Septiembre 2010

Grupo Pöyry1

3er Foro:PRESENTE Y FUTURO DE LOS FERROCARRILES EN COLOMBIA

NUEVAS TECNOLOGÍAS PARA SISTEMAS FERROVIARIOSSantiago de Cali, ColombiaSeptiembre 23, de 2010 Ing. Osvaldo Ricardo BonelliDirector de Proyectos – Movilidad y Urbanismo América Latina y España

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Grupo Pöyry2

PÖYRY - ¿Quiénes somos?

� Empresa global de origen finlandés de consultoría y de ingeniería� Áreas de incumbencia:

• Energía• Urbanismo y Movilidad• Industria• Medioambiente y Agua

� Ofrecemos a nuestros clientes la gestión integrada de:• Consultoría (estudios de factibilidad, elaboración de documentos para llamados a licitaciones, acompañamiento al cliente en la evaluación y en el proceso de adjudicación de los contratistas, etc)

• Soluciones integrales para proyectos complejos• Elaboración de diseño e ingeniería en todas sus etapas• Supervisión y dirección de proyectos• Pruebas en fábrica• Puesta en servicio• Asesoramiento en la operación y el mantenimiento

� 7000 expertos en 50 oficinas en todo el mundo� Ventas netas en el 2009 por 674 millones de Euros

� Las acciones de la compañía se cotizan en NASDAQ OMX Helsinki

• Ferrocarriles, Metros, Tranvías, Trolebuses y Buses• Cables - Teleféricos• Túneles y Puentes• Carreteras• Puertos

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Grupo Pöyry3

Simulador de Redes FerroviariasSimulador de Redes Ferroviarias

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Grupo Pöyry4

OPEN TRACK - Generalidades

�Software utilizado como herramienta en la todas las etapas de unproyecto:� Planificación y diseño de una línea férrea

� Verificación en etapa de pruebas

� Control en la etapa de operación

� Modificaciones y mejoras sobre una línea en operación

�Proporciona salidas dinámicas y gráficas:� Simulación dinámica del movimiento de los trenes

� Gráficos de salida de:• Velocidades en función del tiempo

• Aceleraciones – desaceleraciones

• Ocupación de vías y plataformas

• Horarios gráficos y alfanuméricos

• Diagramas de “Corrida de Trenes”

• Diagramas de consumo de energía

• Diagrama de potencia y resistencia

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Grupo Pöyry5

Simulación: VisualizaciVisualizacióónn ResultadosResultados

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Grupo Pöyry6

Cuáles son sus aplicaciones más frecuentes?

En OperaciEn Operacióón y Horariosn y Horarios

� Capacidad de líneas, nodos y empalmes

� Ubicación de cuellos de botella

� Optimización de la circulación de trenes

� Ejecutabilidad de horarios y tiempos de recorrido

Optimización

de la

operación

En Infraestructura y Material RodanteEn Infraestructura y Material Rodante

� Simulación de alternativas de infraestructura

� Determinación y optimización del esquema de vías

� Determinación y optimización del sistema de señalización

� Evaluación de alternativas de Material Rodante.

� Evaluación de las exigencias al material rodante.

Optimización

de las

inversiones

Zurich CH main stationZurich CH main station

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Simulación del movimiento de trenes

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Grupo Pöyry8

Salidas del Sistema

resistencia

aceleración fuerza mecánica

potencia

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Grupo Pöyry9

Algunos casos de aplicación en América Latina

Caso 1: AnCaso 1: Anáálisis de la operacilisis de la operacióón de un Metron de un Metro

Caso 2: AsesorCaso 2: Asesoríía para una extensia para una extensióón Ferroviarian Ferroviaria

Caso 3: AplicaciCaso 3: Aplicacióón a un Tren de Cargan a un Tren de Carga

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Grupo Pöyry10

Caso 1: Análisis de la operación de un Metro

Altos de La Vanega Altos de La Vanega LibertadorLibertador

Diagramas de velocidad

Diagramas de bloqueo

Horario de trenes

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Grupo Pöyry11

Caso 1: Análisis de la operación de un Metro

resistencia

aceleración fuerza mecánica

potencia

Consumo de energía

Evaluaciones especificas

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Grupo Pöyry12

Caso 2: Asesoría para una extensión Ferroviaria

Escenarios de Operación en ALV - PAD

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Grupo Pöyry13

Caso 3: Aplicación para un Tren de Carga

Septiembre 2010

Grupo Pöyry14

Software para OperadoresSoftware para Operadores

Elaborado por ENOTRAC, SuizaElaborado por ENOTRAC, Suiza

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Administración de Material Rodante e Infraestructura

El foco de VIPSCARSIS es la descripciEl foco de VIPSCARSIS es la descripcióón de propiedades, n de propiedades, caractercaracteríísticas, funcionalidades y requerimientos de bienes fsticas, funcionalidades y requerimientos de bienes fíísicos sicos --ttéécnicos (vehcnicos (vehíículos, infraestructura)culos, infraestructura)

VIPSCARSIS cubre el ciclo de la vida total de los bienes VIPSCARSIS cubre el ciclo de la vida total de los bienes

AdministraciAdministracióón, planificacin, planificacióón y control para mejorar todas las tareas n y control para mejorar todas las tareas de operacide operacióón y mantenimiento de los bienesn y mantenimiento de los bienes

TTechnical echnical AAssetsset

LLifeifeCCycleycle

ManagementManagement

TALCTALC--Management optimiza inversiones de larga duraciManagement optimiza inversiones de larga duracióón y materiales n y materiales

(p.e. material rodante y infraestructura) incluido reporte de su(p.e. material rodante y infraestructura) incluido reporte de su uso, la uso, la

administraciadministracióón inteligente del mantenimiento e integra mn inteligente del mantenimiento e integra méétodos todos

modernos como LCC (Life Cycle Costs) y RAMS (Reliability, modernos como LCC (Life Cycle Costs) y RAMS (Reliability,

Availability, Mantainability, Safety).Availability, Mantainability, Safety).

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Administración de Material Rodante e Infraestructura

�� Material rodanteMaterial rodante

�� VVíía fa féérrearrea

�� Suministro de energSuministro de energííaa

�� CatenariaCatenaria

�� SeSeññalizacializacióónn

�� PatiosPatios

�� TalleresTalleres

�� TTúúnelesneles

�� PuentesPuentes

Se aplica en:

Aporta:

�� Control de mantenimiento:Control de mantenimiento:-- correctivocorrectivo-- preventivo preventivo -- predictivopredictivo

�� PreparaciPreparacióón, control y documentacin, control y documentacióón de obrasn de obras

�� Control de costos (LCC)Control de costos (LCC)

�� Aseguramiento de fiabilidad, disponibilidad, mantenibilidad y Aseguramiento de fiabilidad, disponibilidad, mantenibilidad y seguridad (RAMS)seguridad (RAMS)

�� AnAnáálisis de puntos dlisis de puntos déébilesbiles

�� DocumentaciDocumentacióón histn históórica del material rodante, de las instalaciones fijas y sus rica del material rodante, de las instalaciones fijas y sus componentescomponentes

�� Seguimiento de garantSeguimiento de garantíías as

�� EstadEstadíísticassticas

�� TelemandoTelemando

�� ComunicaciComunicacióónn

�� EstructurasEstructuras

�� EdificiosEdificios

�� EstacionesEstaciones

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Ejemplo para el Material Rodante

DisponibilidadDisponibilidad� Técnicas� Operacionales� Logísticas

FiabilidadFiabilidad� Preservación� Diagnósticos� Redundancia

MantenibilidadMantenibilidad� Diseño� Infraestructura (Materiales, Herramientas)� Logísticas

Performance del TrenPerformance del Tren

Costos ciclo de vidaCostos ciclo de vida� Inversiones� Operación� Mantenimiento

MantenimientoMantenimiento� Procesos� Organización� lnfraestructura

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Componentes de Costos del Ciclo de Vida (LCC)

Costos de inversiones

• Vehículos• Repuestos• Aparatos diagnósticos• Instalaciones para mantenimiento

• Documentación• Capacitación• Modificaciones, Renovaciones

• Inversiones para herramientas especiales

Costos del mantenimiento

Costos de operación

• Derecho de utilización de vías

• Personal• Energía

CalidadFiabilidad

COSTOS DEL CICLO DE VIDA

MantenimientoPreventivo

• Inspecciones• Revisiones

MantenimientoCorrectivo

• Fallos técnicos• Accidentes

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LCC y RAMS, ese es el camino

Diseño

Construcción

Puesta en operación

Mantenimiento

Disposición

Influencia en sentidode producción

Suministrador Cliente / Operador

Seguridad DisponibilidadFiabilidad LCC

Pruebas en fábrica

Suministro

OBJETIVO:Servicio eficiente y

seguro

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Grupo Pöyry20

Mantenimiento Correctivo

Incidente,fallo

EjecuciónEjecución

Incidente

Historia

Mantenimiento cerrar

Mantenimiento abrir

Confirmación

agregar

agregar

Requerimiento de trabajo

Confirmación

Reposición de componentes

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Grupo Pöyry21

Mantenimiento Preventivo - Predictivo

Previsión del díade vencimiento

Indicaciones de contadores

EjecuciónEjecución

Historia

Mantenimiento cerrar

Mantenimiento abrir

Confirmación

Cálculo del día

de vencimiento

Nivel de mantenimiento Objeto para

mantener

Requerimiento de trabajo

Confirmaciónagragar

Reposición de componentes

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Grupo Pöyry22

ElaboraciElaboracióón de horarios complejosn de horarios complejos

VIRIATO

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Grupo Pöyry23

VIRIATO – Elaboración de Horarios Complejos

VIRIATO es una potente herramienta de planificación de horarios que permite alusuario optimizar el conjunto de procesos de planificación en la explotación deuna red ferroviaria.

■ Estudios estratégicos (elección de la estrategia). Puede usarse apoyándoseen un primer nivel de datos generales para calcular tiempos de viaje, horariosaproximados (borrador) y gráficos de utilización del material rodante que optimicen su uso. ■ Estudios comerciales (interrelaciones/negocios). En las fases preparatorias de elaboración de un horario, Viriato permite elaborar un reparto de la capacidad entre varias empresas ferroviarias, sobre la base de datos afinados.■ Estudios detallados (precisión). Apoyándose en datos muy «finos», puede preparar horarios muy precisos maximizando el uso de la capacidad de la red y/o encontrando soluciones, al menor coste para gestionar las zonas de conflicto.■ Explotación (operaciones). Los documentos de servicio necesarios a la explotación, tanto para la empresa ferroviaria como para el gestor de la infraestructura pueden ser obtenidos mediante la utilización de VIRIATO.

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Grupo Pöyry24

VIRIATO permite

Funcionalidad:■ Trabajar directamente en el gráfico de red ■ Seleccionar trenes para su análisis y/o representación «filtrados» por días ■ Crear mapas de líneas de fácil lectura e interpretación ■ «Captar y remitir» datos entre las diferentes bases del programa

Visualización:■ Utilizar funciones gráficas para rótulos, títulos, leyendas ynotas ■ Elegir libremente diseños, colores, tipos de letra ■ Destacar ciertos trenes o secciones de línea ■ Imprimir en gran formato hasta ISO A0

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Grupo Pöyry25

Otros Softwares EspecialesOtros Softwares Especiales

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Grupo Pöyry26

FABEL II y III – Simulación de Redes de Energía

� Usado para la simulación operacional de suministro de energía en sistemas de transporte eléctrico (trenes, tranvías, trolebuses, etc)

� Las vías y las redes eléctricas asociadas pueden relacionarse entre sí y se puede trabajar con un gran número de los trenes simultáneamente

� Proporciona gran ayuda para la ubicación y dimensionamiento de las subestaciones eléctricas y sus redes de cables alimentadores

� Ideal para:� Planificación de esquemas eléctricos de nuevas líneas y extensiones� Repotenciación de líneas existentes� Calificación de los equipos de propulsión de los vehículos� Diseño de las protecciones eléctricas de los sistemas� Investigación de las corrientes de cortocircuito en todo punto de la línea

� Poderosa herramienta de investigación para elaborar escenarios del tipo “Quépasa si”.

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Grupo Pöyry27

SIMNET – Distribución de la Corriente (alimentación y retorno)

� Usado para el cálculo de las corrientes y tensiones en redes con cables que corren en paralelo (alimentadores y retorno de tracción)

� Típica aplicación para ferrocarriles (cables alimentadores, cables de tierra distribuida, catenarias, tercer riel, etc)

� Cálculo de la inductancia y la capacitancia de acoplamiento entre cables y entre cables y tierra

� Cálculo de la auto inductancia y la capacitancia por unidad de longitud

� Comportamiento del efecto “skin” en los cables

� Comportamiento de la derivación de corriente a tierra

� Cálculo de las caídas de tensión en las líneas

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Grupo Pöyry28

EMFCALC – Compatibilidad Electromagnética

� Usado para calcular los campos magnéticos en la vecindad de líneas ferroviarias y líneas de transmisión

� Evaluación de la interferencia de las líneas aéreas (catenarias) en los cables de telecomunicaciones y sistemas de señalización

� Evaluación de la interferencia provocada por otras líneas vecinas sobre todo en aquellas que poseen diferentes alimentaciones (corriente alterna / corriente continua)

� Poderosa herramienta para el cumplimiento de las consideraciones medioambientales

� Cálculo y verificación de campos magnéticos debido a la existencia de campos eléctricos que puedan ser nocivos para la salud humana

Septiembre 2010

Grupo Pöyry29

Sistema CBTCSistema CBTC

Nueva Tecnología en Señalización Ferroviaria

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Grupo Pöyry30

Sistema de Señalización Ferroviaria Tradicional - Principios

� Las vías se dividen físicamente en tramos, cantones o “circuitos de vía” que son usados para “proteger” el movimiento de los trenes.

� De su longitud depende “cuanto” se pueden acercar los trenes entre sí en forma segura

� En el cálculo de su longitud se deben tener en cuenta gran cantidad de variables:

� Las características del terreno (pendientes, curvas verticales y horizontales)

� Las características del material rodante (velocidad, aceleración, desaceleración, motorización)

� Características físicas (resbalamiento, índices de fricción, índice de resistencia, condiciones climáticas, etc)

Septiembre 2010

Grupo Pöyry31

Sistema de Señalización Ferroviaria Tradicional - Ejemplo

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Grupo Pöyry32

Sistema de Señalización Ferroviaria CBTC - Principios

� El Sistema CBTC (Communication Based Train Control), en español Sistema de Control de Trenes Basado en Comunicaciones

� En los sistemas CBTC, son los trenes circulantes los que comunican a los equipos de vía su estado (posición, velocidad, sentido de marcha, distancia de frenado, etc.)

� De esta forma se calcula permanentemente la posición del tren y la zona de seguridad detrás de él

� Se crea así un cantón o “circuito de vía virtual” que el tren “arrastra” consigo a lo largo de su recorrido

� No son necesarios los circuitos de vía tradicionales

� Se conocen como sistemas de “cantón o bloqueo móvil”

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Grupo Pöyry33

Sistema de Señalización CBTC - Ejemplo

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Grupo Pöyry34

�Aumento de la capacidad transportativa de la línea

�Señalización a bordo sin señales luminosas a lo largo de la vía

� Facilidad para realizar las labores de mantenimiento (solamente balizas en la vía)

� Tecnología flexible (permite adaptación fácil ante un cambio del “lay out” de la línea), amigable y con condiciones de ser evolutivo (driverless)

�Monitoreo de variables en tiempo real y supervisión de fallas

�Niveles de seguridad definidos en los estándares internacionales UIC y EN aplicables para el transporte de personas

Sistema de Señalización CBTC - Brinda

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Grupo Pöyry35

� Comunicación bidireccional de datos entre los trenes y los equipos de vía, integrando una red de radio digital mediante antenas o cable radiante, siendo habitual el uso de la banda libre de 2,4 GHz (la misma empleada por los sistemas WiFi

� Sistema ATP embarcado. Es el encargado de controlar en todo momento la velocidad del tren para mantenerla dentro de un perfil de seguridad, forzando la aplicación del freno en caso necesario.

� Sistema ATO embarcado. Se encarga de controlar automáticamente la petición del esfuerzo de tracción o frenado del tren con objeto de regular su velocidad por debajo del límite fijado por el ATP. Se utiliza para sistemas con y sin conductor

� Sistema ATP de campo. Gestiona las comunicaciones con todos los trenes en su área de influencia y calcula los puntos de parada que no debe sobrepasar cada tren que circula por dicha área. Garantiza la seguridad de la circulación

� Sistema ATO de campo. Es el encargado de controlar el destino y la regulación de la operación de los trenes. Indica a cada tren su próximo destino o estación, le informa de la duración de la parada y proporciona otras funciones auxiliares (no relacionadas con la seguridad), como órdenes de parada o salto de estación, alarmas, eventos, etc.

Sistema de Señalización CBTC - Arquitectura

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Grupo Pöyry36

Sistema de Señalización CBTC – Funcionamiento básico

Septiembre 2010

Grupo Pöyry3737

CONTACT:

NAME: Ing. Osvaldo Ricardo BonelliTITLE: Director de Proyectos – América Latina y EspañaMAIL: osvaldo.bonelli@poyry.comPHONE: +54 11 4342 9894

FIN DE LA PRESENTACIÓNMUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN!