jueves, 18 de abril de 2013

Comunicaciones ferroviarias

Un aspecto muy importante en la explotación del ferrocarril son las comunicaciones. Es absolutamente necesario poder tener una comunicación directa entre los Puestos de Mando y las estaciones, entre los trenes y las estaciones, y entre los PM y los trenes. Ya no hablemos de las comunicaciones en las estaciones entre los distintos agentes para coordinarse para maniobras, movimientos, trabajos...

En el inicio, las comunicaciones fueron verbales, es decir, a viva voz. Y es que no había otra tecnología. Bueno, sí, se podían dar por escrito también.

Ya comentamos que el ferrocarril acogió al telégrafo para transmitir mensajes a distancia, y de ahí nació el Bloqueo Telegráfico, con el que las distintas estaciones se coordinaban para gestionar el tráfico. Y gracias a ésto, también los PM podían comunicarse con las estaciones. Pero no se podía hablar con los trenes. La única forma de establecer una comunicación con ellos era cuando paraban en las estaciones.


Telefonía de explotación

Con la invención del teléfono, el ferrocarril da un gran paso adelante adoptando este nuevo sistema, si bien es cierto que no todas las compañías lo adoptaron, ni se instaló en todas las líneas hasta pasado mucho tiempo. Al ser una tecnología nueva y necesitar nueva infraestructura era caro. Pero bueno, el caso es que a lo largo del tiempo el teléfono se hizo absolutamente imprescindible en el mundo de los trenes. Y por ello, las compañías ferroviarias desplegaron su propia red de telecomunicaciones al margen de la red telefónica pública.

Los primeros teléfonos que se instalan en las estaciones y en los Puestos de Mando son un tanto especiales, y es que, mientras que en la red telefónica pública se puede alcanzar cualquier destino, en estos teléfonos ferroviarios sólo se puede hablar con las estaciones colaterales (las de al lado) o con el PM. Es lo que se llama el circuito escalonado (eso de escalonado es porque los cables forman algo parecido a una escalera. Vamos a ver un ejemplo.

Vamos a suponer primero que cada estación sólo va a hablar con el PM, dejando de lado, de momento, las comunicaciones con las estaciones colaterales. Desde el PM tenemos que tender al menos un par de hilos hasta cada estación, de tal forma que si queremos hablar con 5 estaciones, tenemos que tender 5 pares (para simplificar vamos a hablar de cables). Y si queremos 10 estaciones, pues 10 cables, y así con cada estación que pongamos. De esta forma, el primer cable llega hasta la primera estación, el segundo hasta la segunda, el tercero... Bueno, os lo imagináis. Si lo vemos en un esquema, la distribución de cables se parece a una escalera.
Esquema de circuito escalonado de telefonía.
Con este sistema, cada vez que una estación descuelga el teléfono, puede hablar con el Puesto de Mando. Pero claro, dicho así, el PM tendría que tener un teléfono por cada estación y eso es una barbaridad. Nuevamente llamamos a nuestros ingenieros, con la diferencia de que si antes llamábamos a los ingenieros industriales y a los de caminos, ahora tenemos que llamar a los de "teleco", y les pedimos que nos quiten los 10 teléfonos de la mesa y nos pongan uno solo con el que podamos llamar a todas las estaciones. Y estos señores se ponen a pensar y desarrollan un teléfono con 10 botones. Y cada uno de esos botones corresponde a una estación y así podemos hablar con cada estación.

Habíamos dicho que las estaciones también tienen que hablar entre sí, por eso de coordinarse, el Bloqueo Telefónico y demás cositas. Bueno, pues ahora, lo que vamos a hacer es que, sobre esos postes que hemos usado para el escalonado, vamos a tender otros cables, pero que sólo van a unir dos estaciones colaterales entre sí, es decir, la 1 con la 2, la 2 con la 3, la 3 con la 4 y así hasta el final.
Esquema circuito escalonado de telefonía con conexión entre estaciones.
Ahora las estaciones ya pueden hablar entre sí y con el Puesto de Mando. Pero claro, esto implicaría que en cada estación (excepto la primera y la última), tendría que haber tres teléfonos: uno para el PM y otro por cada estación colateral. Y si es una bifurcación, aún más teléfonos. Pero como nuestros ingenieros ya han inventado los teléfonos con botoncitos para seleccionar a quién queremos llamar, ponemos uno de éstos en cada estación.

Pero aún no podemos hablar con los trenes. Y eso supone que la explotación de la circulación es un poco torpe, sobre todo cuando hay alguna incidencia. Es torpe porque tenemos que esperar a que los trenes estén en las estaciones para poder comunicarnos con ellos. Y también es torpe porque nos lleva mucho tiempo autorizar el rebase de una señal si no podemos abrirla. Tenemos que mandar a una persona andando hasta la entrada de la estación con la autorización de rebase. Y si un tren se nos queda tirado en un trayecto, no tenemos forma de saberlo.

Por eso vamos a dotar a la línea de teléfonos. De momento, y como es bastante sencillo, llevamos cables hasta cada una de las entradas de la estación y allí instalamos unos teléfonos en unos cajetines en postes al lado de las señales de entrada o sobre el mástil de la misma señal. Y ya de paso, ponemos teléfonos en las zonas de agujas y en las señales de salida. Así, cuando un tren llegue, si es necesario, podemos hablar con el maquinista. Pero además, vamos a poner teléfonos a lo largo de la línea. Bueno, realmente no vamos a poner teléfonos, que eso sale muy caro. Lo que ponemos es otro cable entre las estaciones, y a ese cable, cada 500 metros más o menos, le ponemos un conector de intemperie. También voy a aprovechar y le voy a poner teléfono a los pasos a nivel y así les aviso de cuándo van a pasar los trenes.
Señal con teléfono instalado en el mástil. La foto está repetida de la entrada de fotos. Foto mía en el Museo del Ferrocarril de Madrid -  Fundación de los Ferrocarriles Españoles en noviembre de 2012.
Entonces resulta que nuestros teléfonos de las estaciones han pasado de tener 3 botoncitos a tener un montón, uno por cada teléfono con el que quiero conectarme. Aquí, una foto de uno de los pupitres de telefonía de explotación de los que aún siguen muchos en servicio en la red ferroviaria española.
Pupitre de telefonía de explotación de la casa ENA. Foto mía en julio de 2006.
El pupitre de la foto no es de Puesto de Mando. Es de una estación. En la mitad izquierda vemos los botones que nos conectan con los distintos circuitos: estaciones colaterales, PM, señales, conectores de intemperie... Pero como es un pupitre relativamente moderno, en la mitad derecha tenemos un teléfono absolutamente normal, como los de casa, con su disco de marcado y todo, que irá conectado a una central telefónica absolutamente normal y con el que podremos llamar a números absolutamente normales.

Antes comentamos que poner un teléfono cada 500 metros a lo largo de una línea nos salía un poco caro, y que mejor poníamos unos conectores. Y a esos conectores tendremos que enchufar, lógicamente, teléfonos. Y esos teléfonos los vamos a meter en los trenes y vamos a considerarlos dotación imprescindible de la locomotora o del automotor. Sin teléfono, un tren no debe circular. Son los teléfonos de campaña, que no es otra cosa que un teléfono metido dentro de una maleta y que tiene un conector que podemos enchufar cuando nos haga falta. De esta forma, cuando un maquinista, en plena vía, tenga que contactar con una estación, se bajará del tren, enchufará el teléfono de campaña al conector de intemperie y llamará. Y una de las estaciones colaterales contestará a la llamada. Y si están cerradas, podrá ser el PM el que conteste.
Teléfono de campaña primitivo. A la izquierda los cables para engancharlo al conector de intemperie o a los cables mediante pértiga. A la derecha, el auricular. Y unida a la caja por el lado derecho, la "magneto", para generar el timbre de llamada. Foto mía en abril de 2013.
Ahora sí que sí, ya tenemos todo nuestro sistema de telefonía de explotación. Todos los relacionados con circulación pueden hablar con todos.


Telefonía automática

A veces, también tenemos que poder llamar a otros teléfonos que no están directamente relacionados con la circulación. Es posible que necesitemos llamar a los talleres, a las taquillas, a las consignas, al servicio de catering, a los servicios de mantenimiento... En fin, a un montón de gente. Y podríamos hacerlo poniendo un teléfono de la red pública en cada uno de los sitios, pero entonces tendríamos que pagarle al operador correspondiente cada una de las llamadas, y eso no nos interesa. Por eso, aprovechando toda la infraestructura que ya tenemos de cables, de teléfonos y el trazado de las vías, montamos nuestra propia red de telecomunicaciones para usarla únicamente nosotros. Y esta red de telefonía no es muy distinta a la red telefónica pública. Es más, yo diría que es idéntica, sólo que más pequeña.

Montamos una serie de centrales telefónicas a las que conectamos un montón de abonados, y con un sistema de marcación, ellos mismos pueden llamarse entre sí y hablar entre ellos. Es el sistema selectivo descentralizado. Selectivo porque puedo seleccionar a quién llamo (marcando el número) y descentralizado porque puedo hablar con cualquiera (puedo alcanzar cualquier destino, no como en el escalonado que sólo puedo hablar con quien tenga un cable conectado conmigo). Para que os hagáis una idea del tamaño de una de estas redes de telefonía, ADIF, a fecha de diciembre de 2012, gestionaba una red telefónica con más de 22.000 abonados conectados a unas 70 centrales telefónicas. A éstos hay que unir, desde enero de 2013, todas las centrales y los abonados de la antigua FEVE, de la cual no tengo datos.


Tren-Tierra

A principios de los años 80, la RENFE de entonces se da cuenta de que a veces es necesario poder llamar a los maquinistas de los trenes cuando éstos están en marcha. No se puede esperar a que lleguen a una estación y se les informe de lo que sea, ni tampoco podemos esperar a que el tren se pare por cualquier causa y el maquinista nos llame para contarnos qué ha pasado. Tened en cuenta que, en aquélla época, lo del teléfono móvil era prácticamente ciencia-ficción. Entonces, se empieza a desarrollar un sistema de comunicaciones entre los PM y los trenes que se llamó, casualmente, Tren-Tierra.

Se trata de un sistema de radiotelefonía que permitía comunicar a los Puestos de Mando con los trenes a través de radio, pero haciendo que las comunicaciones fueran secretas, es decir, que nadie que no fuese uno de los interlocutores pudiera escuchar la conversación.

Las particularidades de este sistema son que se trata de una comunicación por radio (como la de cualquier walkie-talkie) pero en la que se permite que los dos interlocutores puedan oír y hablar a la vez (como la de cualquier teléfono). Además, sólo el radioteléfono al que se llama recibe la llamada. Ninguno de los demás se entera, pero es que además, desde los demás radioteléfonos no se puede oír esa conversación. Es muy parecido a un sistema de telefonía móvil. Va, no me enrollo más y os cuento por encima cómo va.

En el Puesto de Mando está instalado un Puesto Central Radio (PCR). Éste está conectado por cable a los distintos Puestos Fijos Radio (PFR) que están repartidos a lo largo de la línea, para darle cobertura a toda la vía. Los PFR transforman la señal eléctrica que le llega por los cables a señales de radio, que son las que captan los Puestos Móviles Radio (PMR) o los Puestos Portátiles Radio (PPR). La diferencia entre PMR y PPR es que los PMR son los que están montados en los trenes y los PPR son como walkie-talkies pero adaptados para el Tren-Tierra. Un esquemita para que no os perdáis.
Esquema del sistema Tren-Tierra extraído del capítulo 15 del Manual de Circulación de ADIF.
Esta misma configuración es la que usa la telefonía móvil GSM. Sólo tenéis que sustituir PCR por una central telefónica, los PFR por las estaciones base (las antenas), y los PMR y PPR por vuestros móviles.

Como el Tren-Tierra es un sistema de radio, tiene una serie de frecuencias reservadas que sólo se pueden usar para la explotación ferroviaria. Esta reserva de frecuencias la podéis encontrar en el CNAF (Cuadro Nacional de Asignación de Frecuencias) que edita la SETSI (Secretaría de Estado para las Telecomunicaciones y la Sociedad de la Información), dependiente del Ministerio de Industria, Energía y Comercio. No son frecuencias de uso libre y cualquier intruso puede ser fuertemente sancionado.

Para que una comunicación por radio pueda ser duplex (o también full-duplex), es decir, que los dos interlocutores puedan oír y hablar a la vez, como en el teléfono, es necesario que haya dos canales de transmsión, uno para cada sentido de la comunicación. Los equipos de Tren-Tierra, cada vez que establecen una comunicación, utilizan dos frecuencias, que están agrupadas en lo que llamaríamos "canales". Una de las frecuencias la usarán los PFR para transmitir información hacia los PMR o PPR, y la otra frecuencia la usarán los PMR o los PPR para transmitir hacia los PFR.
Aspecto de un Puesto Central Radio. La versión más moderna tiene un teléfono más moderno y una pantalla TFT. El resto es igual que el de la foto. Imagen extraída del capítulo 15 de Manual de Circulación de ADIF.
Además de la conexión de voz, el Tren-Tierra también permite el envío de "mensajes cortos", o sea, SMS's. En realidad se llaman telegramas y sirven para transmitir información breve y concisa de forma rápida.

Estas transmisiones, así como las necesarias para poder hacer una llamada y establecer la comunicación de voz se hacen mediante unos tonos que se transmiten por las frecuencias de cada canal y que sirven para que los equipos se sincronicen entre sí y para que se puedan transmitir esos telegramas. Si pudiéramos escuchar lo que se transmite en esas frecuencias (la Ley General de Telecomunicaciones nos prohibe interceptar las comunicaciones por radio que no sean de uso público, así como la publicación o la grabación de cualquier mensaje interceptado sin autorización), oiríamos toda una serie de pitidos, y de vez en cuando oiríamos una conversación de voz acompañada de un pitido muy molesto. En realidad sólo oiríamos la mitad de la conversación, porque la otra mitad estaría siendo transmitida por otra frecuencia, por lo que necesitaríamos otro receptor.
Aspecto de un Puesto Móvil Radio. Se trata del modelo AEG antiguo (también los hubo Telefunken, pero de color crema) instalado en una UT serie 448. Imagen extraída del capítulo 15 del Manual de Circulación de ADIF.
Los equipos del Tren-Tierra son capaces de filtrar esos pitidos y esos tonos para eliminarlos y que la comunicación sea óptima. Son precisamente esos tonos los que le indican a cada equipo si la comunicación es para ellos o no, por lo que, en función de eso, se "conectarán" a esa transmisión o no.
Aspecto de un PMR. Se trata del modelo moderno (fabricados por Alcatel, Revenga y Arteixo) instalado en una UT serie 446. Imagen extraída del capítulo 15 del Manual de Circulación.
Como os podréis imaginar, dado que el sistema tiene ya unos añitos, los PPR (los walkies del Tren-Tierra) tenían un peso y un tamaño descomunal, y poco ha poco se han ido sustituyendo por los teléfonos móviles  que los agentes a pie de vía tienen, hasta tal punto que los PPR han desaparecido completamente y ya no se usan.

¿Y cómo se enteran los equipos si la transmisión es para ellos? El maquinista, cada vez que inicia servicio en un tren, tiene que teclear en el equipo Tren-Tierra el número de tren (aquél del que hablamos en la entrada de Puesto de Mando y CTC) y además seleccionará el canal que corresponda. Esa información la tiene en el Libro Horario de los Trenes, donde viene especificado, aparte del horario, evidentemente, la velocidad máxima de cada tramo, el tipo de bloqueo de la línea, las paradas y el canal de radiotelefonía de cada tramo.  Una vez que lo ha hecho, envía por el Tren-Tierra el telegrama "Entro en banda" para anunciarle al regulador del Puesto de Mando que ese tren ha entrado en la "banda de regulación", que no es otra cosa que el tramo de línea por el que va a circular. A partir de ese momento, tanto el maquinista como el PM pueden hacerse llamadas mutuamente.

Para que os hagáis una idea, toda esta operación sería equivalente a meter la tarjeta SIM en nuestros móviles y encenderlos. Lo del canal y el telegrama lo hace el móvil automáticamente, pero en este sistema tan "antiguo" tiene que hacerlo el propio maquinista.

Vamos a ver unos pocos telegramas programados que pueden enviarse a través del Tren-Tierra desde los PMR al PCR:
  • Pido hablar: para que el maquinista haga una llamada de voz al PM.
  • Entro en banda: para anunciar al regulador del PM que el tren entra en su banda de regulación.
  • Conforme: para que el maquinista confirme la recepción de un mensaje y acepte su contenido.
  • Detenido ante señal: para cuando un tren se encuentra una señal cerrada.
  • Detenido tren: para informar al PM de que el tren se ha detenido por alguna anormalidad.
  • Sigo marcha: para informar al PM de que el tren reanuda la marcha.
  • Avería Instalaciones Fijas: para que el maquinista informe de alguna avería en las señales o el ASFA.
  • Incidencia: para que el maquinista informe al PM de alguna incidencia que ha detectado.
  • Servicio exterior: para poner en contacto el PMR con la red telefónica para llamar directamente a algún teléfono.
  • Petición de vía: para solicitar vía líbre.
  • Llegada a un punto: para informar de la llegada a un punto determinado.
  • Salida de un punto: para informar de la salida de un punto determinado.
  • Petición de maniobra: para solicitar autorización para hacer una maniobra.
  • Fin de maniobra: para informar del fin de una maniobra.
  • Emergencia: para comunicar algún peligro o accidente. Esta comunicación es preferente sobre todas las demás.
Como habíamos dicho, al ser una comunicación por radio, cada vez que un PMR y el PCR están hablando, el canal está ocupado, por lo que nadie más que esté en esa banda puede hablar. En el caso de recibir un telegrama de Emergencia, se desconecta cualquier llamada que esté en curso y se conecta la de la emergencia al PCR.

Y ahora, los mensajes que puede enviar el PCR a los PMR:
  • Hable: confirma la recepción del "Pido hablar" y establece la llamada.
  • Supresión de parada: autoriza al maquinista a no parar en la siguiente parada prescrita.
  • Conexión megafonía: ordena al maquinista conectar el Tren-Tierra con la megafonía del tren para informar los viajeros.
  • Reduzca marcha: ordena al maquinista reducir la velocidad para alejarse del tren precedente.
  • Autorización para modalidad C: lo explico más adelante.
  • Atento a señal: ordena al maquinista estar atento a la señal (es una obviedad, pero se suele usar para confirmar la recepción del "Detenido ante señal").
  • Baje pantógrafo: ordena al maquinista bajar el pantógrafo.
  • Suba pantógrafo: ordena al maquinista subir el pantógrafo.
  • Alto urgente: ordena al maquinista detenerse inmediatamente.
  • Atento al Paso a Nivel: ordena al maquinista extremar la precaución al llegar al PN por alguna anormalidad.
  • Concesión vía: indica al maquinista que tiene la vía concedida.
  • Concesión maniobra: indica al maquinista que puede hacer la maniobra que ha solicitado.
  • Conforme: confirma la recepción del mensaje y acepta su contenido.
  • Hable con Puesto Móvil: conecta un PMR con otro PMR.
  • Llamada general: todos los PMR de la banda de regulación se conectan a esa llamada y todos oyen lo que se transmita.
Como veis hay muchos telegramas programados que se pueden enviar a través del sistema. En realidad sólo se usan unos pocos, porque el resto de cosas se aclaran mejor hablando. También existe la posibilidad de enviar telegramas en los que el texto lo escribimos nosotros, pero sólo en los aparatos más modernos.

El Tren-Tierra puede funcionar en cuatro modalidades distintas. Las más usadas son la A y la C. Hasta ahora hemos hablado de la modalidad A. En la otra modalidad, la C, los PMR y PPR pueden hablar entre sí, sin que los PFR o el PCR tengan que intervenir para nada. Es una modalidad en la que la comunicación es una comunicación por radio normal y corriente, en modo simplex (o half-duplex), en la que sólo puede hablar uno de los interlocutores cada vez, o sea, como con cualquier walkie-talkie normal. Se usa siempre que es necesario que el distinto personal ferroviario hable, por ejemplo, los maquinistas con los agentes de maniobras, los Jefes de Circulación con los agentes de mantenimiento...

Las otras dos modalidades, la B y la D se usan bastante menos. La modalidad B es para establecer una comunicación entre dos PMR's o PPR's usando los PFR's y que el PCR puede monitorizar. La modalidad D  es igual que la C, pero usando algún PFR como repetidor.

El Tren-Tierra entró en servicio en el año 1984 en la rampa de Pajares. En 1987, el Gabinete de Información y Relaciones Externas de Renfe editó el vídeo que podéis ver en el siguiente enlace en el que se explica algo del sistema. La explicación está a partir del minuto 12:00: http://objetivopajares.blogspot.com.es/2012/02/video-tren-tierra-en-pajares.html


Sistema GSM-R

Es el sistema que está sustituyendo paulatinamente al Tren-Tierra. Actualmente se encuentra en servicio en las líneas de Alta Velocidad y en el núcleo de cercanías de Bilbao y se está instalando en el núcleo de Barcelona.

Es un sistema de telefonía móvil GSM, casi igual que la telefonía móvil normal, pero especialmente pensada y diseñada para aplicaciones ferroviarias.


Otros sistemas de comunicaciones

Aparte de estos sistemas, la red ferroviaria tiene instalada paralelamente toda una red de comunicaciones, tanto de voz como de datos, que llega a todos los puntos donde hay tren. Esta otra red, se usa para todos los servicios que no son de explotación de la circulación, como por ejemplo los sistemas de venta de billetes, el sistema de información al viajero, etc. Estos sistemas están basados en redes de comunicaciones mucho más modernos, y sus datos viajan por cables de fibra óptica, routers, switches y toda la parafernalia de las redes informáticas modernas.

Como dato curioso, diremos que la primera comunicación a través de cable de fibra óptica en España la realizó RENFE en el año 1982 entre las estaciones de Atocha y Chamartín. En realidad no fue el primero, ya que la entonces Compañía Telefónica Nacional de España (hoy Telefónica a secas), cuando se enteró de los planes de RENFE, tendió un cable de fibra óptica y lo puso en funcionamiento unos meses antes. El único inconveniente es que fue únicamente una demostración y que el cable no transportaba ningún tipo de información. Sin embargo, el de RENFE sí transportó datos reales, nada menos que la interconexión de las dos centrales telefónicas más importantes de la red ferroviaria: Atocha y Chamartín.

Y con esto, creo que podemos irlo dejando por hoy.

2 comentarios:

  1. Gracias por la información, me ha sido de utilidad

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  2. Como siempre, muy interesante. Gracias!

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