Dinamarca ha sido uno de los países pioneros en la renovación del sistema de señalización ERTMS Nivel 2. Seis líneas, que suman más de 350 kilómetros, cuentan ya con el sistema: las denominadas EDL (Early Deployment Line, líneas piloto en las que se inició el programa de renovación), concretamente, EDL East North, EDL East South y EDL West; y las denominadas RO (Roll-out, despliegue), RO7 East, RO8 West y RO5 West. Desde 2017, Ineco ha colaborado con el gestor de infraestructuras ferroviarias danesas Banedanmark en el despliegue, que se prevé extender a la totalidad de la red hacia 2030.  

El ERTMS (European Rail Traffic Management System) es el sistema de gestión de tráfico ferroviario que la Comisión Europea está impulsando en los nueve principales corredores del territorio de la Unión, donde operan más de 20 sistemas de señalización diferentes, que la Comisión denomina ‘sistemas de clase B’. En la práctica, esto significa que cuando un tren cruza de un país a otro puede tener que cambiar de locomotora, de maquinista o incluso la composición entera. La solución es un sistema común, el ERTMS, que aporta grandes mejoras en la explotación ferroviaria, permitiendo la circulación interna y entre fronteras de todos los trenes con mayor capacidad, más seguridad y menores costes. 

Dinamarca, con algo menos de 6 millones de habitantes en un territorio de cerca de 43.000 km², registra la octava renta per cápita más alta del mundo, y dispone de una red de transporte terrestre –urbana, viaria, marítima y ferroviaria– extensa y eficiente, si bien en pleno proceso de ampliación y renovación con un ambicioso programa de inversiones. En lo que se refiere al ferrocarril, la explotación de la red, de más de 2.600 kilómetros en ancho estándar (1.435 mm), está liberalizada y cuenta con operadores tanto públicos como privados. 

Estación central de Copenhague. / FOTO_MARTA CARNERO (FLICKR)

En cuanto a las infraestructuras, el organismo Banedanmark, dependiente del Ministerio de Transporte, se encarga de gestionar el mantenimiento, la construcción de nuevos tramos y la supervisión de los sistemas de seguridad. Los programas de mejora y modernización se centran sobre todo en la renovación integral de la electrificación y de la señalización. Según la propia Banedanmark, “los nuevos sistemas de señalización” –(CBTC, Communication Based Train Control, para el cercanías de Copenhague y ERTMS para la red nacional)– “causarán menos demoras, y permitirán aumentar la velocidad y el número de trenes”, con “una disminución del 80% de los retrasos relacionados con la señalización en las líneas principales y regionales, y del 50% en las líneas de cercanías de Copenhague”.

Jens Holst Møller, ingeniero jefe de Integración de Sistemas de Señalización de Banedanmark, explica que “tras la renovación de los sistemas de señalización, se han puesto en operación comercial con ERTMS Nivel 2 seis líneas con una longitud total de 353 kilómetros”. Además, –añade– “se ha construido una nueva línea de alta velocidad de 56 kilómetros con ERTMS Nivel 2, aunque se ha puesto en servicio temporalmente con un sistema de señalización de clase B superpuesto debido a que hay trenes que aún no lo tienen, si bien está previsto que el ERTMS entre en servicio en toda la línea a finales de 2022”.

El rendimiento del sistema de señalización basado en el ERTMS L2 es muy bueno y los usuarios finales están muy satisfechos. Jens Holst Møller

Holst Møller adelanta que “el resto de las líneas renovarán su señalización y pondrán en servicio con ERTMS Nivel 2 durante los próximos ocho años. Se espera que la conversión de la red ferroviaria nacional a ERTMS Nivel 2 se complete en 2027 en el lado oeste de Dinamarca (Jylland) y en 2030, en el lado Este”. 

Un cambio completo de sistema como este no está exento de complejidades; según el máximo responsable de ingeniería de Banedanmark, “los principales desafíos han sido el desarrollo de las aplicaciones genéricas de ERTMS, tanto para el sistema embarcado como en el de vía, y la industrialización del despliegue”.

En concreto, explica que “la instalación de los sistemas embarcados ha llevado mucho más tiempo del previsto” debido “al tiempo de desarrollo del sistema embarcado genérico y a desafíos clásicos como la modernización de material rodante más antiguo y la lenta industrialización de los procesos de instalación”, y, además, “se está llevando a cabo una importante renovación de la flota danesa; la instalación de ERTMS abarca todos los trenes de pasajeros existentes que no están pendientes de renovación. El total de trenes que quedan por adaptar es de unos 300, de los cuales más de la mitad ya han sido puestos en servicio con ERTMS Nivel 2. Todos los trenes existentes serán equipados por Alstom dentro del contrato de equipamiento embarcado, pero los nuevos están siendo suministrados con el sistema ERTMS que haya elegido el operador o el fabricante”.

Comparativa de la estructura del ERTMS completo y los sistemas de clase B. IMAGEN_INECO

Con todo, el balance final es positivo, concluye Holst Møller: “El rendimiento del sistema de señalización basado en el ERTMS Nivel 2 es muy bueno tras finalizar la estabilización inicial, y los usuarios finales están muy satisfechos”.

Colaboración entre Ineco y Banedanmark

En España, Ineco lleva muchos años dando soporte a Adif y Renfe en las pruebas ERTMS de infraestructura y de integración tren-vía previas a la puesta en servicio de nuevas líneas y trenes. Además, desde 2015 la compañía está a cargo del control y seguimiento del plan de despliegue del ERTMS en los corredores europeos. Fue precisamente esta experiencia de la compañía la que hizo posible que el gestor de infraestructuras ferroviarias danesas Banedanmark le confiara la estrategia de pruebas para la puesta en servicio del sistema en su red. El punto de partida fueron dos líneas piloto, denominadas EDL West y EDL East North. Así, desde principios de 2017, Ineco ha estado colaborando con Banedanmark en el proyecto de renovación de la señalización (Signalling Programme), que contemplaba la instalación del ERTMS. 

Dentro del contrato inicial (en el que participó también el CEDEX, el Centro de Estudios y Experimentación de Obras Públicas, dependiente del Ministerio de Transportes español), se elaboró una especificación genérica de pruebas ERTMS Nivel 2 para las dos líneas piloto, basada en los requisitos funcionales y en las reglas y escenarios operacionales daneses. Asimismo, Ineco llevó a cabo las campañas de pruebas en laboratorio y el análisis de los resultados, y definió una estrategia de pruebas a realizar para la puesta en servicio de futuras líneas. En marzo de 2018, una vez concluido el primer contrato, Banedanmark e Ineco firmaron un acuerdo marco de colaboración hasta enero de 2022, fecha en que se ha renovado de nuevo la colaboración hasta finales de 2025. 

Durante estos cuatro años, la compañía  ha participado en la definición, ejecución, análisis y elaboración de informes de campañas en líneas como: RO1 East (NLCR, Copenhague – Ringsted), RO4 West (Vejle/Skanderborg – Herning – Holstebro), RO5 West (Langå – Struer – Holstebro), RO7 East (Næstved – Rødby), RO8 West (Struer – Thisted), pertenecientes tanto a la parte este (Alstom) como a la parte oeste (Thales) así como en las campañas de pruebas con motivo de las nuevas versiones de datos y de genérico del RBC de las líneas piloto (incluyendo la parte sur de la EDL East, entre Køge y Næstved).

También se ha realizado el mantenimiento de las especificaciones genéricas de pruebas, adaptándolas a las nuevas funcionalidades implementadas en las líneas, y se ha dado soporte en su actualización a la nueva versión de las especificaciones europeas ETCS Baseline 3 Release 2 (SRS 3.6.0).

DESPLIEGUE ERTMS EN DINAMARCA. Para licitar por separado el suministro e instalación del sistema ERTMS/ETCS, la red ferroviaria fue dividida en dos: el lado este, que se adjudicó a Alstom, y el lado oeste, que correspondió a Thales; mientras que inicialmente los sistemas ERTMS embarcados de los trenes eran exclusivos de Alstom. / MAPA_BANEDANMARK

ERTMS en Ineco, en busca de la mejora continua a través de la digitalización

Silvia Domínguez, ingeniera de telecomunicaciones

Los sistemas de control, mando y señalización se componen de todos aquellos equipos a bordo del tren y en la infraestructura necesarios para garantizar la operación segura de los vehículos que circulan por la red. Son, por tanto, la clave para el funcionamiento de un servicio ferroviario europeo seguro, eficiente, interoperable, robusto y fiable en Europa.

ERTMS es el estándar de señalización impulsado por la Comisión Europea. Este estándar define el sistema automático de protección de los trenes mediante el intercambio de información entre los sistemas ERTMS instalados en el material rodante y los instalados en la infraestructura.

La implantación del sistema ERTMS permite una serie de mejoras en la explotación ferroviaria, como son la interoperabilidad de circulación de diferentes tipos de tren en distintas infraestructuras, y el incremento de los niveles de seguridad y de la capacidad de circulación en las líneas.

Ineco ha estado siempre presente en los proyectos y grupos de trabajo europeos que definen el sistema ERTMS, trabajando en colaboración con la industria, los usuarios, los organismos legisladores y las agencias de seguridad. Actualmente, lideramos la gestión de la implementación del ERTMS en Europa, y estamos presentes en los grupos de trabajo encargados de definir el futuro del control, mando y señalización en Europa. Nuestra compañía basa la gestión de los distintos proyectos ERTMS en el profundo conocimiento técnico del sistema y en la amplia experiencia adquirida en grandes proyectos.

Las nuevas tecnologías están listas para su uso en el ferrocarril con un enorme potencial para mejorar los servicios de pasajeros y mercancías. La digitalización, junto con la automatización, es la forma más eficaz de aumentar el rendimiento y la capacidad con menos inversiones en nuevas infraestructuras. Gracias a la experiencia y proyectos en los que ha estado involucrada la compañía, podemos decir que somos capaces de sacar todas las ventajas de digitalización del sistema e incluso adelantarnos a las necesidades del sector. 

La implantación del sistema ERTMS permite una serie de mejoras en la explotación ferroviaria, como son la interoperabilidad de circulación de diferentes tipos de tren en distintas infraestructuras, y el incremento de los niveles de seguridad y de la capacidad de circulación en las líneas. IMAGEN_ARCHIVO INECO

Ejemplos claros relacionados con nuestros trabajos de pruebas del sistema ERTMS son la virtualización de campañas de pruebas ERTMS, su parametrización y automatización en el análisis de resultados. Estas optimizaciones forman parte de los procesos internos de innovación y mejora continua que aplicamos a los proyectos en los que ya estamos realizando pruebas ERTMS, tanto en España como en el el exterior: Portugal, Israel, Australia o Dinamarca.

Ineco ha desarrollado las metodologías necesarias para la virtualización de campañas de prueba ERTMS para adaptarse a las medidas de protección de la salud derivadas de la crisis de la COVID-19 que dificultan la presencialidad. Esta solución se ha logrado a través de la mejora de los escenarios de ejecución: la definición de casos de prueba con ubicaciones alternativas, análisis de registros remotos por parte de especialistas en ERTMS y mayor seguimiento virtual de las pruebas. Además, el producto de virtualización para una validación completa del sistema ERTMS permitirá minimizar la presencia física de recursos expertos, aumentando la eficiencia y reduciendo la concentración de personal en el tren. 

Adicionalmente, nos planteamos mejoras no solo en la ejecución de pruebas, sino también en su diseño y análisis. En nuestro proyecto hemos realizado una búsqueda de parámetros y algoritmos que permitan mejorar el diseño y la planificación de las pruebas para que  su ejecución sea mucho más eficiente. Asimismo, hemos conseguido desarrollos para automatizar el análisis de los resultados. El uso de herramientas de machine learning ha permitido estudiar una gran cantidad de pruebas acumuladas a lo largo de la dilatada experiencia internacional del equipo de ERTMS de Ineco, llegando a un resultado muy satisfactorio que ha permitido obtener correlaciones muy significativas.

Otro aspecto crucial es la interoperabilidad, que se define como la capacidad de un sistema ferroviario para permitir la circulación segura e ininterrumpida de trenes que cumplan las prestaciones requeridas. En Ineco participamos actualmente en distintos proyectos de diseño e integración del sistema ERTMS tanto en España, para nuevos despliegues, como en Israel o Australia.

Desde hace más de 10 años, Ineco realiza el seguimiento técnico de todos los proyectos ERTMS financiados por la Comisión Europea

Desde hace más de 20 años, estamos involucrados en la redacción de especificaciones de interoperabilidad del sistema ERTMS. No solo hemos participado en las primeras líneas del sistema desplegadas en España y en servicio desde 2006, sino que desde hace más de 10 años realizamos el seguimiento técnico de todos los proyectos ERTMS financiados por la Comisión Europea. Esto nos permite una visión única del sistema para su diseño e integración de forma interoperable y que incorpora la visión técnica con su concepto operacional. Además, partiendo de nuestra experiencia, desarrollamos productos únicos: por ejemplo la metodología para evaluar el impacto del sistema ERTMS en la capacidad ferroviaria. A este respecto, se acepta de manera generalizada que los niveles de operación del ERTMS aumentan la capacidad; el Nivel 2 más que el Nivel 1 y este, a su vez, más que un sistema de señalización tradicional como ASFA (sistema nacional  de clase B). Sin embargo, tras el análisis realizado en la red, dentro del plan de despliegue del ERTMS en España, se ha podido concluir que los resultados no son únicos y están relacionados con el tipo de línea.

Finalmente, cabe insistir en que el sistema ERTMS es la columna vertebral de la modernización del ferrocarril, y una de sus ventajas es la posibilidad de evolución e innovación con un impacto económico limitado al tratarse de un sistema digital. La oportunidad de esta evolución está en incorporar nuevas tecnologías y obtener una visión con un alcance técnico mayor al que tiene actualmente, en particular en la parte interoperable de los sistemas de control,  mando y señalización.

Se trata, por tanto, de una oportunidad excelente para definir unos sistemas armonizados, con unas interfaces funcionales comunes y unos conceptos operativos que permitan construir el futuro espacio ferroviario único europeo y su exportación y conocimiento a nivel internacional.

Esta construcción del sistema ferroviario europeo moderno, armonizado, robusto, fiable e interoperable, es el principal objetivo en la iniciativa ERJU (Europe’s Rail Join Undertaking, o Empresa Común Ferroviaria) sucesora de la anterior, Shift2Rail, en la que participa activamente Ineco y que va en consonancia con la Estrategia de Movilidad Sostenible e Inteligente de la UE. De esta forma, se pretende también dar respuesta a las necesidades de los clientes, mantener la seguridad y la protección digital, mejorar la eficiencia y el rendimiento de las operaciones, reducir los costes, apoyar la competitividad de la industria ferroviaria europea y aumentar la velocidad de adopción de soluciones innovadoras.

¿Qué beneficios aportará la nueva señalización ERTMS?
Los viajeros disfrutarán de mayor puntualidad, aumento de capacidad y viajes más cortos en algunas líneas. Para 2030, esperamos duplicar el número de pasajeros y reducir en un 80% los retrasos. Además, contaremos con una red más segura, mejor controlada –con información en tiempo real– y con un mantenimiento más económico. En definitiva, ¡todo son ventajas!

¿Cuáles son los mayores retos del Signalling Programme relativos al ETCS?
Aunque a priori parezca sencillo porque solo hay dos suministradores involucrados y la red parece pequeña comparada con otras redes europeas, este es el primer proyecto que pondrá en servicio la Baseline 3 de ETCS. Por otro lado, la mayoría de las líneas en renovación tienen actualmente servicios comerciales que hay que mantener. Ello implica que tanto los trabajos de instalación como las fases de pruebas en vía, tienen que ser planeados con mucha anterioridad, con unos seis meses de aviso, para interferir lo menos posible en el servicio comercial.

¿A qué sistemas afecta la renovación?
Además de la nueva señalización (nuevas agujas, contadores de ejes, enclavamientos, GSR-M, RBC, etc.), en algunas líneas se están llevando a cabo otros programas como la instalación de catenaria o actividades de obra civil. También será actualizada la flota completa de trenes comerciales y de mercancías.

Planificamos con mucha antelación para no afectar a la actividad comercial

¿Resulta compleja la adaptación a la alta velocidad?
La topología de las líneas existentes no es la más apropiada para la implantación de la alta velocidad. En muchas de ellas hay un número elevado de pasos a nivel, pasos para peatones o ganado sobre la vía, etc. Todo esto exige un alto número de personas y organismos involucrados para garantizar la seguridad durante las pruebas. Por ejemplo, hasta que los pasos a nivel estén completamente probados, durante las pruebas que se realicen puede ser requerida la presencia de la policía para asegurar que ningún vehículo cruza la vía.

¿Cuál es el principal objetivo del JTL?
El Joint Test Laboratory está concebido para ejecutar el mayor número de pruebas antes de las pruebas en vía, y minimizar los riesgos y el coste de las pruebas en campo.

¿Quién usa el JTL y qué tipo de test se hacen?
En el JTL trabajan los suministradores –Alstom y Thales– y el departamento de pruebas del SP. Los suministradores son responsables de demostrar la integración de sus subsistemas (por ejemplo, el RBC, IXL y TMS –puesto de control), mientras que BDK es el integrador final y es, por tanto, responsable de pruebas end to end, es decir, demostrar el comportamiento de todos los subsistemas juntos. Además de las pruebas funcionales y de integración, se enfatiza mucho en las pruebas operacionales, es decir, cómo el usuario final (un maquinista o un operador) usa el sistema.

En 2012, Banedanmark lanzó su Signalling Programme (SP), un programa de señalización que incluye la renovación de toda la red ferroviaria de su territorio. La apuesta tecnológica, que supondrá cambiar todos los equipos y sistemas actuales, fue aprobada por el Parlamento danés en 2009 y supondrá una inversión de cerca de 2,5 billones de euros. Con la implantación de este nuevo sistema de señalización, el Gobierno danés espera poder aumentar el rendimiento y la calidad de sus servicios ferroviarios y atender a cerca de 70 millones de pasajeros en 2030.

El sistema de señalización a instalar es el ERTMS nivel 2 en su versión 3.4.0 de la Baseline 3. Se trata del sistema europeo de gestión de tráfico ferroviario impulsado por la Comisión Europea que se está implantando en los nueve principales corredores del territorio de la Unión. Su objetivo, establecer un lenguaje común en toda la red ferroviaria europea, un proyecto que aporta grandes mejoras en la explotación ferroviaria, permitiendo la circulación interna y entre fronteras de todos los trenes con mayor capacidad, más seguridad y menores costes. Desde 2015, Ineco está a cargo del control y seguimiento del plan de despliegue del ERTMS en los corredores europeos hasta 2020 (ver IT53, IT59).

196 casos de prueba y dos líneas piloto

España cuenta con 2.150 kilómetros de líneas ferroviarias equipadas con el sistema ERTMS, de los que 656 corresponden al nivel 2. La gran experiencia y conocimiento técnico en ERTMS de Ineco y CEDEX ha hecho posible que Banedanmark confíe en las entidades españolas para el desarrollo de la especificación de pruebas de este sistema para la aplicación danesa de vía.

Partiendo de los requisitos operacionales de Banedanmark, Ineco y CEDEX han elaborado 196 casos de prueba genéricos que prueban la funcionalidad ERTMS a implementar en las líneas. Además, han diseñado los escenarios operacionales para las dos líneas piloto (EDL EAST y EDL WEST) equipadas por Alstom y Thales, respectivamente. En ellos se localizan los puntos específicos de la infraestructura donde se han de ejecutar cada uno de los casos de prueba elaborados. Un escenario de pruebas es una secuencia de casos de prueba que tiene como fin reproducir una serie de situaciones que un tren se puede encontrar en un viaje a lo largo de una línea. Se reproducen desde las situaciones más nominales, como puede ser una circulación comercial a velocidad máxima, hasta las situaciones más degradadas para las cuales se simulan diferentes fallos que pueden tener lugar en los equipos y sus interfaces. Estos casos de prueba y escenarios son aplicables tanto para pruebas en vía como para pruebas en laboratorio.

Ineco ha elaborado cerca de 200 casos de prueba para la aplicación ERTMS nivel 2 que va a ser desplegada en la red ferroviaria de Dinamarca entre los años 2018 y 2023

Durante el mes de julio pasado, Ineco ha realizado una primera campaña de pruebas en el laboratorio JTL (Joint Test Laboratory) que Banedanmark ha puesto en marcha como parte de su programa de renovación. Este laboratorio cuenta con equipos simulados y equipos reales (RBC, equipo embarcado, conexión GSMR y GPRS, enclavamientos, interfaz del centro de control y hasta un paso a nivel). En cuanto a software, se cargan en el laboratorio las mismas versiones que las instaladas en la vía y de este modo muchas de las pruebas funcionales se pueden realizar con más comodidad.

Las pruebas en laboratorio proporcionan un gran número de ventajas con respecto a las pruebas en campo. Por un lado permiten no tener que interrumpir las circulaciones comerciales existentes, no requieren de un tren real, y el personal involucrado es mucho menor. Todo esto implica una reducción de los tiempos de duración de las campañas, y con ello del coste; de la fase de pruebas dentro de los procesos de puesta en servicio de una infraestructura, o de un tren dentro de una infraestructura. Es por ello por lo que se busca reemplazar el mayor número de pruebas a realizar en campo por pruebas en laboratorio, de forma que estas primeras queden reducidas al máximo. En este sentido, la campaña de pruebas ejecutada por Ineco ha permitido comprobar las posibilidades reales que puede proporcionar el laboratorio a la hora de reproducir las distintas situaciones que se pueden dar en la operación normal de los trenes en la vía.

El contrato actual de soporte técnico al programa de señalización ferroviario danés incluye otras actividades como la elaboración de las estrategias de validación de la infraestructura para las siguientes líneas a poner en servicio. Esto supone la definición del subconjunto de casos de prueba a ejecutar, dependiendo de si se trata de un nuevo tipo de tren a poner en servicio en una línea ya operativa o no, o si por el contrario es un mismo tipo de tren el que va a circular por una línea nueva pero diseñada con los mismos principios que una infraestructura que ya está en servicio.

Banedanmark tiene la intención de hacer una actualización de su infraestructura desde la versión ERTMS 3.4.0 actual a la 3.6.0 que ya se encuentra disponible en las especificaciones europeas. Ineco dará soporte también para la actualización de las especificaciones de pruebas a esta nueva versión.

La empresa pública danesa Banedanmark (BDK) ha encargado a Ineco la realización de los escenarios operacionales dentro de un ambicioso programa de renovación de la señalización ferroviaria del país. El proyecto adjudicado a Ineco y en el que colabora el CEDEX contempla redactar las especificaciones de los ensayos operacionales para la puesta en servicio del subsistema ERTMS (European Rail Traffic Management System).

También incluye particularizar el trabajo para las dos líneas piloto realizadas por las multinacionales Alstom y Thales para Banedanmark. El contrato se ha logrado debido a la experiencia de Ineco en ERTMS tanto a nivel nacional como en los trabajos europeos de seguimiento de la interoperabilidad para la ERA y la Comisión Europea.