José I. Alonso, IPTC, Dec. 2019 | Se espera que el futuro desarrollo de la industria ferroviaria y de la gestión de tráfico ferroviario se base en sistemas de transporte inteligentes, más automatizados y conectados, sobre una gran infraestructura de red ferroviaria, que aprovechando las oportunidades que ofrecen las nuevas tecnologías, permita la reducción del coste de su ciclo de vida. Esto exigirá a la industria ferroviaria una “transformación digital”. La declaración conjunta ”Joint Rail Sector Declaration on Digitalisation of Railways”, firmada por CER (Community of European Railway and Infrastructure Companies), EIM (European Rail Infrastructure Managers), ERFA (European Rail Freight Association), UIP (International Union of Wagon Keepers), UITP (International Association of Public Transport) y UNIFE (Association of the European Rail Industry), y el Plan de Innovación para el Transporte y las Infraestructuras, presentado por el Ministerio de Fomento en febrero de 2018, van esta línea, señalando que la “digitalización del sector permitirá situar a los ferrocarriles como la columna vertebral de la futura movilidad digital sostenible, servirá como base de soluciones seguras en la oferta de productos y servicios y constituirá un avance en los procesos de gestión automática”.
Esta tendencia a la “digitalización” del sector ferroviario que implica la incorporación al mismo de tecnologías como el IoT, el Big Data, la Inteligencia Artificial, los sistemas de comunicaciones LTE y 5G, etc., es avalada por el último informe editado por la European Rail Research Advisory Council (ERRAC), titulado “Rail 2030 – Las prioridades de Investigación e Innovación”. Así, por ejemplo, la explotación de las oportunidades creadas por la industria del Internet de las Cosas (IoT) y el Big Data, permitirá la transición hacia trenes inteligentes que sean capaces de explotar la información recopilada de los parámetros operativos y de funcionamiento del tren, a través de sensores, para la mejora de la toma de decisiones en tiempo real de la operativa ferroviaria. La conectividad a redes LTE y 5G permitirá, por ejemplo, fomentar la creación de negocio alrededor de la conectividad y de los servicios ofertados al viajero, aumentando la creciente oferta de información y entretenimiento en el tren. La implantación de servicios como el e-ticketing, la realización de reservas on-line, el acceso a servicios de Internet y video en tiempo real a bordo y el desarrollo de aplicaciones para el seguimiento y localización de viajeros, serán soluciones en una movilidad digital de los pasajeros y mercancías. Por otra parte, el sistema LTE o el 5G constituirán la base para el proceso de migración del sistema GSM-R, que es el actual sistema de comunicación tren-tierra analógico, al FRMCS (Future Railway Mobile Communications System), lo que permitirá la implantación de un sistema de comunicaciones más fiable y con mejores prestaciones. Incluso la Inteligencia Artificial propiciará el desarrollo de sistemas de control de trenes interoperables y más flexibles en su funcionamiento, incluso, la conducción automática de los mismos.
De la importancia de la incorporación de estas tecnologías a este nuevo “tren inteligente”, “tren digital” o “tren conectado”, como queramos denominarlo, que se vislumbra en un futuro, basten algunos datos. Se estima que este mercado global crecerá a una Tasa de Crecimiento Anual Compuesta (CAGR) del 14,4%, pasando de los 10,50 billones de $ en el año 2016 a 20,6 billones para el año 2021 [1]. Además, según el Foro Internacional de Transporte de la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económico (OCDE), para 2050, la movilidad de los pasajeros aumentará en un 200–300% y la actividad de carga en un 150–250% con respecto a 2010 [2]. Por otra parte, según los expertos la incorporación progresiva de estas tecnologías en el sector alcanzará un porcentaje superior al 74% en el año 2025, frente al 50% del año 2010. Hay que tener en cuenta que se trata de un sector que, a nivel nacional, representa aproximadamente unos 6.500 millones de € anuales, integra unas 600 empresas, de las cuales el 75% son PYMEs y crea unos 145.000 puestos de trabajo, tanto directos como indirectos [3].
El operador ferroviario español, RENFE, no es ajeno a estas tendencias y está convencido, máxime con la futura liberalización del sector ferroviario, de los beneficios de la adopción de estas nuevas tecnologías en sus modelos de negocio y están trabajando en esa visión de un “tren conectado” cada vez más cercano [4]. La operadora ferroviaria concibe que la arquitectura de las redes de comunicación el próximo tren del futuro estará basada en conceptos como la segmentación, escalabilidad, modularidad, estandarización y la ciberseguridad. En concreto, RENFE, basa la futura arquitectura de su red de comunicaciones en una modularidad de la misma, con distintas redes en función la funcionalidad de cada una de ellas: Un red TCN para funciones relacionadas con comunicaciones más críticas de la operativa ferroviaria, como las gestión de la apertura de puertas, las operaciones de tracción y frenado y para las operaciones de señalización y localización del tren y la supervisión remota de la conducción, por ejemplo. Una red Ethernet privada, para los servicios más propios de la operativa de RENFE, cómo el control de las cámaras de los circuitos cerrados de televisión, el nivel de ocupación de trenes, el control y medida de la energía consumida y la realización de una diagnosis remota, entre otros. Existiría una pasarela de comunicaciones hacia un servidor que almacenaría los datos de esta operativa y también de gestión de la red. Por último, una red Ethernet para los servicios a pasajeros de entretenimiento a bordo y servicios sobre niveles de ocupación y llegada de los trenes, entre otros. La operadora considera que esta propuesta de arquitectura modular de las redes permitiría una escalabilidad a 5G rápida y fácil de llevar a cabo en los trenes de futuras licitaciones, mediante la utilización de antenas MIMO en el techo de los vagones, el uso de routers embarcados de superiores prestaciones a los actuales y la sustitución de switches de los vagones actuales, para aumentar el ancho de banda de las redes a bordo de 1 Gbps a 10Gbps.
En definitiva la estrategia futura del ferrocarril, pasa por lo que se ha denominado “Tren Conectado”, es decir, un tren continuamente conectado que permita que las innovaciones digitales en el campo de las redes de comunicaciones, el futuro desarrollo e implantación de nuevos sistemas de radiocomunicación (5G) y la aplicación de tecnologías como el IoT o el Big Data puedan resolver los problemas de la operativa de la seguridad ferroviaria, satisfacer las necesidades de conectividad del viajero y un control y monitorización de los parámetros operativos que conduzca a una conducción automática del mismo. Para ello sería necesaria una estrategia a largo plazo que pasaría por un entendimiento de las diversas partes implicadas: gestores de infraestructuras, operadores ferroviarios, operadores de telecomunicaciones, industria ferroviaria, clientes y reguladores.
Referencias
[1] Marketsandmarkets.com, Smart Railways Market by Solution (Passanger Information, Freight Information, Rail Communication, Advanced Security Monitoring, Rail Analytics), Component, Service (Professional, Managed), and Region-Global Forecast to 2021; Technical Report; Marketsandmarkets: Pune, India, November 2016.
[2] International Transport Forum (2011); Available online: https://www.itf-oecd.org/sites/default/files/docs/11outlook.pdf
[3] Informe de la Comisión Científico Técnico Científico para el Estudio de Mejoras en el Sector Ferroviario, Ministerio de Fomento. Junio 2017.
[4] David Ventura García, “Redes a bordo y conectividad en los trenes”, Jornada ICAITRAIN, 12/Junio/2019.
Newsletter noviembre-diciembre 2019 Tecnología