Los Sistemas Globales de Navegación por Satélite (GNSS, por sus siglas en inglés) son de gran utilidad para multitud de sectores, incluido el transporte. En 2016, Europa declaró los servicios iniciales de su propio sistema, Galileo, que supone un enorme avance en cuanto a prestaciones, calidad y diversidad de servicio, además de ofrecer independencia y soberanía a los usuarios.

A diferencia del GPS estadounidense, el GLONASS ruso o el BeiDou chino –con los que, por otro lado, es interoperable–, el sistema europeo Galileo es el primero de la historia diseñado específicamente para uso civil, para diferentes grupos de usuarios y distintos servicios (abierto, de alta precisión, autenticado, gubernamental, emergencias/búsqueda y rescate, etc.). Pero, además, ofrece unas prestaciones sin precedentes en cuanto a precisión y calidad de las señales.

Proyectos europeos como RailGAP, en el que participa Ineco junto con Adif y CEDEX, dan continuidad a investigaciones anteriores sobre el uso del posicionamiento GNSS. / FOTO_MITMA

En el ámbito ferroviario, las aplicaciones basadas en GNSS sirven, por una parte, para optimizar la logística, mejorar la gestión del material rodante y remolcado, ofrecer servicios de información al viajero, etc.; y por otra, aumentar la seguridad y el control con un coste bajo, al poder sustituir las balizas físicas de ERTMS (Sistema Europeo de Señalización Ferroviaria) por balizas virtuales. Así, el uso del posicionamiento por satélite con ERTMS permitirá reducir costes en el despliegue del sistema que la Comisión Europea está impulsando en los principales corredores del continente –labor que, precisamente, coordina Ineco (ver ITRANSPORTE 70)–, sobre todo en líneas regionales y de bajo tráfico.

De la baliza física a la virtual

La compañía, junto con Adif, el Administrador de Infraestructuras Ferroviarias español, y el CEDEX, el Centro de Experimentación de Obras Públicas del MITMA, y otros socios internacionales, ha participado en los últimos años en varios proyectos europeos de innovación dedicados a probar y caracterizar la tecnología de satélite en el ámbito ferroviario.

Las pruebas con trenes en un entorno real que hasta ahora se han realizado, como las del proyecto ERSAT GGC en 2019 (ver ITRANSPORTE 68), demuestran la idoneidad de Galileo frente al resto de sistemas. Sin embargo, la tecnología presenta aún inconvenientes técnicos que es preciso resolver antes de llegar al mercado en forma de soluciones comerciales. Así, la orografía de los trazados de algunas líneas y la presencia de elementos como túneles, pasos superiores, obstáculos naturales o áreas urbanas provocan zonas ‘oscuras’ en la transmisión de la señal GNSS, lo que limita el funcionamiento de las balizas virtuales. Además, existen otros problemas derivados de las interferencias intencionadas como el jamming o el spoofing. Aquí es donde la fusión con otras tecnologías y desarrollos de navegación pueden ayudar a resolver estos problemas.

El uso de GNSS para operaciones ferroviarias depende en gran medida de la configuración del entorno; de ahí la necesidad de clasificar e identificar los factores que contribuyen al funcionamiento en condiciones degradadas

El proyecto RAILGAP, (RAILway Ground truth and digital mAP), que arrancó a principios de 2021 y se prolongará hasta 2023, da continuidad a las investigaciones anteriores en este ámbito. Incluido en el programa Horizonte 2020, y gestionado por la EUSPA, Agencia de la Unión Europea para el Programa Espacial, está liderado por el gestor de infraestructuras italiano Rete Ferroviaria Italiana (RFI) y en él participan las empresas (Radiolabs, Hitachi Rail STS, RINA, Trenitalia, ASSTRA, Adif, CEDEX, Ineco, DLR, Université Gustave Eiffel y Unife).

Su objetivo es desarrollar soluciones innovadoras de alta precisión para la obtención del denominado ground truth y de los mapas digitales de las líneas ferroviarias, esenciales para obtener el posicionamiento de los trenes con fiabilidad y eficiencia. El ground truth proporcionará los datos de coordenadas geográficas del tren en función del tiempo, junto con variables dinámicas del mismo como la velocidad o la aceleración. Para ello, se recopilarán cantidades masivas de datos de trenes, tomadas con varios tipos de sensores, con lo que se pretende mejorar la exactitud del mapeo en las zonas ‘oscuras’, como áreas urbanas, con abundante vegetación, trincheras, etc.

Las soluciones propuestas se basan en la utilización de otros sensores como cámaras, sensores LIDAR o unidades inerciales junto con tecnologías de inteligencia artificial para mejorar el posicionamiento proporcionado por GNSS en las zonas ‘oscuras’. Los sensores inerciales son utilizados para detectar las fuerzas que actúan sobre el tren, lo que permite estimar su desplazamiento en el tiempo, y los sensores ópticos (cámaras y LIDAR), combinados con sistemas de inteligencia artificial, permiten calcular la posición del tren en relación a elementos clave situados en la vía, permitiendo posicionamientos centimétricos en condiciones óptimas.

Los 30 satélites (24 operativos y 6 de repuesto) con los que contará el sistema Galileo una vez se complete el despliegue, con servicios iniciales desde 2016, serán capaces de localizar receptores con un margen de error inferior a 1 metro. Además, es interoperable con el GPS norteamericano, el GLONASS ruso o el BeiDou chino.

RAILGAP contribuirá a la sostenibilidad del sistema ERTMS y los sistemas de mando y control para la modernización de las líneas regionales y locales, reduciendo así el consumo de energía.

Ineco participa en los ocho paquetes de trabajo del proyecto, y liderará el cálculo del ground truth basado en una solución de hibridación de sensores. También contribuye de forma significativa a la identificación y caracterización de los sensores ópticos necesarios para el proyecto, sobre todo cámaras y sensores LIDAR. Las actividades del paquete de trabajo 7, que tienen por objeto implementar el mapa digital, también se apoyarán en la experiencia de Ineco en el uso de inteligencia artificial aplicado a imágenes para la identificación de elementos clave, tal y como ya ha hecho para otros proyectos para Adif.

En esta línea de trabajo, Ineco desarrollará los algoritmos que permitan, haciendo uso de las imágenes captadas por las cámaras ópticas y estereoscópicas, reconocer los elementos relevantes de la vía y posicionarlos utilizando técnicas avanzadas de tratamiento de imágenes e Inteligencia Artificial.

Por su parte, Adif trabaja también en todos los paquetes del proyecto, además de movilizar un vehículo para las pruebas, como ya había hecho anteriormente en el proyecto ERSAT GGC. El Laboratorio de Interoperabilidad Ferroviaria del CEDEX (líder mundial en ERTMS, ver IT32 y 53) se centrará en la arquitectura de los equipos en el tren, la fase de recogida de datos y la integración en el laboratorio.

RAILGAP propone emplear cámaras, sensores LIDAR o unidades inerciales junto con tecnologías de inteligencia artificial para mejorar el posicionamiento GNSS en las zonas ‘oscuras’.

Proyectos anteriores

Anteriormente, tanto Ineco como Adif y el CEDEX, han participado en otros proyectos de investigación e innovación en aplicaciones ferroviarias GNSS, como ERSAT GGC (2017-2019), también enmarcado en el programa Horizonte 2020 (ver ITRANSPORTE 69), y GATE4RAIL (2018-2021), dentro de Shift2Rail, el programa sectorial de la Comisión Europea dedicado a la innovación dentro del sector ferroviario.

El objetivo del proyecto ERSAT GGC, en el que participaron 14 empresas de cinco países europeos, era estudiar la implantación de la tecnología de satélite en el sistema europeo de gestión del tráfico ferroviario ERTMS a través de balizas virtuales. Para ello, se definió una metodología y una serie de herramientas SW para clasificar una línea de cara a la implantación de balizas virtuales a lo largo de su recorrido.

Dentro del proyecto también se llevó a cabo una campaña de pruebas en tres países, Francia, Italia y España, donde se tomaron los datos de entrada que alimentaban a la herramienta de clasificación.

Por otra parte, en 2018 se inició GATE4RAIL, que buscaba avanzar en la virtualización de las pruebas del sistema ERTMS basado en posicionamiento mediante satélites. El consorcio que ha desarrollado el proyecto estaba integrado, además de por Ineco, por Radiolabs (líder, Italia), Rete Ferroviaria Italiana (RFI), Ifsttar (Francia), M3Systems (Bélgica), Unife (Bélgica), CEDEX (España), Bureau Veritas Italia (BVI), y Guide (Francia). La plataforma desarrollada estaba formada por tres bloques: GNSS, tren y vía, y el reto consistió en ejecutar una simulación con módulos de cada bloque ubicados en distintos países. En este proyecto, concluido en 2021, la labor de Ineco se centró en la arquitectura de sistema y la definición de los escenarios, además de proporcionar los datos de obstáculos por medio de la herramienta GNSS4RAIL.

Retos del uso de GNSS en el sector ferroviario

¿EL TREN DEL FUTURO? Tren robot autónomo para transporte de mineral de la multinacional Rio Tinto en Pilbara, al oeste de Australia. / FOTO_RIO TINTO

El uso de GNSS supone para el sector ferroviario retos transversales y otros de índole técnica. Las aplicaciones relacionadas con la protección, la ciberseguridad, la normativa legislativa y reglamentaria, la estandarización o la agilidad en los procesos de implementación, corresponden al primer grupo. Con el segundo están relacionadas aquellas otras tales como el tratamiento de las interferencias, el efecto multipath, la integridad de la señal de satélite, la resolución de las zonas ‘oscuras’ para la comunicación, como los túneles y las montañas, las líneas de alta complejidad, con bifurcaciones y cruces, o la precisión en el reconocimiento de líneas paralelas y estaciones.

El futuro de GNSS en el ferrocarril tiene hitos reconocibles a corto, medio y largo plazo. Los más próximos son los avances en la localización del tren con la mayor precisión posible, lo cual permitirá aumentar la capacidad de las vías. Otro hito es el desarrollo de la baliza virtual basada en la transmisión continua de datos PVT y que redundará en un ahorro de costes. Por último, la detección de movimientos del material rodante mientras el equipo ETCS de a bordo está desconectado, lo que se conoce como cold movement detection (CMD).

A medio plazo, se sitúa el desarrollo del ERTMS nivel 3, cuya característica definitoria es el cantonamiento móvil y que tendrá el efecto de gestionar la capacidad de las líneas en términos mucho más elevados que los actuales.

Y ya, a largo plazo, se sitúa el objetivo del tren autónomo, aunque ya hay algunas iniciativas en este campo, como la Rio Tinto Driverless Cargo Line, en Australia. Así, esta línea sin conductor conocida como ‘tren robot’ cuenta con 1.700 kilómetros de vías y 220 locomotoras monitorizadas, y registra un tráfico de datos de 12 GB/día y una lógica de detección de trenes automática basada en ERTMS nivel 2. Con esta arquitectura, la multinacional minera Rio Tinto ha desarrollado modelos predictivos para detectar posibles fallos en operaciones próximas y recomienda acciones de mantenimiento cuya aprobación final está en manos del personal técnico, como es lógico.

Ineco forma parte del consorcio internacional que se ha adjudicado el proyecto RAILGAP (Railway Ground truth and digital MAP), incluido en el Programa Horizonte 2020 de la Agencia Europea de Navegación por Satélite (GSA). El CEDEX (Centro de Estudios y Experimentación de Obras Públicas) y el administrador de infraestructuras ferroviarias español Adif también forman parte del consorcio, liderado por Rete Ferroviaria Italiana (RFI).

RAILGAP, que recopilará cantidades masivas de datos de trenes comerciales, se centra en el desarrollo de soluciones innovadoras de alta precisión para la obtención de datos básicos del terreno y mapas digitales de las líneas ferroviarias, con una fiabilidad sin precedentes. El proyecto, que comenzó en otoño de 2020, permitirá reducir el consumo de energía del ERTMS y los sistemas de mando y control, incrementando su eficiencia económica y medioambiental.

En diciembre de 2017 comenzaba este proyecto europeo financiado por la GSA (European Global Navigation Satellite Systems Agency) dentro del Programa H2020 con una duración de 24 meses. Las 14 empresas europeas de cinco países de la UE que han participado en el proyecto ERSAT GGC son RFI (coordinador del proyecto), Hitachi STS (antes Ansaldo, coordinador técnico), RINA, Trenitalia, Radiolabs, Italcertified y Bureau Veritas por Italia; Adif, CEDEX e Ineco por España; IFSTTAR y SNCF por Francia y UNIFE por Bélgica.

El objetivo final es contribuir a la estandarización del proceso de certificación para la adopción de sistemas de navegación mediante satélites (GNSS) en el estándar de los sistemas de gestión del tráfico ferroviario ERTMS (European Rail Traffic Management System). El alcance del proyecto ha sido muy ambicioso y ha permitido trabajar en la consolidación de una arquitectura funcional ERTMS mejorada que incluya GNSS, estudios de seguridad, definición de un procedimiento para la clasificación de líneas ferroviarias en relación a la ‘baliza virtual’, desarrollo de un set de herramientas para ayudar en esa clasificación, campañas de medidas en tres países (Francia, España e Italia), análisis de los datos en los laboratorios, evaluación de la arquitectura, procedimiento y herramientas por NoBOs (Notified Bodies) independientes y, por último, difusión de los resultados y actividades del proyecto en diferentes foros nacionales e internacionales.

El concepto de ‘baliza virtual’ se lleva desarrollando desde hace varios años en proyectos previos lanzados por la GSA, ESA y Shift2Rail, y consiste en dar información de posicionamiento al tren por medio de las señales GNSS, en lugar de mediante las balizas físicas que requiere el ERTMS.

El concepto ‘baliza virtual’ se lleva desarrollando desde hace varios años y consiste en dar información de posicionamiento al tren por medio de las señales GNSS, en lugar de mediante las balizas físicas

Para ello, el equipo embarcado constará de un nuevo módulo llamado Virtual Balise Reader (VBR), que procesará las señales GNSS y comparará las coordenadas GNSS con la lista de coordenadas a bordo, reportando a la eurocabina la baliza virtual correspondiente cuando se alcancen las coordenadas almacenadas para la misma. De este modo, se podrá reducir el número de balizas físicas instaladas en las vías, con el consiguiente ahorro en tareas de instalación, mantenimiento, robos, etc. por parte de los administradores de infraestructuras, (Adif en el caso español). En ese sentido, es necesario contar con una recepción adecuada de la señal GNSS en los puntos donde se instalarían las balizas físicas, por lo que se requiere caracterizar las líneas ferroviarias en función de la ‘calidad’ de la señal GNSS recibida en cada tramo.

El procedimiento identificará los tramos/puntos donde es viable desplegar una baliza virtual de manera que las prestaciones de la señal GNSS en términos de disponibilidad y precisión sean las requeridas.

La participación de las empresas españolas en ERSAT GGC se ha distribuido de manera que CEDEX ha colaborado en la campaña de medidas, integrando las herramientas en su laboratorio y analizando los resultados de las distintas campañas, contribuyendo de manera notable en la demostración al cliente. Por su parte, Adif ha comprado los equipos necesarios para la campaña y ha proporcionado una línea y un tren laboratorio donde realizar las medidas que luego se analizarían.

Por último, Ineco ha tenido un papel clave al participar en casi todos los paquetes de trabajo, aportando su conocimiento en las áreas de GNSS y ERTMS dada su experiencia en proyectos previos como GRAIL, GRAIL 2, NGTC y STARS. En particular, la compañía ha contribuido a la consolidación de la arquitectura funcional ERTMS, la definición del procedimiento de clasificación de líneas, el desarrollo de varias herramientas del toolset, la participación en la campaña de medidas españolas, el análisis de los datos de las campañas italiana y española, y finalmente, contribuyendo a la demostración con el cliente y en las actividades de difusión.

Campaña de medidas en España

Para la campaña de pruebas en España, Adif seleccionó una línea dotada con un sistema de Bloqueo Telefónico (BT) y con baja densidad de circulaciones. En concreto, la línea nº 528 de la Red Convencional entre Almorchón (Badajoz)-Mirabueno (Córdoba), que es de tipo E, con una longitud total de 130,1 kilómetros y no electrificada, aunque los recorridos se realizaron entre las estaciones de Almorchón y La Alhondiguilla, que tiene una longitud de 94 kilómetros y una velocidad máxima de 60 km/h.

La coordinación de Adif, Ineco, CEDEX, IFSTTAR y DLR, fue clave para el éxito de la campaña española. Se realizó un ensayo estático de calibración de 12 horas y 20 recorridos durante 10 días de campaña, en diferentes horarios para cubrir las distintas posiciones de los satélites tanto de la constelación GPS como de Galileo. Con todos los datos tomados (señales GNSS, imágenes y odometría), se pasó a una fase de análisis, donde el set de herramientas desarrolladas también en el proyecto, permitiría clasificar la línea con relación a las principales amenazas locales de la señal GNSS en líneas ferroviarias: interferencias, multipath, NLOS (Non-line-of-sight) y prestaciones degradadas.

Todas las medidas se hicieron en un tren Talgo laboratorio (BT-02), que se equipó con:

• Antena GNSS: AntCom G8-PN
• Receptor GNSS: Javad Delta3
• Receptor GNSS: Septentrio AsteRx2e
• Splitter
• Portátiles
• UPS
• Cámara de vídeo
• Sistema ‘ojo de pez’

Principales efectos locales negativos para señales GNSS en vías de tren. / FUENTE_ERSAT GGC PROJECT

Desarrollo de herramientas (Simulador de prestaciones degradadas)

Ineco ha contribuido en el desarrollo de las diferentes herramientas con las que clasificar las zonas de las líneas de tren en verdes, amarillas o rojas, para la colocación de la baliza virtual. En concreto, se han desarrollado dos herramientas para integrarlas en el proyecto:

1. SBAS_Health_Monitoring_tool (SHMT): asigna a cada satélite GPS un estado health status mediante el análisis del mensaje recibido de EGNOS (sistema de aumentación GNSS europeo).
2. GNSS4Rail: herramienta de simulación que permite gestionar un modelo 3D muy preciso del entorno de la línea ferroviaria (tanto en entornos rurales como en urbanos) basado en un modelo de superficie y la capacidad de lanzar simulaciones puntuales o temporales a lo largo de toda la línea con diferentes constelaciones GNSS (GPS y/o Galileo) y para cualquier marco temporal. La inclusión de la constelación Galileo ha sido un valor añadido en el proyecto y ha permitido hacer simulaciones multiconstelación (uso de varias constelaciones GNSS), que es hacia donde va el mercado de las aplicaciones que tienen implicaciones en seguridad. Además, la capacidad de prognosis es una clara ventaja frente a otras aplicaciones que solo analizan datos reales estáticos pasados.

La herramienta GNSS4RAIL proporciona las siguientes ventajas en fase de despliegue:

• Soporte para el análisis de viabilidad y planificación del despliegue de balizas virtuales en la línea.
• Identificación preliminar de tramos viables para el despliegue.
• Análisis tanto a lo largo de la línea ferroviaria (dominio espacial) como para un intervalo de tiempo (dominio temporal).
• Minimiza las campañas de adquisición de datos con tren auscultador sobre todo gracias al análisis temporal.

Ventajas en la fase de operación:

• Soporte como predictor de prestaciones de las balizas virtuales desplegadas.
• Proporciona información pretáctica a la gestión de operaciones ferroviarias basadas en GNSS.

Los posibles usos de la herramienta no solo se limitan a la aplicación concreta de la baliza virtual, sino que puede ser utilizada para conocer de antemano cuál será la ‘cobertura’ de la señal GNSS en cualquier punto de una línea y en cualquier momento, y esos resultados se pueden utilizar para otras aplicaciones como la planificación de operaciones, el control de flotas, la información al viajero, ticketing, mantenimiento, etc. También tiene aplicación en otros sectores como el transporte por carretera, operaciones marítimas en puertos y operaciones aéreas de drones/aeronaves en U-Space.

El ministro de Fomento, Íñigo de la Serna, presentó el pasado mes de noviembre el Plan de Innovación para el Transporte y las Infraestructuras 2017-2020 con el objetivo de integrar y coordinar toda la actividad en materia de innovación de las empresas e instituciones del Grupo Fomento. Con una inversión prevista de 50 millones de euros para un periodo de tres años, el Plan arranca en febrero de 2018 con la puesta en marcha de iniciativas y proyectos trasversales a todo el Grupo, de tal forma que “se funcione como grupo, de manera colaborativa y con un trabajo en red”, declaró el ministro.

Mediante el Plan, el Grupo Fomento da un gran paso en la línea del programa H2020, instrumento financiero de la Comisión Europea que persigue asegurar la competitividad a través de la investigación y la innovación. En el ámbito nacional, el Plan se encuadra en la estrategia estatal en materia de innovación, siendo relevantes la Agenda Digital para España y la Estrategia española de Ciencia y Tecnología y de Innovación.

Gracias al Plan Nacional de Ciudades Inteligentes desarrollado por la Secretaría de Estado para la Sociedad de la Información y la Agenda Digital (SESIAD) en colaboración con Ineco, España es pionera en el desarrollo de ciudades inteligentes, habiendo establecido unas directrices en interoperabilidad de plataformas que se han erigido como referente internacional. El ecosistema de plataformas propuesto en el Plan de Innovación sigue estas directrices, asegurando que las diferentes iniciativas en transporte sean integrables y complementen a los avances realizados en ciudades inteligentes. Se conforma así una estrategia común basada en un modelo sólido.

Por otra parte, el Plan de Innovación para el Transporte y las Infraestructuras contempla el BIM (Building Information Modelling) como elemento transversal a todas las iniciativas, dado el papel estratégico que debe jugar en el futuro de la innovación española (ver reportaje).

Un sistema de transporte de vanguardia

El transporte constituye una pieza clave para el desarrollo global de las sociedades y su economía. La forma en la que personas y bienes se mueven a través de un ámbito define en gran medida su tejido social, económico y medioambiental y, por tanto, las actuaciones en transporte e infraestructuras configuran una estrategia básica en el continuo proceso de expansión y modernización de las sociedades.

Por ello, el Plan apuesta por incorporar la tecnología al servicio del ciudadano, empleando la innovación para avanzar en seguridad, accesibilidad y sostenibilidad. Estos avances deben ir acompañados de mayor rentabilidad económica y social mediante un aumento de la eficacia y eficiencia en la inversión pública y privada.

La consecución de estos objetivos se persigue a través de cuatro dimensiones sobre las que se estructura el Plan de Innovación: digitalización, internet del futuro, intermodalidad y transformación energética. Apoyadas en estas dimensiones, las iniciativas propuestas en el Plan suponen un gran impulso a la consolidación de un sistema de transporte de vanguardia, más seguro, sostenible y accesible para todos, que permitirá mantener a España a la cabeza de la innovación en el transporte.

El Plan apuesta por incorporar la tecnología al servicio del ciudadano, empleando la innovación para avanzar en seguridad, accesibilidad y sostenibilidad, avances que deben ir acompañados de mayor rentabilidad económica y social mediante un aumento de la eficacia y la eficiencia en la inversión pública y privada

Cuatro grandes ejes y 70 iniciativas en marcha

Redactado por Ineco, el Plan de Innovación ha contado con la participación de responsables de Adif, Aena, ENAIRE, CRIDA, Puertos del Estado y Renfe. También se ha recogido la opinión de otras instituciones como el Centro de Estudios y Experimentación de Obras Públicas (CEDEX), Salvamento Marítimo (SASEMAR), el Ministerio de Fomento y diferentes entidades del ámbito privado. En el Plan se han identificado cuatro ejes estratégicos: la experiencia del usuario; las plataformas inteligentes; las rutas inteligentes; y la eficiencia energética y la sostenibilidad. Estos ejes se estructuran, a su vez, en 22 líneas estratégicas, que se concretan en 70 iniciativas.

Bajo el eje Experiencia de Usuario se pretende personalizar la oferta de acuerdo con las preferencias del usuario, ofreciéndole productos y servicios a la carta. Para ello, se impulsará el concepto de ‘Movilidad como Servicio’ y, en general, modelos de colaboración público-privada. Por otra parte, diversas iniciativas se centrarán en la eliminación de barreras, desarrollando e implantando nuevos sistemas de reserva, pago o validación que ahonden en la ciberseguridad y la reducción del fraude.

El Big Data será la base tecnológica que permitirá la personalización de servicios y la mejora de la experiencia del usuario.

El segundo eje Plataformas inteligentes, se configura como un eje transversal que da soporte tecnológico a todas las iniciativas del Plan de Innovación. A través de estas Plataformas se recopila y procesa información de las empresas del Grupo Fomento, permitiendo mejorar la eficacia, la calidad y la seguridad en los servicios ofrecidos.

El ecosistema de plataformas planteado abarca todos los modos de transporte y se integra con las plataformas de ciudad. La aplicación de la metodología BIM en las estaciones, los aeropuertos y los puertos, y el impulso del Cielo Único Europeo, tendrán un especial protagonismo en este ecosistema, en el que se contemplará la inclusión de vehículos aéreos no tripulados.

Las Rutas Inteligentes contemplan la digitalización de la carretera y del ferrocarril, desarrollando el marco para la implantación del vehículo conectado y del vehículo autónomo. La estandarización y regulación de las comunicaciones vehículo-vehículo y vehículo-infraestructura será una pieza fundamental.

Por otro lado, se desarrollarán sistemas de modelización y predicción basados en aprendizaje automático y ciencia de datos que permitirán la planificación y gestión inteligente del transporte. El control dinámico del tráfico, el reconocimiento anticipado de condiciones de congestión en la carretera y la gestión dinámica de la conducción son algunos ejemplos de aplicación de estos desarrollos.

El cuarto eje del plan, Eficiencia energética y sostenibilidad, se centra en lograr la transformación hacia un sistema de transportes sostenible y energéticamente eficiente, que permita reducir las emisiones de efecto invernadero, racionalizar el uso de combustibles fósiles y facilitar el cambio a nuevas soluciones en el transporte. En esta línea, se encuentran iniciativas que potencian el uso de sistemas de generación de energía renovable, aprovechamiento de la energía excedente para su autoconsumo o su reinversión a la red, impulso a los vehículos eléctricos y otros vehículos con energías alternativas en las redes de transporte, entre otras. Todas estas medidas persiguen adaptar los elementos del transporte hacia modelos más sostenibles y eficaces, que permitan posicionar a España como referente en el sector internacional.

Facilitar la innovación abierta y fomentar el emprendimiento de startups a través de sinergias con las empresas del Grupo Fomento forma también parte de las iniciativas de este cuarto Eje.

El Plan pretende configurar una red innovadora que integre y conecte a todos los sectores de la sociedad favoreciendo la inversión en innovación de las grandes empresas y pymes e implicando activamente a universidades, centros tecnológicos y emprendedores. Es esta línea, la creación del ‘Hub Ferroviario de Innovación’ busca emprender proyectos colaborativos de I+D que impulsen la tecnología ferroviaria a escala internacional.

ILUSTRACIÓN_JAVIER JUBERA

Expertos en innovación del transporte público

Para la elaboración del Plan, la Subdirección General de Cooperación e Innovación de Ineco ha contado con la colaboración de un equipo de expertos en innovación de las empresas e instituciones del Grupo Fomento. Adif, Aena, ENAIRE, CRIDA, Puertos del Estado y Renfe, junto a otras instituciones como CEDEX y SASEMAR, han participado con Ineco en la elaboración de un proyecto común: “Nos fijamos una hoja de ruta –señala Rocío Viñas, subdirectora general de Cooperación e Innovación de Ineco– a tres años vista y con una estrategia que tuviera como base la digitalización, el Internet del futuro, la intermodalidad y la transformación energética”. Para Rocío Viñas, el diagnóstico de la situación actual de los proyectos de innovación “reflejó la importancia no solo de compartir conocimientos y crear sinergias en el Grupo Fomento, sino también de reforzar la colaboración con universidades, startups y otras empresas, fomentando y promocionando nuestra cultura innovadora dentro y fuera de la UE”.

Según Javier Rodríguez Barea, gerente de Transformación e Innovación Digital en Renfe, lo interesante de este proyecto es que “el ciudadano está situado en el eje central del Plan de Innovación, convertido en el gran prescriptor de un nuevo servicio de movilidad puerta a puerta, más personalizado, en un mundo interconectado e inteligente, donde la tecnología y la digitalización se ponen al servicio de las empresas del Grupo Fomento para transformar nuestra propuesta de valor hacia la sociedad y la mejora de la experiencia del usuario en nuestros servicios.”

Para Antonio Berrios, subdirector de Innovación Estrategica de Adif, “una de las grandes aportaciones y retos de este Plan de Innovación es su visión transversal dentro del Grupo Fomento, implicando a todas las empresas en dar un salto tecnológico para facilitar soluciones que eleven las prestaciones en todos los modos de transporte que pueden usar los viajeros y unidades de mercancías en su proceso de movilidad de puerta a puerta”.

En esta misma línea, Juan Puertas Cabot, jefe de la División de Calidad, Excelencia e Innovación de Aena, añade “la innovación eficaz siempre se orienta a los clientes conocidos. El plan ha aunado la visión del cliente como un pasajero de todos los medios de transporte y como un ciudadano con sus necesidades y expectativas. Esta visión global es necesaria para enfocar la innovación eficaz en el transporte global”. Juan Puertas señala que en lugar de una sola iniciativa destacaría la importancia de incluir como uno de los ejes principales la eficiencia energética y sostenibilidad: “Enlaza con toda la estrategia del Plan que pone en el centro a la sociedad en su conjunto. Creo que una empresa de futuro ha de ser necesariamente una empresa responsable y la innovación es una herramienta imprescindible para incorporar la sostenibilidad a los procesos de transporte”. En el caso de Aena, la compañía está implantando, en el marco del Plan, “una transformación digital de la relación con el pasajero donde no solo se tiene en cuenta el necesario retorno económico sino que se centra en la mejora de la experiencia del pasajero en los diferentes pasos del customer journey en un aeropuerto. La apuesta decidida por este proyecto se ha plasmado en 15 iniciativas de innovación digital que se implantarán durante el próximo año”.

Gracias a las TIC, los servicios de transporte podrán estar mejor diseñados y gestionados atendiendo a las necesidades reales de los ciudadanos, interactuando con ellos en tiempo real y dentro de un sistema de transporte integrado y sostenible que mejore su rentabilidad económica y social

Entre las 70 iniciativas, Jose Damián López, jefe del Departamento de Tecnología de Infraestructuras en Puertos del Estado, destaca la Intermodalidad sin barreras (E3L4-2), pues el proyecto “permitirá planificar y optimizar los servicios e infraestructuras dedicadas al transporte intermodal, así como simplificar los trámites administrativos mediante su centralización en la Plataforma de Mercancías, pudiendo llegar a dar servicios de ventanilla única, y monitorizando al mismo tiempo el estatus de las mercancías”. Para José Damián López, el Plan además desarrolla –en el ámbito de la I+D+i– las necesarias relaciones de confianza entre las empresas del Grupo Fomento, diversificando los riesgos y beneficios asociados a la innovación, e incrementa “el valor de los resultados esperados en todas las iniciativas al sumar en ellas el talento, conocimiento y experiencia acumulado en las diferentes organizaciones”.

Por otro lado, Fernando Ferrández Martín, jefe de la División de Convergencia Europea y responsable del Plan de Innovación de ENAIRE, señala que es difícil elegir entre las iniciativas incluidas en el Plan. Mientras que la iniciativa de Smart ATM es clave para ENAIRE (aborda la evolución del Sistema de Gestión de Tráfico Aéreo español para adecuarlo a la iniciativa de Cielo Único Europeo), sería injusto no mencionar la Plataforma para la gestión del tráfico de vehículos aéreos no tripulados, pues afronta el reto que supone la irrupción de vehículos aéreos no tripulados en nuestro entorno, por un lado para favorecer el desarrollo de nuevos modelos de negocio, a la vez que evita que este tipo de vehículos puedan suponer riesgos para el resto de la aviación tripulada o para los ciudadanos.

Para José Miguel de Pablo, director de CRIDA⁽¹⁾, el Plan de Innovación del Ministerio “va a permitir impulsar y consolidar la incipiente implantación de técnicas Big Data al servicio de ENAIRE y, por tanto, mejorando la eficiencia de los servicios de navegación aérea. La potencia de cálculo disponible actualmente y el creciente grado de madurez de tecnologías como Inteligencia Artificial, Big Data o Aprendizaje Automático ofrecen una alternativa al uso de técnicas convencionales permitiendo superar sus limitaciones”. Con el Plan, añade, “se abre un nuevo horizonte de posibilidades que podrá abarcar desde la mejora de la información disponible y de la fiabilidad y agilidad de la toma de decisiones hasta la automatización de procesos mediante el desarrollo de modelos predictivos inteligentes. Y todo con un único fin: mejorar el servicio proporcionado al pasajero”.

⁽¹⁾ CRIDA es el Centro de Referencia de I+D ATM, A.I.E. integrada por ENAIRE, con un 66,66%, Ineco, con un 16,67% y la Universidad Politécnica de Madrid, con un 16,67 %.

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.