Los trenes son conocidos, admirados y fotografiados, pero la gestión del servicio es desconocida. Los viajes son posibles cuando los trenes cumplen sus horarios, los operarios realizan el mantenimiento necesario y cualquier incidente es solucionado adecuadamente. Este artículo explica los procesos y tareas necesarias para implementar dicho servicio de viajeros. La espera en los andenes puede ser aburrida o excitante pero después de su lectura, será también diferente.
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| NAOS: Centro de Control Ferroviario Integrado diseñado por CAF Signalling (Cortesía CAF Signalling) |
A pesar que el tren es utilizado por miles de pasajeros, su gestión es una actividad desconocida. En el presente artículo se describen someramente las operaciones del servicio de viajeros: la planificación de un tren en una línea; las relaciones de las empresas propietarias de los trenes con las administradoras de las infraestructuras ferroviarias; la revisión y el mantenimiento de los vehículos en los talleres y el seguimiento de las incidencias del tren en tiempo real con sistemas de información geográfica. Los siguientes párrafos explican la complejidad del quehacer diario de trenes y se enumeran algunas aplicaciones técnicas que facilitan las tareas del servicio.
LAS OPERACIONES DE SERVICIOS FERROVIARIOS.
Las empresas de servicios se conocen como operadoras. Las operaciones consisten en el conjunto de tareas organizadas en un proceso que desarrolla la producción del negocio: el servicio ferroviario. Las operadoras ferroviarias son las que disponen de los trenes para ofertar los servicios de transporte interurbano de viajeros y mercancías sobre la infraestructura administrada por otra entidad. Las estrategias comerciales de las operadoras están orientadas a obtener el máximo beneficio, no sólo económico sino también social con el mayor rendimiento de la actividad.
Las actividades de una operadora ferroviaria, de una forma simplificada, se articulan en tres ejes fundamentales como muestra la Figura 1 que son:
- La gestión comercial. Desarrolla la política tarifaria considerando itinerarios, regularidad, paradas, franjas horarias, y administra los sistemas de ventas y reservas, venta on-line, etc.
- La gestión de recursos. Adquiere, homologa y mantiene el parque móvil. Se vincula con fabricantes y talleres. (La gestión del personal como recurso no ha sido representada).
- La gestión operativa. Planifica, programa y monitoriza los servicios de trenes en coordinación con la administradora de infraestructura.
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| Figura 1. Actividades en las operaciones ferroviarias |
Dependiendo de las características de la operadora: tamaño, ámbito territorial o tipo de transporte, estás actividades tendrán sus particularidades. Por ejemplo RENFE Operadora divide el negocio según la infraestructura, la extensión y la demarcación como Alta Velocidad, Larga, Media Distancia y Cercanías. COMSA Rail Transport se dedica al transporte de mercancías por corredores concretos de ADIF o FEVE gestiona sus trenes y líneas, actualmente en proceso de integración con RENFE y ADIF.
SERVICIOS DE VIAJEROS: NECESIDADES Y SOLUCIONES
El transporte de viajeros está condicionado en la forma que cubre las necesidades de este servicio:
- El transporte de viajeros para largas distancias, cuyo objetivo es realizarlo en el menor tiempo posible como la Alta Velocidad. La calidad del servicio se valora principalmente en la puntualidad.
- El transporte masivo de viajeros con altas densidades de tráfico en medios urbanos y periurbanos como el Metro, Metro Ligero o Cercanías.
En este modelo el viajero valorará el servicio según los minutos que espere hasta la llegada del próximo tren, en el intervalo de circulación de los trenes. Las frecuencias de paso se adecuan según la demanda en las franjas horarias diarias y semanales. Figura 2 y Figura 3 muestran servicios regidos por el tiempo de espera.
La organización de la operadora, la planificación de los servicios y la gestión de los recursos están supeditadas a cada modelo de transporte.
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| Figura 2. Metro de Madrid, ejemplo de un servicio regido por la frecuencia de trenes |
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| Figura 3. Un tranvía de Metro Valencia en el complejo entramado urbano |
PLANIFICACIÓN, PROGRAMACIÓN Y SEGUIMIENTO
La operación es un proceso de cuatro fases principales: Planificación, Programación, Seguimiento y Resultado. La Figura 4 muestra las fases de la operadora (recuadros amarillos), del administrador de infraestructuras (en azul) y los elementos de las vías o los sistemas embarcados en los trenes (en blanco). Las flechas representan las relaciones mutuas. En cada fase se busca la optimización de las actividades desde criterios técnicos y económicos.
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| Figura 4. Proceso de operaciones ferroviarias |
Para obtener una idea más precisa sobre las operaciones ferroviarias en necesario conocer la infraestructura del ferrocarril: tazados, vías, automotores, coches, estaciones, etc. Para resumir la variabilidad de estos elementos recomiendo leer el artículo Infraestructura ferroviara en las operaciones del servicio de viajeros que complementa el presente y después continuar.
LA PLANIFICACIÓN DEL SERVICIO
Cuando se conoce la necesidad de ofrecer un servicio, la primera fase es su diseño y planificación a largo plazo. Se realiza el estudio de viabilidad económica, la disponibilidad y previsión de los recursos materiales y humanos. Los vehículos son seleccionados para que sean compatibles con las características de la vía (ancho de vía, electrificación, señalización, etc) y las estaciones del itinerario. Prever el consumo energético, el coste de los cánones, las plazas de viajeros, las ofertas, entre otros forma parte de esta fase.
Las aplicaciones informáticas para la planificación utilizan la información del estado de la red ferroviaria y a las características técnicas de los vehículos. Funcionan off-line; es decir, estos datos están actualizados pero no necesariamente en tiempo real (near real time). En la Figura 5 se esquematiza el uso de una base de datos durante esta fase.
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| Figura 5. Los datos y su gestión en las aplicaciones de operaciones |
Las marchas y los trenes.
La primera tarea es el diseño de la marcha del tren en la línea dividido en tramos, desde el origen hasta la destino a través de estaciones y puntos intermedios. Las estaciones pueden ser de paradas comerciales –subida y bajada de pasajeros- o técnicas. La marcha se muestra como un listado de las estaciones y referencias (puntos kilométricos) con la distancia y el tiempo de paso por cada uno con respecto al origen (indirectamente indica la velocidad del tren). La marcha se crea teniendo en cuenta las características de la infraestructura de la línea:
- Estaciones, tiempos de parada o si es de paso o final. Considera la topología de la estación: número de vías, longitud andenes, categoría de estación, cánones, etc.
- Tipo de tren. Las características técnicas de la serie o la composición (1): el modelo de locomotora, el número y tipo de coches, la longitud del tren, la velocidad y la capacidad de carga, los sistemas de señalización y seguridad embarcados, etc. Por otro lado, las características comerciales para conocer la oferta de plazas, el confort o las tarifas. La Figura 6 muestra un par de ejemplos con este tipo de información.
- Velocidades y cargas máximas (Cuadro de Velocidad Máxima, CVM y Cuadro de Carga Máxima, CCM) en los diversos tramos condicionados por la infraestructura: el tipo de vía, las curvas, las pendientes, los puentes, el gálibo, etc.
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| Figura 6A |
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| Figura 6 A y B. Ejemplos de características técnicas y comerciales de las series Civia y S103 |
Inicialmente la marcha se calcula para una serie o composición concreta se denomina marcha tipo. La marcha ideal será la que invierta el menor tiempo; es decir, se consiga la velocidad máxima en cada tramo dentro de los márgenes de seguridad y de comodidad del viajero. Cualquier cambio crea una marcha tipo distinta que también se tendrá en cuenta en la planificación del nuevo servicio. El resultado de la circulación del tren cuando la realice en el futuro será la marcha real de dicho tipo de tren. La Figura 7 es un ejemplo de marcha de la Serie 103 de la línea de Alta Velocidad desde Madrid a Barcelona con las estaciones, los kilómetros y los horarios de llegada y salida de cada una de ellas.
Cuando a la marcha se le asigna una fecha y un horario entonces se habla de marcha de tren propiamente. Cada marcha de tren se identifica con un código de servicio (2) que lleva implícito toda su información.
Gráfico de Mallas, visualización de los recorridos.
La marcha se visualiza con un diagrama denominado mallas o gráfico de tren. En las ordenadas se colocan las estaciones separadas proporcionalmente y en las abscisas el tiempo. La marcha es la diagonal que une las estaciones. Al gráfico diario de la línea se añaden otros trenes. La Figura 8 muestra una malla de la línea de AVE Madrid Barcelona con mayor densidad de trenes en las primeras horas de la mañana.
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| Figura 8. Ejemplo de malla del AVE Madrid Barcelona en ambos sentidos. Cada trazo se identifica con el número del código de servicio |
Gestión y actividades de mantenimiento.
La operación de los servicios debe tener en cuenta intervenciones periódicas de revisión y mantenimiento de cada vehículo para cumplir con las máximas condiciones de seguridad. Las actuaciones de mantenimiento pueden ser con fines predictivos, correctivos o preventivos. Los propietarios de los vehículos son los responsables de cumplir el Plan de Mantenimiento y conseguir la autorización de ADIF para circular (3). El Plan de Mantenimiento está recogido en un documento que suministran los fabricantes. En él se describen y detallan las intervenciones y actuaciones y la frecuencia en que se deben realizar. Las intervenciones se programan por kilómetros (distancia) o por días (tiempo) y como se repiten periódicamente se denominan “ciclos de mantenimiento”. Desde el punto de vista de los fabricantes de los vehículos, éstos cierran el círculo tecnológico: diseño, desarrollo, mantenimiento, corrección; y el ciclo de vida de los productos. La Figura 9 muestra un Talgo en su centro de mantenimiento.
Las operadoras tienen contratos con centros de mantenimiento (o talleres, Figura 10) especializados y dedicados a series y modelos de los diversos fabricantes. Las actuaciones se clasifican por niveles, pueden ser sencillas con estancias breves o complejas de mayor duración, por lo tanto la periodicidad de los ciclos puede que no sea constante.
La operación de los servicios de viajeros se interrelaciona con la gestión propia de los servicios de mantenimiento. La planificación debe tener en cuenta los tipos de ciclos y la localización de los talleres adecuados para cada tren. Por lo tanto, los kilómetros recorridos o los días de servicio servirán para prever las fechas en que los trenes deban efectuar cada ciclo de mantenimiento.
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Figura 9. Trenes Talgo en su centro de
mantenimiento. (Cortesía Talgo).
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Solicitud y concesión de surcos
El operador verifica la viabilidad de su proyecto, optimiza los horarios según los requisitos comerciales, las restricciones de tráfico u otros criterios. Para ello puede recurrir a programas informáticos obteniendo una planificación optimizada.
El servicio planificado se comunica a ADIF para que autorice los surcos. El surco es “la disposición de la infraestructura necesaria para que el tren pueda circular en un periodo de tiempo determinado”, quiere decir que el suministro eléctrico sea suficiente, los sistemas de señalización de vía sean compatibles con los embarcados, la velocidad del tren sea la adecuada, la señalización y los desvíos sean los convenientes, etc. ADIF analiza la viabilidad técnica del surco y la elección del itinerario.
Por otro lado ADIF diseña su propio plan de explotación, establece la capacidad de la infraestructura; es decir, programa las franjas horarias solicitadas para cada tramo de la red e impone tasas diferentes según la demanda (franjas horarias, días, excepciones, etc). También organiza las labores de mantenimiento de las líneas y estaciones. ADIF devuelve la marcha modificada si hubiese cambios en la planificación debidos a obras, averías, desvíos, etc. La operadora corrige las futuras planificaciones y si fuese necesario publica las alteraciones del itinerario para información de los viajeros.
LA PROGRAMACIÓN: ASIGNACIÓN DE LOS RECURSOS
La fase de planificación ha ordenado las actividades: servicios de viajeros, labores de mantenimiento, maniobras, reubicación de vehículos, etc, en el tiempo pero será la programación la que fijará una fecha y una hora concreta para cada una.
Asignación de los recursos al servicio
La programación real de cada servicio planificado comienza una o dos semanas antes de la fecha. La programación maneja los datos reales de los trenes y del personal, conoce la situación operativa de los vehículos, su localización en apartaderos, las intervenciones pendientes de mantenimiento; la plazas de viajeros vendidas, reservadas o disponibles. Las aplicaciones de programación funcionan on-line, están conectadas a sistemas que proporcionan esta información en tiempo real. En esta fase (ver Figura 4) se asignan los recursos reales a los servicios, identificando cada tren con su matrícula (4) y el conductor con nombres y apellidos. La elección depende de la ubicación y disponibilidad optimizando los movimientos de los trenes y el desplazamiento del personal.
Planes de Mantenimiento y Ciclos de Revisiones
La asignación de trenes tiene en cuenta el margen, kilómetros o días, que pueden circular los vehículos hasta su próxima revisión. Es necesario administrar los recorridos y cotejar la distancia desde su localización a los talleres con los kilómetros disponibles para trasladarse a éstos sin que se exceda el límite máximo de la revisión. Si esto ocurre el propietario cometerá una infracción y los Inspectores de Seguridad pueden enviar el vehículo a los talleres o prohibir su circulación.
Gestión de los vehículos y su mantenimiento
El inicio de cada ciclo de mantenimiento ocurre con una cantidad concreta de kilómetros, pero se permite un margen; por lo tanto los vehículos pueden entrar en el taller entre el límite “mínimo” o “máximo” de cada tipo de ciclo. La permanencia en los talleres puede ser desde unas pocas horas a varios días. Con el fin de optimizar los recursos, cuando un vehículo sale renovado del taller puede sustituir a otro que entre. Es necesaria una coordinación precisa para que se cumplan los servicios, los planes de mantenimiento y la estancia en los talleres; jugar con los márgenes del ciclo mínimo y máximo facilita la asignación de recursos a los servicios.
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| Figura 10. Centro de mantenimiento Cerro Negro de Renfe Integria. En la imagen el tren laboratorio “Séneca” de ADIF |
Diagramas de Gantt.
Los diagramas de Gantt muestran las actividades encadenadas y ordenadas en el tiempo. En el eje ordenadas se distribuyen los trenes y en las abscisas las horas. Las actividades se diferencian mediante barras coloreadas: servicios con viajeros, maniobras, traslados a talleres, intervenciones, posicionamiento, etc. En los extremos de las barras se indica el origen y el destino para conocer su situación y los kilómetros recorridos. La Figura 11 muestra un ejemplo de diagrama de Gantt.
Las actividades del personal ferroviario aparecen en otro diagrama similar con sus horas laborables, descansos, vacaciones, rotaciones, desplazamientos y los servicios a cuales deben asistir.
Las actividades del personal ferroviario aparecen en otro diagrama similar con sus horas laborables, descansos, vacaciones, rotaciones, desplazamientos y los servicios a cuales deben asistir.
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| Figura 11. Ejemplo de actividades de trenes en un Diagrama de Gantt |
SEGUIMIENTO DIARIO DE LOS SERVICIOS
La tercera fase realiza un seguimiento de los trenes con aplicaciones on-line y la verificación constante de cada marcha de tren real con la programada.
Los Puestos de Mando de ADIF a través de los centros Control de Tráfico Centralizado, CTC, habilitan los enclavamientos, las bifurcaciones, las señalizaciones para que los trenes circulen sin obstáculos cumpliendo la marcha y el itinerario según las circunstancias del momento (obras en la vía, inclemencias meteorológicas, etc).
Apertura y cierre de operación.
El servicio se inicia con la “apertura de la operación o del servicio”. Para que los trenes puedan circular deben cumplimentar la serie de documentos obligatorios indicados en Reglamento General de Circulación así como en las Normas, las Prescripciones Técnicas, Avisos u otros escritos.
La información básica de este documento de tren:
- La marcha del tren.
- Las restricciones de velocidad en los tramos
- La composición y características de frenado del tren
El viaje se inicia cuando se verifica que lo escrito corresponde con la realidad del tren.
Seguimiento y visualización de la marcha.
En las aplicaciones en tiempo real se puede visualizar gráficamente la evolución de la marcha y contrastar con la marcha programada. El tren lleva una “circulación regular” cuando las gráficas se superponen; un retraso o adelanto cuando las líneas se separan como se aprecia en la Figura 12.
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Herramientas de visualización SIG.
El Sistema de Información Geográfica, SIG, (Geographic Information System, GIS) representa a los trenes sobre un mapa y lo muestra en una pantalla (videowall). Las tecnologías SIG permiten conectar, intercambiar y gestionar información de diferentes bases de datos a través de las coordenadas geográficas. La Figura 13 muestra las diversas funciones a través de SIG.
El mapa del SIG se crea con fotos aéreas georreferenciadas del trazado ferroviario. Posteriormente se asocia a estas referencias la información de la vía y las estaciones. Las bases de datos, Figura 14, que acompañan al sistema son:
A. Base de datos geográficos (topografía del terreno, fotos, mapas)
B. Base de datos de esquema (dibujos en la topología de ferrocarril, posición de estaciones, gráficos de vías, enclavamientos, balizas, etc)
C. Base de datos del servicio (trenes, velocidad, carga, historial de mantenimiento, número de viajeros).
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| Figura 14. Esquema de los niveles de información en la construcción SIG |
La marcha real y la posición geográfica de los vehículos se obtienen con los sistemas de comunicación en las vías y los localizadores GPS embarcados. Los datos de los servicios están asociados a cada tren representado en la pantalla, con un clic de ratón se accede a toda la información como el personal, los pasajeros, eficiencia de los vehículos, etc.
Gestión del mantenimiento.
Los talleres se consultan a lo largo del día para comprobar el estado de los vehículos y verificar su disponibilidad, cuantos pueden salir o entrar a cumplir su ciclo. Cada intervención se documenta y acredita como exigen las normativas para que los vehículos puedan circular. Evidentemente, la gestión de mantenimiento se complica cuando ocurren averías imprevistas o cuando los talleres, por diversas circunstancias, no pueden atender la demanda de vehículos.
Gestión de las Incidencias.
Una incidencia es todo evento que perturbe el desarrollo normal de un servicio. La gestión de las incidencias debe distinguir la gravedad o criticidad de la situación y resolverla. ADIF y los operadores tienen la obligación de restablecer el tráfico normal lo antes posible
Las incidencias se pueden clasificar según diversos criterios que ayudan precisar sus causas, describir la situación y preveer las soluciones. Por ejemplo algunos criterios de clasificación son:
- La gravedad. Una situación grave (como un accidente) tiene importantes repercusiones sociales, económicas e incluso políticas. Requiere actuaciones urgentes de Protección Civil, Servicios Sanitarios, Bomberos, etc. Otras incidencias son leves porque no alteran la marcha del tren o no afectan al viajero y pueden solucionarse cuando el servicio haya finalizado.
- La responsabilidad. La entidad responsable será imputada con los gastos ocasionados y otras condiciones especificadas en las relaciones contractuales. Por ejemplo, un retraso puede ser causado por una deficiencia en el suministro eléctrico, un fallo mecánico en la locomotora o las condiciones meteorológicas.
- Las consecuencias económicas. La incidencia puede generar unos gastos adicionales. Por ejemplo la contratación de autobuses o la devolución del importe de los billetes.
- La calidad del servicio. Se corresponde con la percepción de la anomalía. La importancia depende de quién padece la irregularidad. Se consideran graves las que afectan al confort de los viajeros (como el aire acondicionado o retretes). En estas circunstancias, aunque el tren sea puntual, la calidad del servicio es deficiente.
Gestión de los servicios especiales y no programados.
Se definen servicios especiales aquellos que no están programados, surgen para resolver una incidencia, como enviar un tren que sustituya a otro averiado. Implica localizar los recursos disponibles, crear la nueva malla, asignar los vehículos y el personal dando respuesta en el menor tiempo posible.
RESULTADOS DE LAS OPERACIONES
Esta fase analiza los resultados de la operación para ajustar y corregir las irregularidades del servicio.
Los sistemas informáticos permiten disponer de los resultados de la operación cuando finaliza el servicio. Desde el punto de vista operativo es importante el análisis cualitativo que permita evaluar gestión realizada. El análisis cuantitativo se realiza según un modelo que ayude a decidir los cambios en la gestión para reducir los costes y mejorar la producción. El modelo debe seleccionar qué información y qué datos son relevantes y cómo deben organizarse y exponerse para extraer las conclusiones certeras. Cada empresa tiene su modelo analítico y a partir de él toma las decisiones estratégicas a las cuales orientar sus objetivos. La consecución de las metas dependerá de la adecuación del modelo. La información se descompone para tener resultados con distinto nivel de detalle desde extensos ámbitos geográficos hasta individualizadas líneas y trenes; constituida por estudios comparativos y estadísticos de marchas, puntualidad, permanencia en talleres, averías frecuentes, etc.
APLICACIONES INFORMÁTICAS EN LA GESTIÓN DE OPERACIONES
Las operaciones ferroviarias son más fáciles de realizar automáticamente que en otros modos de transporte porque los vehículos son guiados por la vía. La incorporación de mejores aplicaciones y herramientas informáticas son clave para la rentabilidad del servicio. Permiten reducir los costes al sacar el mejor provecho de las relaciones entre los vehículos, las estaciones y la infraestructura. La liberalización del mercado a otras operadoras, la creación de nuevas líneas de alta velocidad, el desarrollo del trasporte de mercancías, la combinación con enlaces aéreos y marítimos son los escenarios para nuevos desarrollos.
Las nuevas plataformas informáticas y servidores están facilitando la unificación de aplicaciones en las empresas del sector. Pero también es un tarea prioritaria conseguir la estandarización de la información, teniendo en cuenta que en la explotación del negocio participan otras empresas. La correcta gestión de esta información es imprescindible para la organización futura del negocio de las operadoras.
En los próximos años destacarán las siguientes tendencias:
- Expansión de los sistemas SIG. Pueden integrar y coordinar mucha más información y ser mostrada a los usuarios simultáneamente según sus perfiles e incluso en formatos distintos.
- Arquitecturas maestras de estructuras de los datos para que se pueda mostrar en diversos formatos, geográficos o esquemáticos, y desde diversos modelos expositivos.
Los sistemas de transporte ferroviario deben desarrollar una arquitectura de tecnologías de la información que cruce todos los procesos de negocio del ferrocarril en un contexto de múltiples socios y esta “operación” de sinergias está pendiente de planificar, optimizar y programar.
CONCLUSIONES
Conocidas las operaciones del servicio, los objetivos es lograr la optimización de las tareas y funciones del mismo en un entorno con múltiples empresas y operadoras. Todo un reto agravado por el entorno de recesión económica, aunque tal vez esta circunstancia sea favorable para conseguir unas soluciones más reflexionadas y consensuadas entre los agentes implicados: gobiernos, empresas, trabajadores y usuarios.
NOTAS
- Composición es el agrupamiento de unidades móviles para formar una rama de tren. La rama de tren es una composición o una unidad de tren.
- Las empresas imponen diversos códigos alfanuméricos a los trenes para diferentes fines: circulación por las líneas, actividades comercial, etc.
- Otros procedimientos no mencionados corresponden a la homologación y validación del material rodante para que pueda circular
- La matrícula de un tren consta de varias cifras, las primeras corresponden a la serie y las últimas a la identificación unitaria.
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Luis Fernando Real Martín
Este artículo se publicó en la revista Anales de Mecánica y Electricidad, en el número de mayo-junio 2013. Edita “Asociación de Ingenieros del ICAI”
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