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Recomendaciones Técnicas para Cabinas de Conducción

Tal y como se ha venido tratando, existen numerosas iniciativas tanto a nivel político como a nivel técnico, desde la propia Comisión Europea hasta diferentes asociaciones de constructores o empresas de explotación ferroviaria, que persiguen, en un marco de interoperabilidad, la unificación y estandarización de elementos y procesos relacionados con el ferrocarril. En esta línea, el proyecto EUDD (European Union Driver Desk), buscando la mejora de la interoperabilidad en el tráfico trans-fronterizo, persigue el desarrollo, construcción y desarrollo de un pupitre de conducción que, desde un punto de vista modular, sea capaz de integrar todos los elementos relacionados con la conducción, seguridad y vigilancia. Aspectos interesantes del proyecto son, por ejemplo, las mejoras en la interrelación entre hombre y máquina, con el fin de reducir los tiempos de reacción en el área de conducción; la reducción de costes de diseño y construcción para los fabricantes y una significada reducción de costes de explotación para las compañías ferroviarias. El proyecto EUDD debe dar, finalmente en un estándar europeo.

Este estándar europeo es el Leaflet 612 de UIC. Este Leaflet se presentó en abril de 2009 en París, en la sede de UIC. De manera sucinta se trataron los diferentes subdocumentos, que son el UIC 612-0, UIC 612-1 y UIC 612-2. El primero de ellos trata sobre los requerimientos funcionales y de sistema de un estándar de interficie hombre-máquina (DMI); básicamente especifica la localización precisa y las funciones de cada elemento, tanto del pupitre de conducción como de los MMI, para las unidades de tracción. El segundo, el UIC 612-1 trata de los procedimiento de conducción y de las configuraciones operativas. Finalmente, el Leaflet 612-2 trata sobre los requerimientos para la integración del material motor de los ferrocarriles europeos.

Tal y como se ha comentado, en el Leaflet 612-0 se determinan los requerimientos funcionales y la estandarización de los elementos del DMI y del pupitre de conducción. Como guía general se ha seguido el siguiente criterio: ‘El conductor debe prestar la máxima atención a las señales y la interpretación de sus aspectos. En consecuencia debe ser posible que realice todas las operaciones de conducción sin que se distraiga de observar el trazado y las señales. El conductor no debe operar sobre equipamiento o aparatos secundarios o no esenciales. Por tanto, el conductor no debe necesitar interactuar con ningún panel trasero o en cualquier ubicación similar.’ En este punto también se añade: ‘La información no esencial para la conducción sólo deberá ser mostrada si tiene impacto sobre la operatividad (estado de la tracción, fallos, etc.). Un estándar estricto será implementado con el fin que se eviten las distracciones innecesarias. Con respecto a la visibilidad y ubicación de las señales, el diseño de la cabina cumplirá con las TSI correspondientes, la ficha UIC 651 y los estándares relevantes EN.’

Del resultado del proyecto MODCONTROL, concretamente el subproyecto EUCAB, en el Leaflet 612-0 se determina como la siguiente distribución el estándar al cuál se deben acoger los constructores.


En este esquema de vista superior se observan los diferentes displays y controles MMI. De izquierda a derecha el TRD (Train-Radio Display), el ETD (Electronic Timetable Display), el CCD (Control and Command Display) y el TDD (Technical and Diagnostic Display), el último módulo corresponde a elementos opcionales como relojes de manómetros, velocidad y otras medidas. En el tablero, como mandatorios, y de izquierda a derecha, están el freno de urgencia, controles de pantógrafo y disyuntores, controles de ATC, mandos de velocidad prefijada, tracción/freno y frenos neumáticos, inversores de marcha. Opcionalmente existen otros mandos, como arenados, iluminación, etc. Esta distribución corresponde a una marcada tendencia que se ha venido produciendo en el diseño de las cabinas de conducción, siendo, en España, la locomotora de la serie 250 de Krauss-Maffei, la primera que se contempló un diseño ergonómico y unificado de los elementos de la cabina de conducción. Posteriormente, las series 251 y 252 de RENFE, siguieron con esta distribución más o menos unificada. La siguiente imagen muestra la cabina de la serie 252 y su distribución racional.


Como se puede observar, se trata de una cabina transición entre el analógico y el digital. Lo más remarcable es que siendo tecnología desarrollada a finales de los 80 y principios de los 90, ya se intuía la distribución que el Leaflet 612 marca como estándar.

Un ejemplo de la aplicación de las prescripciones derivadas del proyecto EUDD se pueden ver en la cabina de conducción de la locomotora serie 253. Esta locomotora, cuyo constructor es Bombardier, pertenece a la familia de locomotoras denominadas TRAXX. Como se puede observar, se sigue fielmente el estándar de cabinas de conducción, aunque con ciertas adaptaciones a las necesidades de explotación de la red española, ya que no se han pensado, estas locomotoras, como tracción de trenes transfronterizos.


La idea principal de la creación de los estándares de diseño y construcción de cabinas de conducción es, como se indicaba, la normalización de la ubicación de elementos y su funcionalidad con el fin de incrementar la seguridad en la conducción. Aunque se haya visto de manera breve la distribución y se han indicado dos ejemplos de cabinas diseñadas antes y después de la normalización y estandarización, se indica como primer punto de discusión y debate la necesidad de adaptarse a las operaciones de las diferentes redes. Tal y como se indicaba, en la cabina de la locomotora 253, la distribución de los elementos no es fiel al cien por cien al Leaflet 612 ya que la implantación de un sistema nuevo de repetición de señales en cabina denominado ASFA-Digital, no situado donde es estándar indica, hace crecer, en el caso de querer transformar esta locomotora para servicios internacionales, los tiempos de adaptación y aumentan los gastos. Ésto no es tan disparatado, teniendo en cuenta que en las especificaciones de compra de las locomotoras de la serie 252 no se contemplaba la posibilidad de circular bajo catenaria de 1.5 kV cc, como en la red francesa y sin embargo se están transformando un pequeño número de ellas, para poder circular en el país vecino y cubrir tráficos de mercancías entre Perpignan y Barcelona. En conclusión, la estandarización del diseño y construcción de cabinas de conducción no se hace efectivo totalmente si, adicionalmente, los diferentes módulos, como los paneles de señalización o repetición de indicaciones de señales en cabina no obedecen a otra serie de estándares de tipo ergonómico, es decir, en su ámbito MMI.

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Estandarización

La liberalización de los tráficos ferroviarios en Europa ha comportado numerosos cambios en el diseño, construcción y operaciones del material rodante y tractor. La necesidad de crear unificación de criterios en los diferentes ámbitos en los que se desarrolla y desenvuelve el ferrocarril ha permitido racionalizar la explotación de los mismos entre diferentes países y entre diferentes redes.

Entendiendo como estadarización el marco de regulación respecto al diseño y la explotación en el que se unifican los requerimientos funcionales y no funcionales de un modo preciso e unívoco, nos encontramos que UIC (Union International des Chemins de Fer) lidera inicitativas con respecto a la explotación de los ferrocarriles desde hace años. Con la aparición de las directivas de la Comisión Europa que han llevado a un marco liberal de explotación ferroviaria, UNIFE ha tomado la iniciativa con respecto a la estandarización y las ha llevado al ámbito del diseño y la construcción.

Por parte de UNIFE la iniciativa más notable es el proyecto MODTRAIN, este proyecto se postula como una integración de diferentes subproyectos, que en conjunto establece el concepto de la innovación en los diferentes sistemas de los ferrocarriles integrados como módulos. Este concepto persigue, de cara al diseño y explotación, en el abaratamiento de costes tanto de construcción como de explotación. El proyecto se dividió en cuatro subproyectos que son MODBOGIE, MODCONTROL, MODPOWER y MODLINK.

Como se puede observar, la estandarización se plantea en todos los ámbitos que conciernen al ferrocarril. Sin embargo, nos centraremos en la estandarización de los sistemas de control y supervisión en la conducción; por consiguiente nos ceñiremos al ámbito que cubre MODCONTROL y MODLINK.

MODCONTROL es el proyecto o línea de investigación que engloba el TCMS (Train Control and Monitoring System), concretamente, en el proyecto se avanza sobre la estandarización de los módulos funcionales de control y vigilancia y sus interconexión con otros subsistemas.

MODLINK se marca como objetivo el avanzar en los ámbitos de la integración de las cabinas de conducción y las interficies de operación y conducción (EUCAB), el desarrollo de interficies para tripulación y pasajeros (EUPAX) y el desarrollo de sistemas de transmisión unificados entre diferentes vehículos de diferentes operadores (EUROCOUPLER). De todos los proyectos, EUCAB es el que estudiaremos y sobre el que se irá desarrollando a lo largo de los diferentes artículos del blog.

Los resultados de EUCAB dieron lugar a la aparición del Leaflet de UIC numerado como 612 (Leaflet UIC-612) y sus diferentes subdocumentos, estos documentos se organizan como sigue:


Este conjunto de documentos abarcan las funcionalidades y operaciones que debe realizar el conductor a lo largo de la actividad así como los requerimientos que debe tener la ubicación de aparatos, pantallas, indicadores y mandos.

A lo largo de diferentes artículos se irá haciendo una descripción de los difentes documentos, así como aportando ideas y reflexiones acerca de las estandarizaciones propuestas.

EUCAB

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Interoperabilidad

Según Michael Clausecker en una entrevista para ABB Review, la UNIFE se constituyó para prestar apoyo a los fabricantes europeos de material ferroviario en diferentes ámbitos, tales como la armonización técnica y regulación de sistemas ferroviarios y poniendo en marcha y promoviendo programas conjuntos entre operadores y constructores.

Esta necesidad de generar la interoperabilidad de tráficos, la capacidad de que diferentes locomotoras y vagones puedan circular por las diferentes redes europeas, evitando los sobrecostes de trasvase de mercancías, cambios de tracción, pagos de peajes y demás, al no haber unificación de servicios y operaciones, se hace patente cuando se estudian los diferentes volúmenes de tráfico en los corredores europeos. Con la aparición del mercado único europeo, las políticas y regulaciones interestatales en el marco de la Comisión Europea han estado orientadas, al igual que UNIFE, a lograr la interoperabilidad.

En este marco, podríamos considerar dos tipos de tráficos, aunque existen otros que también requieren la capacidad de la circulación indistinta por diferentes redes ferroviarias; nos referimos a los tráficos de larga distancia de pasajeros y mercancías, siendo el de pasajeros, principalmente el de alta velocidad. Mientras que se están construyendo redes de líneas de alta velocidad nacionales pero con un fuerte carácter internacional, las actuaciones en el ámbito de las mercancías es bien distinta. Las redes de mercancías, los corredores, se construyen sobre la adaptación y adecuación de las líneas ya existentes. La naturaleza de los transportes de mercancías así lo exige. Carece totalmente de sentido construir líneas específicas y dedicadas para estos servicios. Sin embargo, el hecho que un servicio de mercancías, un tráfico, por ejemplo, que cruce Europa de norte a sur, no exija una línea dedicada, no implica que existan unos requerimientos tanto de material como de infraestructura que exijan actuaciones de ámbito supranacional y del conjunto de operadores, gestores de las infraestructuras e incluso constructores.

Los primeros pasos hacia la interoperabilidad de tráficos y servicios vino de la mano de los propios constructores. Ante las problemáticas que se planteaban al existir diferentes infraestructuras en diferentes países, por ejemplo, diferentes tipos de tensión en la electrificación, obligó a los constructores a diseñar locomotoras que fuesen capaces de circular indistintamente por diferentes redes ferroviarias. Así, se empezaron a originar tráficos en los que no se exigía, al menos por motivos técnicos, el cambio de tracción, es decir de locomotora, en la frontera entre diferentes países.

Estas necesidades en el diseño y construcción de las plataformas de tracción llevó al concepto de modularidad, así, las nuevas locomotoras, verdaderas plataformas donde se integraban los módulos y elementos que hacían posible la tracción en diferentes tipos de redes, daban solución a la problemática de la interoperabilidad de tráficos. El más reciente ejemplo es el que nos proporciona Siemens con Vectron. Cierto es que las locomotoras proporcionan una cierta unicidad en su diseño y construcción, de modo que juntamente con otros diferentes constructores de locomotoras como Bombardier, Vossloh y Alstom, existe una marcada tendencia a la unificación de criterios y por tanto de facilidades en la explotación.

Una iniciativa de UNIFE que ya se presentó en 2002 corresponde al desarrollo de un criterio de unificación en el diseño de un pupitre de conducción. Este proyecto obtuvo como resultados una serie de especificaciones que aconsejaban a los constructores en su diseño y construcción. Una gran carencia de este proyecto fue no tratar el tema de la operatividad y funcionalidad, quedándose únicamente en el diseño modular de las interficies y elementos de uso y ciñéndose a la ergonomía y comodidad. La consideración particular es que se hace necesario el desarrollo de un proyecto de unificación de criterios de conducción y operaciones del conductor sobre la locomotora y el tren que arrastra, todo en un contexto de tráficos internacionales, múltiples operadores, diferentes locomotoras circulando en diferentes redes, pero con siendo el tipo de tráfico, el de mercanías, el denominador común.

UNIFE_Presentation

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