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VISUALIZACIÓN DE INFORMACIÓN EN CABINAS DE CONDUCCIÓN (I)

A continuación se presentarán una serie de artículos referidos a la visualización de información en la cabina de conducción. En este artículo tratará sobre la diferente información que se presenta al conductor en la cabina durante la conducción, referida a la propia locomotora, este ámbito de estudio se restringirá a locomotoras y más concretamente aquellas adscritas a servicios de transporte de mercancías, y a las señales que debe respetar; adicionalmente se estudiará el modo en que el conductor maneja la información referida al itinerario y el horario.

Se plantean una serie de problemáticas sobre los que la técnica ha avanzado y sigue avanzando buscando garantizar la seguridad en la circulación y adicionalmente incrementar la productividad, es decir, respetar los horarios y economizar las marchas de los trenes. Estas cuestiones son generales con respecto a la explotación ferroviaria, independientemente del tipo de tráfico que se trate. Sin embargo, diferentes tráficos expresan diferentes necesidades, así los tráficos de alta velocidad participan de los avances en cuanto a seguridad en la circulación, más concretamente en el modo de gestionar tráficos donde las distancias de frenado son considerables y donde, actualmente, se presentan problemas de congestión de tráfico. Servicios de transporte urbano e interurbano requiere avances en la seguridad de la circulación líneas saturadas. Sin embargo, salvo contados casos en Europa, no existe una política general de explotación de líneas específicas dedicadas a transporte de mercancías, cuya envolvente, entendiendo envolvente como todo el ámbito referido a seguridad en la circulación y economía de explotación, esté dedicada por completo a la tracción de trenes mercantes.

Siguiendo la clasificación de problemática anterior, en este artículo se tratará de determinar la información específica que trata un conductor de locomotoras de trenes de mercancías en España, determinar qué información gestiona el conductor para respetar las limitaciones propias del itinerario y qué información dispone el conductor para cumplir con el horario establecido.

Las líneas de ferrocarril en España, perteneciente a la red administrada por ADIF, cuentan con diferentes reglamentaciones y normativas, las tres jerárquicamente más importantes son el Reglamento General de Circulación, las Prescripciones Técnicas y Operativas y las Normas Específicas de Circulación, cada una de ellas con una aplicación diferente para distintas líneas. En este caso estudiaremos el RGC y las PTO; aunque existen infinidad de consignas, circulares, normativas específicas, etc., las que rigen, al nivel que nos interesa, las líneas por las que pueden circular locomotoras con trenes de mercancías son las dos anteriormente citadas.

Estas normativas o regulaciones hacen referencia a diferentes sistemas de señalización y bloqueo de trenes. Mientras que el RGC con las órdenes que se dan al conductor por medio de señales luminosas, carteles y cartelones, son de propósito general, es decir, se implementaron en la red de ancho 1.668 mm para todo tipo de tráfico y velocidades de hasta 200 km/h, las PTO hacen referencia a las órdenes de las señales, carteles e indicadores, tanto lateral (supletoria) como en cabina, que los conductores deben obedecer para circular por líneas de ancho 1.453 mm. Esta última normativa y sistema de seguridad se implementó para las líneas de alta velocidad de nueva construcción a partir de 1992, y aunque deberían ser potestativas de trenes de viajeros, el tramo comprendido entre el puerto de Barcelona y el puerto seco de Perpignan, la términal de mercancías de Le Soler, recibirá circulación de trenes de mercancías, y en un primer momento, traccionados por locomotoras de renfe serie 252.

La información que el maquinista de una locomotora de trenes de mercancías debe obedecer y respetar cuando circula al amparo del RGC se recoje en el Título II de dicho documento. De manera sintética diremos que el maquinista siempre conoce la situación del siguiente cantón por medio de las órdenes de las señales y adicionalmente, algunas órdenes le aportan información de la situación de la señal que protege el cantón posterior. Un caso concreto sería el que se da en el Artículo 211 punto 1, el maquinista antes del paso por la señal sabe que el siguiente cantón está libre y que al entrar en el otro debe obedecer una limitación de velocidad en la circulación por puntos del trazado determinados en el artículo.

Artículo 211 RGC

Adicionalmente a esta reglamentación existe un sistema de supervisión del comportamiento del maquinista respecto a la visualización de las señales y sus indicaciones y obediencia de las mismas; este sistema se denomina ASFA (Anuncio de Señales y Frenado Automático). Básicamente se trata de un sistema que repite la orden que presenta la señal en un panel situado en la cabina y que el maquinista debe atender por medio de unos botones de reconocimiento con el fin de indicar al sistema que ha visualizado la señal, supervisando puntualmente la actuación del maquinista (velocidad) y apareciendo, en algunos casos, una indicación recordatoria de la orden de la señal o cartel (ciertas limitaciones de velocidad).

Panel repetidor ASFA

En las líneas de alta velocidad construidas con posteridad a 1992, como por ejemplo la que une Barcelona y Madrid, se rigen por las PTO. Esta normativa incluye los sistemas de seguridad que permiten la circulación a alta velocidad. Por encima de los 200-220 km/h se hace necesaria una serie de modificaciones con respecto a los modos de conducción como por ejemplo el que se rige bajo el RGC ya que el aumento de velocidad disminuye los tiempos de comprensión, asimilación y reacción del conductor con lo que el nivel de seguridad se degrada; una de las soluciones que se alcanzaron, en ámbito internacional, fue la de trasladar la fuente de información, es decir las órdenes de las señales, al interior de la cabina de conducción y aumentando el ámbito sobre el que hace referencia la orden, así si la distancia ‘de trabajo’ de un conductor en sistemas como RGC-ASFA es en torno a los 1.500 m., un sistema como el PTO-ECTS los aumenta hasta los 8000 m. o más. Estos sistemas, ERTMS-ECTS, y otros similares como son LZB

Indicador modular cabina s. 252

y TVM son sistemas que no presentan las órdenes a través de codificaciones de formas y colores sino que presentan directamente las velocidades de restricción tanto en el punto presente de circulación como un punto dado sobre el que se circulará. En este caso las vigilancias del sistema no son puntuales sino que son continuas, esto significa que en todo momento el tren debe respetar las velocidades máximas que por bloqueo, itinerario u horario se deben cumplir.

Para el caso concreto de la locomotora de la serie 252, y centrándose en la información relativa a las órdenes de bloqueo, vemos los dos tipos de displays que se ofrecen.

Panel repetidor ASFA Digital

Uno corresponde a la circulación de la locomotora al amparo de RGC y ASFA, otro al amparo de RGC y ASFA Digital y finalmente el display estándar de las PTO y ERTMS-ECTS. El del ASFA se puede ver un poco más arriba y a la izquierda se encuentra el dibujo correspondiente al panel repetidor ASFA Digital. A continuación podemos ver el esquema de velocidades máximas y autorizadas, los colores asociados y su presentación en el velocímetro.

Curvas de supervisión de ERTMS-ECTS

En circulación bajo RGC y ASFA, la interpretación de las órdenes de señales y carteles debe hacerse visualmente y al paso por las mismas, con cierto grado de anticipación en función de la visibilidad a distancia de las mismas y de la repetición en cabina por avanzado (apenas 300 metros) de algunas órdenes por medio de balizas situadas en la vía. El conductor no debe prestar atención al interior de la cabina, únicamente un tiempo mínimo, del orden de los 5 segundos, para accionar el botón de reconocimiento del sistema ASFA, pero cuya movimiento mecanizado hace que el pulsar el botón sea algo mecánico. En el hipotético caso de no visibilidad de la señal (fundido de lámpara), indicación contradictoria, niebla, etc., el conductor debe actuar como si la señal presentase la orden más restrictiva, con lo que no se hace necesaria la observación atenta del panel repetidor para asimilar la orden, puesto que, con el reglamento en la mano, independientemente de la orden que repita el panel, el maquinista debería actuar con la máxima cautela, y esto implica una reducción de la velocidad sin necesidad de interpretar la información del panel repetidor ASFA.

En circulación bajo PTO, existen dos modos, ASFA supletorio y señalización en cabina, alguno de los niveles de control de ERTMS-ECTS. El primero de ellos, las órdenes de circulación se dan en señales situadas a los lados del trazado, tal y como se da en la circulación bajo RGC, aunque las indicaciones de las órdenes son diferentes. Para este tipo de circulación extraordinaria, es decir, cuando no es posible circular bajo supervisión del ERTMS-ECTS, el comportamiento del conductor es esencialmente igual al descrito en el párrafo anterior, con pequeñas diferencias no reseñables.

La diferencia viene cuando se circula con PTO y ERTMS-ECTS. Este modo de circulación permite lo que se denomina el ATO-ATC, es decir, el control del tren por parte del sistema de supervisión, o lo que es lo mismo, la conducción automática. ERTMS-ECTS está pensado para circular de este modo, puesto que, en trenes de alta velocidad, como es un servicio de viajeros con una unidad serie 103 con velocidad máxima de 300 km/h con los niveles actuales de explotación, es tremendamente difícil cumplir los horarios con holgura, ya que los márgenes de seguridad y circulación son estrechos y una parada de emergencia, para un orden de deceleración en torno a 0.45 m/s2, debida a un rebase de la velocidad máxima de 300 km/h puede suponer una pérdida de hasta más de 10 minutos sobre el tiempo de viaje (entre parada total y recuperación de la velocidad).

DMI

Estas características no son las que se darían en un hipotético servicio de una locomotora serie 252 circulando bajo ERTMS-ECTS y arrastrando un tren de mercancías. Como circular en ERTMS-ECTS implica casi el uso obligatorio del sistema de conducción automática, usándose únicamente en condiciones degradadas, no es objeto de este artículo estudiar este supuesto; con lo que en el siguiente artículo se estudiará en profundidad el grado de antención y la labor de interpretación de las señales laterales que muestran las órdenes e indicaciones del RGC y el grado de atención y la labor de interpretación de los paneles ASFA y ASFA-Digital.

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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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