Design, implementation and validation of a simulation platform for the performance analysis of on-board location systems in railway

Resumen

La Unión Europea (UE) está promoviendo la eficiencia del ferrocarril para que se a un directo competidor del transporte aéreo. La eficiencia del uso de la infraestructura tiene un impacto directo en los costes de gestión, capacidad de las vías, incremento de la frecuencia del servicio y puntualidad. Por lo tanto, mejorar la calidad de servicio y reducir los costes podrían ser un reclamo para el usuario y optar por el ferrocarril como primera opción para viajar dentro de Europa. Uno de los métodos propuesto para mejorar el uso de la infraestructura, más concretamente la capacidad de las vías, está basado en el uso de sistemas de control automáticos del tren, donde las funcionalidades son llevadas a cabo por el propio tren. La autonomía del tren para completar una determinada función, por ejemplo la de estimación de posición, permite la reducción de la infraestructura ubicada a lo largo de la vía, por consiguiente una reducción del coste de mantenimiento de ésta al operador de la infraestructura. El sistema de control ferroviario europeo (ETCS) define niveles de operación dependiendo de la relación y capacidades de la vía y del tren. Uno de los objetivos de la UE es llegar a aplicar el ETCS nivel 3. El uso de sistemas de posicionamiento multi-sensor basados en sistemas de navegación global por satélite (GNSS) parece ser la respuesta. De todas forman, en la actualidad se han de solventar algunos problemas antes de poder aplicar el ETCS nivel 3. Existen tres problemas fundamentales: la necesidad de asegurar la compatibilidad para niveles inferiores, la cuantificación de los requisitos del ETCS nivel 3 y la cuantificación de los sistemas de posicionamiento multi-sensor basados en GNSS. Este trabajo presenta una estrategia para cuantificar los sistemas de posicionamiento multi-sensor basados en GNSS. Además, se ha diseñado e implementado una plataforma de simulación capaz de evaluar mediante la estrategia propuesta dichos sistemas y presenta los resultados mediante una herramienta gráfica. La validación de la plataforma se ha realizado mediante sistemas de comunicación inalámbricas (WCT) y sistemas basados en GNSS. Éste trabajo provee una estrategia para comparar sistemas de posicionamiento globales mediante el uso de unos indicadores unificados (KPIs), siendo un punto de inflexión para la implementación de ETCS nivel 3. Este trabajo de investigación ha sido realizado bajo el marco Europeo FP7 en el proyecto EATS que ha sido coordinado por el Ceit.