VI SEMINARIO VENEZOLANO DE FERROCARRILES Y METROS: SEVEFEME 2009Caracas. Diciembre / 2009

REHABILITACIÓN DE LA LÍNEA 1

METRO DE CARACAS. CONTROL DE TRENES

SISTEMAS

• Enclavamientos electrónicos • Motores eléctricos de agujas• Señales laterales• Circuitos de vía de audiofrecuencia• Sistema de protección de trenes CBTC

– Equipos fijos en vía– Equipos embarcados para los nuevos trenes

• ATP por códigos de velocidad como sistema de respaldo

• Nueva WAN de Señalización y Control de Trenes

• Sistema de Control Automático de la Circulación

ENCLAVAMIENTOS ELECTRÓNICOS

• Enclavamiento electrónico de seguridad

• Concepción modular, compacto, fácilmente programable por técnicos de señalización ferroviaria usando criterios y símbolos de señalización bien conocidos.

• Muy flexible, capaz de adquirir diversas (centralizado, distribuido)

• Diseño realizado siguiendo las más estrictas normas de Seguridad, Calidad y Fiabilidad, tanto en sus aspectos hardware como software.

WESTRACE

•Señales de focos LED

•Motores eléctricos de agujas MD 2000

ELEMENTOS DE SEÑALIZACIÓN

Circuito de Vía

Tx

Rx

US US

Elementos constituyentes:

• Transmisor (Tx)

• Receptor (Rx)

• Unidad de Sintonía (US)

CIRCUITOS DE VÍA DE AUDIOFRECUENCIA FS 2550

SISTEMA DE CONTROL AUTOMÁTICO DE TRENES (ATC)

• Control y mando centralizado de la señalización.

• Sistema de regulación de tráfico (SIRTE)

• Sistema de mantenimiento centralizado CTC MantenimientoRegulación

MOM (Message Oriented Middleware)

Puestos auxiliares de operación

Mantenimiento

Configuración y Simulación

Front-Ends

PROPATRIA

PATIO

PROPATRIA

PLAZA SUCRE AGUA SALUD CAÑO AMARILLO

CAPITOLIO 26 LA HOYADA BELLAS ARTES COLEGIO DE INGENIEROS

PLAZA DE VENEZUELACHACAITO CHACAO PARQUE DEL ESTE

LOS DOS COMINOS LOS CORTIJOSPALO VERDEPETARE

PÉREZ BONALDE GATO NEGRO

PARQUE CARABOBO

SABANA GRANDE ALTAMIRA

LA CALIFORNIA

CONFIGURACIÓN DE LA LÍNEA

Control Automático de trenes basado en la transmisión digital vía radio (CBTC)

Arquitectura:• Abierta / distribuida• Redundancia de los equipos• Interconexiones basadas en estándares ethernet, profibus, TCN

y protocolos IP• Plataforma hardware TBS común para equipos fijos y móviles

Comunicaciones Radio:• Radios Digitales basadas en “spread spectrum” y protocolos IP• Comunicaciones Bidireccionales (Tren-Vía)

: Características Principales (I)

Transmisión “continua”:• De las “autoridades de

movimiento” desde los

equipos de vía a los trenes• De la posición de los trenes

desde los equipos de tren a

los equipos de vía• De las características del

perfil de vía desde los

equipos de vía a los trenes

: Características Principales (II)

Circuitos lógicos:• Optimizados según la topología de la vía• Permite tener más de un tren sobre un mismo circuito de vía físico

Gestión Dinámica de Restricciones Temporales de Velocidad (desde el ATC)

Intervalo mínimo “óptimo”

Supervisión Automática de la explotación:• Tráfico• Regulación• Mantenimiento

: Características Principales (III)

Diseño “Overlay” para líneas existentes

Sistema de respaldo consistente en un ATP por “códigos de velocidad”

Control de puertas de Andén y Tren (no incluidas en este proyecto)

Operación “con conductor” y “fully automatic”

: Características Principales (IV)

: Principios de funcionamiento

Andén 1

Andén 2

MAMA

Vuelta Automática (I)

Andén 1

Andén 2

MAMA

Vuelta Automática (II)

Andén 1

Andén 2

MAMA

Vuelta Automática (III)

Andén 1

Andén 2

MAMA

Vuelta Automática (IV)

Andén 1

Andén 2

MA

MA

Vuelta Automática (V)

Andén 1

Andén 2

MA

MA

Vuelta Automática (VI)

Andén 1

Andén 2

MA

MA

Vuelta Automática (VII)

Andén 1

Andén 2

MA

MA

Vuelta Automática (VIII)

Andén 1

Andén 2

MA

MA

Vuelta Automática (IX)

Andén 1

Andén 2

MA

MA

Vuelta Automática (X)

Andén 1

Andén 2

MA

MA

Vuelta Automática (XI)

Andén 1

Andén 2

MA

MA

Vuelta Automática (XII)

: Arquitectura del sistema en vía

Arquitectura redundante “2 de 3” y “hot stand-by”

Comunicaciones ethernet entre ATC, enclavamientos, VBPs y equipos radio, mediante protocolos IP

: Características de los equipos de vía (I)

Se utilizan balizas pasivas (APR) para la localización precisa de los trenes

Todos los datos geográficos de la línea se almacenan en el VBP y se transmiten a los trenes vía radio

El mando y control de la señalización es realizado por enclavamientos electrónicos Westrace

: Características del los equipos de vía (II)

El VBP calcula el movimiento autorizado (MA) con las ocupaciones de los circuitos de vía físicos reportadas por los enclavamientos y con las de los circuitos de vía lógicos actualizadas por las localizaciones enviadas por los trenes

: Arquitectura del sistema en tren

Arquitectura “2 de 3” para los equipos vitales y “1 de 2” para los no vitales

El equipo de ATO controla la marcha de los trenes de forma automática siguiendo las consignas recibidas del ATC

Informaciones al conductor mediante interface PC (DMI)

: Características equipo embarcado (I)

Radio digital basada en “spread spectrum” y protocolos IP para el intercambio de la información clasificada como “vital”

Odometría (tacogeneradores y dopplers)

Control seguro y sincronizado de las puertas de tren y de andén (si las hubiere)

Preparado para la Transmisión a través de radio de los registros de incidencias para su tratamiento en el ATC

: Características equipo embarcado (II)

: Arquitectura del sistema radio

Radios digitales con técnicas de modulación “spread spectrum”

Equipos en configuración redundante

Comunicaciones redundantes (espacial y espectral)

Área de control VBP < Zona de cobertura radio

Utilización indistinta de antenas y cable radiante

: Características del sistema radio

Permite la circulación mixta de trenes hasta la incorporación de todos los trenes nuevos en la línea

90/90 90/60 60/30 30/0 0/0

TBS 100 – ATP/ATO Códigos de Velocidad (I)

EQUIPAMIENTO DE VÍA DEL SISTEMA DE ATP (2):

TBS 100 – ATP/ATO Códigos de Velocidad (II)

FUNCIONAMIENTO DE LOS SISTEMAS DE ATP

DE VÍA Y CVSJ:

LADO VÍACUARTO DE ENCLAVAMIENTO

Lazos de cortocircuito

Entrada de CódigosTx

(CVSJ)

Señal FSK alCircuito de Vía

CAJA DEDESCONEXIÓN

Unidad deSintonía

CARRILES

CIRCUITODE VÍA

DIRECCIÓNDE MARCHA

Unidad deSintonía

Lazos de cortocircuito

Señal FSK desdeel Circuito de Vía

Señal de excitación de c.c.(Solo si Rx recibe señalcorrecta desde la vía)

Al enclavamiento

Rx

(CVSJ)

CAJA DEDESCONEXIÓN

LADO VÍACUARTO DE ENCLAVAMIENTO

Lazos de cortocircuito

Entrada de CódigosTx

(CVSJ)

Señal FSK alCircuito de Vía

CAJA DEDESCONEXIÓN

Unidad deSintonía

CARRILES

CIRCUITODE VÍA

DIRECCIÓNDE MARCHA

Unidad deSintonía

Lazos de cortocircuito

Señal FSK desdeel Circuito de Vía

Señal de excitación de c.c.(Solo si Rx recibe señalcorrecta desde la vía)

Al enclavamiento

Rx

(CVSJ)

CAJA DEDESCONEXIÓN

TBS 100 – ATP/ATO Códigos de Velocidad (III)

TBS 100 – SIRIUS CBTC

0/034/057/3470/5770/70

TBS 100Cód. Vel.

0/034/057/3470/5770/70

TBS 100Cód. Vel.TBS 100Cód. Vel.

SIRIUSCBTC -VTCSIRIUSCBTC -VTC

Fase 1:• Sustitución de todos los enclavamientos de la línea por los nuevos

enclavamientos electrónicos. Realización de interfases con:– PA 135– Cajas de formación de rutas– Pulsadores de parada de emergencia– RTU de E/S discretas para el telemando actual

• Sustitución progresiva de circuitos de vía por los nuevos CV sin juntas• Sustitución de los motores de agujas• Sustitución de las señales actuales por focos de LED• Instalación de la red de comunicaciones• Instalación del nuevo ATC para la Línea• Instalación de la vía de pruebas de Las Adjuntas

Al finalizar esta fase, se irán incorporando paulatinamente los nuevos trenes funcionando en ATP de códigos de velocidad y manteniendo los actuales con PA 135

FASES DE IMPLANTACIÓN (I)

Fase 2:• Instalación de los equipos de CBTC de la línea

– Pruebas nocturnas con los dos primeros trenes en CBTC en el primer tramo instalado (Propatria – Agua Salud)

• Pruebas progresivas de los nuevos trenes en CBTC con el nuevo ATC• Pruebas de integración del ATC en el CCO

FASES DE IMPLANTACIÓN (II)

Fase 3:• Finalización de las pruebas con CBTC• Integración del ATS en el CCO• Puesta en servicio del sistema para la explotación comercial en CBTC

FASES DE IMPLANTACIÓN (III)

IMPLANTACIÓN DEL ATC

•Instalación con el primer EE de la línea

•El EE Westrace conectado al CCO por medio de conexiones paralelo con la RTU actual yal nuevo ATS a través de la LAN de comunicaciones.

•En este sistema se instalará un puesto de operador cuya principal misión es la de realizar pruebas de concordancia.

•La gestión de la línea se sigue realizando con el sistema de supervisión actual de mando centralizado

FASES DE IMPLANTACIÓN (I)

•Telemando de los EE que se van incorporando a la línea.

•Incorporación de los sistemas de Regulación y Mantenimiento además del bus de mensajería.

•Pruebas de integración con el CCO actual

FASES DE IMPLANTACIÓN (II)

•El Nuevo ATC queda integrado totalmente en elSistema de Supervisión Actual de Mando Centralizado(renovado).

•La función de Tráfico del CCO, invocará a la aplicación de IHM del nuevo ATS.

•Se reemplaza el TCO por un nuevo panel de visualizaciónbasado en tecnología DLP.

•Se eliminan las conexiones paralelo de los Westrace.

FASES DE IMPLANTACIÓN (III)

MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN