Diseño de marchas ATO de regulación del tráfico que minimicen el consumo de energía

Abstract

La conducción de trenes en ferrocarriles metropolitanos modernos como Metro de Madrid se realiza de forma automática mediante sistemas ATO (Automatic Train Operation). Los trenes siguen entre cada dos estaciones un perfil de velocidad preprogramado, conocido como marcha, que lleva asociado un tiempo de recorrido y un consumo eléctrico determinado. En Metro de Madrid utilizan cuatro marchas de regulación alternativas por cada interestación y es el Sistema de Regulación de Tráfico en tiempo real el que selecciona y envía al ATO del tren, mediante balizas situadas a la salida de cada estación, la marcha que debe seguir en su recorrido hasta la siguiente parada. Esta marcha será rápida cuando el tren se retrase, o lenta cuando por el contrario es necesario retenerlo, contribuyendo además a un menor gasto de energía. El diseño de las marchas de regulación alternativas se basaba, tradicionalmente, en criterios operacionales (fundamentalmente tiempos de recorrido) y de confort al viajero. Comillas y Metro de Madrid han realizado un proyecto de Investigación cofinanciado por el Ministerio de Educación y Ciencia con el objetivo de desarrollar un modelo de diseño de marchas de regulación capaz de incorporar criterios de eficiencia energética, obteniendo las marchas de menos consumo manteniendo el resto de requisitos. El modelo desarrollado está basado en simulación detallada del movimiento y del consumo del tren gobernado por el sistema ATO, y aplicación de técnicas de teoría de la decisión. Las marchas óptimas diseñadas han sido implantadas en Línea 3 de Metro de Madrid, y se han realizado medidas de consumo para estimar el ahorro energético asociado. El resultado global de estas medidas apunta a una reducción del consumo del 13% de energía sin que los tiempos de recorrido se hayan visto afectados. En este artículo se describen los modelos de diseño de marchas desarrollados y los resultados detallados de ahorro energético medidos en Línea 3 de Metro de Madrid tras la implantación de las nuevas marchas diseñadas