PTC 2.0: Wabtec lidera los avances decisivos en el software fundamental de seguridad ferroviaria
Introducción
Positive Train Control, o PTC, celebró recientemente el cuarto aniversario de su exitoso lanzamiento en EE. UU. Sin embargo, este logro, y el esfuerzo de desarrollo realizado durante más de una década, tienen sus raíces en una tragedia que se remonta al 12 de septiembre de 2008, cuando un tren de pasajeros y un tren de carga chocaron en el barrio de Chatsworth de Los Ángeles.
Tras ese terrible accidente, el Congreso aprobó una ley que obligaba a los ferrocarriles a implementar un sistema de seguridad nacional que supervisara el movimiento de todos los trenes de los EE. UU. a lo largo de casi 60,000 millas de vías, asesorando a las tripulaciones y deteniendo automáticamente los trenes según fuera necesario.
La puesta en práctica de ese mandato llevó 12 años y requirió una enorme inversión e innovación entre los ferrocarriles de clase I, los operadores más pequeños y los principales proveedores de tecnología, incluida Wabtec. Para hacerse una idea de la envergadura de este esfuerzo, piénsese en lo que un transportista de clase I le dijo al periodista de Los Angeles Times, David Lauter, acerca del cumplimiento: «La BNSF tuvo que construir unas 6.000 torres laterales para transmitir señales a lo largo de 11.500 millas de vías e instalar ordenadores a bordo en 5.000 locomotoras». (Fuente: Los Angeles Times, «Estados Unidos por fin tiene un sistema para prevenir accidentes ferroviarios mortales», 2 de enero de 2021).
Lauter también mencionó otro requisito clave (y exigente) de PTC: «Como los motores de una vía férrea circulan con frecuencia por vías que son propiedad de otra, los sistemas utilizados por cada una de las siete principales vías férreas de carga del país y más de dos docenas de líneas de transporte de mercancías y cercanías más pequeñas tenían que ser totalmente interoperables».
Lo que no sabía en ese momento es que Wabtec desarrollaría el software PTC de los 5000 ordenadores de a bordo de BNSF (y de los más de 22 000 ordenadores de a bordo de la industria ferroviaria en general), y que la solución PTC de Wabtec se convertiría en un estándar del sector, ya que proporcionaría más de 1 millón de millas de protección activa de los trenes en el servicio de ingresos todos los días, a 97 operadores ferroviarios de todo el mundo.
Un buen comienzo en PTC
Ni la industria ferroviaria ni Wabtec se vieron sorprendidas por la histórica legislación del PTC. Wabtec ya estaba desarrollando un producto de seguridad basado en el GPS y en una base de datos de a bordo repleta de elementos fundamentales para la ruta, y tenía varios clientes piloto entre los transportistas de clase I.
Las soluciones de PTC se basan en cuatro pilares. Están diseñadas para evitar que los trenes sobrepasen los límites de la autoridad, se descarrilen debido a una velocidad excesiva, pasen por una intersección que no esté alineada con ese tren e invadan zonas de trabajo en las que puedan estar trabajando trabajadores y equipos.
Sin embargo, ampliar todas estas capacidades supondría un enorme desafío. La solución PTC piloto de Wabtec funcionó solo en algunos tramos de vía, no en toda la red ferroviaria de América del Norte. Era necesario «desarrollar» mucho más la infraestructura de señalización lateral y las redes de comunicaciones, por no hablar de abordar toda la cuestión de la interoperabilidad.
PTC como «superposición»
Con la seguridad como su «estrella polar» y los cuatro pilares de la protección como su primer objetivo, Wabtec fue pionera en la innovación del software de PTC para el sector y obtuvo varias patentes. Sin embargo, lo hizo dentro de los parámetros prácticos de lo que la industria realmente quería.
«Es importante entender que la implantación de PTC se debió al deseo de la industria ferroviaria de mejorar su estrategia operativa, no de sustituirla», comenta Jeff Kernwein, vicepresidente del grupo de Inteligencia Digital de Wabtec. «Con ese fin, diseñamos nuestro software original de PTC para que el ingeniero no cometiera errores y, al mismo tiempo, preservara su autonomía para operar de forma segura y cumplir con sus responsabilidades diarias».
Gracias a esta capacidad de aumentar los niveles de seguridad y, al mismo tiempo, respetar las tradiciones, el software PTC de Wabtec se ha convertido en un elemento imprescindible en todas las cabinas de locomotoras de clase I.
Un nuevo camino para el resto del mundo
Wabtec ha estado probando los límites del software de PTC, y su última versión está preparada para reescribir los supuestos convencionales de seguridad, capacidad e inversión en infraestructura.
«Hace diez años, cuando nosotros y los transportistas de clase I estábamos desarrollando la primera generación de soluciones de PTC, nos guiamos por la idea de que el software de PTC actuara como un complemento», recuerda Kernwein. «En la actualidad, recibimos comentarios de clientes interesados en explorar un nuevo paradigma de seguridad y capacidad que requiera menos infraestructura periférica».
Por ejemplo, en lugar de confiar en una autoridad basada en el aspecto de la señal o en los formularios, ¿qué pasaría si la autoridad pudiera simplemente transmitirse al sistema PTC de a bordo de la línea férrea sin necesidad de emitir ninguna señal lateral?
Este cambio podría ofrecer una alternativa atractiva y de menor coste a las redes ferroviarias emergentes de todo el mundo. Dicho de otro modo, los ferrocarriles de Sudamérica, África, el sudeste asiático y Australia podrían prescindir de las costosas construcciones de señalización lateral y pasar directamente al PTC 2.0, haciendo realidad sus proyectos ferroviarios de forma más rápida y económica, sin sacrificar la seguridad.
PTC 2.0: el mejor escenario para la seguridad y la capacidad
Para llegar a un mundo en el que ya no sea necesaria la señalización lateral y en el que las soluciones de a bordo permitan a los trenes circular de forma autónoma, es preciso potenciar aún más las capacidades de seguridad de los nuevos sistemas PTC.
Wabtec ofrece una visión de este futuro con su oferta de PTC 2.0, que contiene el nuevo software «Independent Validation Office Controller» (IVOC) que controla todo el ferrocarril. El IVOC conoce la ubicación y las características de cada tren, así como el lugar al que puede ir cada tren, lo que se ve reforzado por una navegación de precisión.
«La combinación de información de autoridad basada en normas y telemetría de precisión en PTC 2.0 supone una mejora radical de la seguridad y, al mismo tiempo, transforma la función de planificación de la capacidad, lo que permite a los operadores colocar más trenes en sus vías de forma segura, sin tener que utilizar por defecto el espaciado entre trenes en el peor de los casos», concluye Craig Green, director sénior de Wabtec que supervisa el desarrollo del IVOC.
La planificación del «peor tren posible» mejora la seguridad de las líneas al garantizar que el tráfico de las vías esté adecuadamente espaciado para adaptarse a los peores escenarios, como un tren pesado y cargado de carbón que viaje a toda velocidad. Este sistema protege a los trenes al proporcionar una gran distancia entre ellos, «por si acaso».
Sin embargo, con la solución PTC 2.0 de Wabtec, los ferrocarriles pueden empezar a pasar de la planificación del «peor escenario posible» a un nuevo paradigma que maximice la capacidad y la rentabilidad de forma segura, todo ello en función de las ubicaciones y características «reales» de cada tren de la manzana.