Simulador multi-tren de una línea de metro para ensayos de regulación automática del tráfico

Abstract

El objetivo principal del proyecto es el desarrollo de un modelo gemelo (twin model) de una línea de metro para el ensayo y análisis de estrategias de regulación de tráfico de trenes en lenguaje de programación Matlab. En particular, se desarrollarán modelos para replicar de manera realista el movimiento, la conducción y el consumo de energía de un tren. La línea para la que se diseña dicho modelo gemelo, corresponde a una importante línea de metro de España.

En dicho código se incorporarán los modelos del ATP (Automatic Train Protection), ATO (Automatic Train Operation) y ATR (Automatic Train Regulation), teniendo en cuenta los sistemas de señalización modernos. De esta manera, se conseguirá una regulación del tráfico eficiente y precisa que sea capaz de respetar el intervalo de tiempo entre trenes y de eliminar los retrasos cuando éstos se produzcan. De la misma forma, se contemplan incidencias aleatorias de naturaleza estocástica debido a los retrasos que pueden provocar los pasajeros en el momento de la subida y bajada en las estaciones.

Adicionalmente, se pretende que el código diseñado para este proyecto sirva como base para desarrollar en un futuro un regulador para CBTC que permita una continua comunicación tren – tierra para poder modificar la marcha en cualquier punto de la vía, así como para la programación de nuevos algoritmos de regulación basados en la optimización y machine learning.

The main objective of the project is the development of a twin model of a metro line for the testing and analysis of train traffic regulation strategies in Matlab programming language. In particular, models will be developed to realistically replicate the movement, driving and energy consumption of a train. The line for which said twin model is designed corresponds to an important metro line in Spain.

The ATP (Automatic Train Protection), ATO (Automatic Train Operation) and ATR (Automatic Train Regulation), models will be incorporated into this code, taking into account modern signaling systems. In this way, efficient and precise traffic regulation will be achieved that is capable of respecting the time interval between trains and eliminating delays when they occur. In the same way, random incidents of a stochastic nature are contemplated due to the delays that passengers can cause when getting on and off at the stations.

Additionally, it is intended that the code designed for this project serve as a basis to develop in the future a regulator for CBTC that allows continuous train-ground communication to be able to modify the gear at any point of the track, as well as for the programming of new regulation algorithms based on optimization and machine learning.