitudes de trenes y trenes remolcados por locomotoras (a diferencia de las Unidades Múltiples). ^{[ 4 ]} La única forma en que un sistema de bloqueo móvil sabe dónde está un tren es a partir de la propia identificación de su ubicación por parte del tren. ^{[ 2 ] [ 4 ]} Tradicionalmente, los sistemas de señalización utilizan medios externos, como contadores de ejes y circuitos de vía, para determinar la ubicación de un tren. ^{[ 2 ]} Lo que significa es que la mayoría de los trenes no tienen forma de confirmar positivamente que todo el tren sigue conectado. ^{[ 2 ] [ 4 ]} Dichos sistemas se pueden agregar fácilmente a trenes de pasajeros de unidades múltiples , especialmente si sus vagones rara vez se separan, pero la implementación de tecnología para hacer lo mismo con trenes remolcados por locomotoras es significativamente más compleja. ^{[ 4 ]} Toda solución efectiva requiere tecnología costosa, cuyo costo puede superar los beneficios del sistema de bloqueo móvil.

Otra versión del sistema de bloqueo móvil consistiría en ubicar las computadoras exclusivamente en los trenes. Cada tren determinaría su posición con respecto a los demás y ajustaría su velocidad segura utilizando esos datos. Se requiere menos equipo en la vía en comparación con el sistema externo, pero el número de transmisiones es mucho mayor.

El "bloque móvil" no es técnicamente un estándar. Es un concepto que puede implementarse utilizando diversos estándares.

En teoría, los bloques móviles pueden ofrecer ventajas de capacidad en comparación con los sistemas de bloques fijos. Sin embargo, en la práctica, estas ventajas son difíciles de aprovechar por completo. ^{[ 15 ]}

La razón principal de ello es una combinación de la forma en que operan realmente las redes ferroviarias y las tolerancias dentro del sistema de bloqueo móvil. ^{[ 2 ]}

Si bien un sistema de bloqueo móvil técnicamente permite que un tren se acerque lo máximo posible al tren que le precede, manteniendo suficiente espacio para detenerse (con los frenos de servicio habituales) en caso de no recibir una actualización de la autorización de movimiento, en la práctica, si un tren circulara tan cerca del tren que le precede, la pequeña inconsistencia entre las actualizaciones de la autorización de movimiento requeriría aplicaciones frecuentes de frenado y probablemente provocaría que el tren tendiera a viajar más rezagado. La mayoría de los sistemas de bloqueo móvil también operan con un margen para compensar esto, por lo que los trenes podrían estar entre 10 y 30 metros fuera del posicionamiento ideal o "perfecto". ^{[ 1 ] [ 4 ] [ 15 ]} Esto ayuda a compensar los retrasos en la transmisión y la ligera inconsistencia en los cálculos de posicionamiento del tren. Además, la transmisión entre el tren y el sistema de señalización no es literalmente continua. En cambio, se envía en paquetes de información, desde varias veces por segundo hasta con una frecuencia tan baja como varios segundos entre transmisiones. ^{[ 16 ]} En la práctica, esto significa que la autorización de movimiento se otorga en secciones de varios metros a la vez, a menudo con un margen y un ligero retraso con respecto a la posición real del tren que va delante. Por lo tanto, se podría lograr un nivel de rendimiento similar utilizando bloques fijos muy pequeños. Así es como funcionan el Metro de Moscú y la Línea Victoria del Metro de Londres . No tienen bloques móviles, sino un gran número de bloques "virtuales" muy próximos entre sí. Estas redes suelen considerarse dos de las líneas ferroviarias de mayor capacidad del mundo. ^{[ 17 ]}

La segunda razón por la que la capacidad no mejora necesariamente es que los trenes que circulan por una línea ferroviaria con estaciones deben detenerse en ellas. Este tiempo de parada en una estación implica que, en el 95 % de la red ferroviaria, los trenes no circularán tan cerca unos de otros como podrían hacerlo técnicamente si no hubiera estaciones. Considérese que una línea de dos vías con cuatro andenes paralelos en las estaciones (dos por sentido) puede tener aproximadamente el doble de frecuencia que la misma línea, pero con solo dos andenes en las estaciones (uno por sentido), incluso si ambas líneas utilizan sistemas de señalización equivalentes. ^{[ 18 ]} Esta realidad implica que la mayoría de las ventajas de un sistema de señalización de bloqueo móvil solo se pueden obtener en las estaciones y sus alrededores. Sin embargo, casi todas las líneas ferroviarias tienen el requisito operativo de que un tren posterior no puede entrar en el andén hasta que la parte trasera del tren anterior haya partido por completo. ^{[ 19 ]} Esto actúa efectivamente como un bloqueo fijo, incluso en sistemas de bloqueo móvil, ^{[ 20 ]} y limitará la frecuencia de los trenes en la línea a la que es posible con la señalización convencional. La mayor parte del beneficio que obtienen las redes al usar bloques móviles proviene de la mayor consistencia en el movimiento de trenes que se obtiene con ATO . Sin embargo, ATO es posible incluso sin bloques móviles. ^{[ 21 ]}

El bloqueo móvil puede aumentar la capacidad de una línea si se elimina esa limitación del sistema, lo que supuestamente se ha hecho en algunas redes ferroviarias, como el MTR de Hong Kong y, en algunas estaciones, bajo ciertas condiciones, en la línea BMT Canarsie del metro de la ciudad de Nueva York ( tren L ). Sin embargo, no hay verificación disponible de esto. Además, si se permitiera otorgar al siguiente tren autorización de movimiento más allá de la parte trasera del tren delantero (hasta el punto donde terminaría la parte trasera del tren delantero si se aplicaran sus frenos de emergencia), la capacidad podría aumentar aún más. ^{[ 4 ]} Sin embargo, esto nunca se ha hecho y se considera inseguro. ^{[ 4 ]}

Una ventaja de los sistemas de bloqueo móvil en general es que se necesita menos equipo en la vía, lo que puede ahorrar dinero en comparación con lograr la misma capacidad de intervalo utilizando la gran cantidad de equipo adicional que requieren los sistemas de bloqueo fijo o virtual. ^{[ 2 ]}