alta velocidad en espaÑa

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I UNIVERSIDAD PONTIFICIA COMILLAS ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA (ICAI) INGENIERO INDUSTRIAL Índice de la memoria Parte I Memoria .......................................................................................7 Capítulo 1 Introducción .................................................................................8 1.1 Situación del problema .................................................................................8 1.2 Alta Velocidad en España .......................................................................... 11 1.2.1 Líneas en servicio .................................................................................................... 11 1.2.2 Líneas en construcción............................................................................................. 12 1.2.3 Líneas proyectadas .................................................................................................. 14 1.2.4 Trenes de alta velocidad ........................................................................................... 15 1.3 La simulación.............................................................................................. 18 1.3.1 Simuladores automovilísticos y deportivos ............................................................... 19 1.3.2 Simuladores de vuelo. .............................................................................................. 21 1.3.3 Simuladores de personalidad y relaciones humanas .................................................. 23 1.3.4 Simuladores dinámicos ............................................................................................ 24 1.3.5 Simuladores de entrenamiento.................................................................................. 25 1.3.6 Simuladores ferroviarios .......................................................................................... 25 1.3.6.1 Simuladores ferroviarios de entretenimiento ..................................................... 25 1.3.6.2 Simuladores ferroviarios de entrenamiento........................................................ 27 1.3.6.3 Simulador ferroviario AVE............................................................................... 28 1.4 El simulador de trenes de alta velocidad ................................................... 29 1.4.1 Motivación .............................................................................................................. 29 1.4.2 Objetivos ................................................................................................................. 33 1.4.3 Metodología ............................................................................................................ 36 1.4.4 Recursos. ................................................................................................................. 39 Capítulo 2 El tren......................................................................................... 41 2.1 Dinámica del tren ....................................................................................... 41 2.1.1 Esfuerzos de tracción y frenado................................................................................ 41

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Este capítulo muestra una introducción de este proyecto para lo cual se parte de una breve descripción tanto de la situación actual del ferrocarril, después se introduce el concepto de simulación y se muestran las diferentes tecnologías existentes, a continuación se explica la motivación del proyecto, los objetivos de este, la metodología utilizada para su realización y los recursos empleados para, finalmente, comentar brevemente el contenido de la memoria

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Page 1: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

I

UNIVERSIDAD PONTIFICIA COMILLAS

ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA (ICAI)

INGENIERO INDUSTRIAL

Índice de la memoria

Parte I Memoria .......................................................................................7

Capítulo 1 Introducción .................................................................................8

1.1 Situación del problema .................................................................................8

1.2 Alta Velocidad en España .......................................................................... 11

1.2.1 Líneas en servicio .................................................................................................... 11

1.2.2 Líneas en construcción ............................................................................................. 12

1.2.3 Líneas proyectadas .................................................................................................. 14

1.2.4 Trenes de alta velocidad ........................................................................................... 15

1.3 La simulación.............................................................................................. 18

1.3.1 Simuladores automovilísticos y deportivos ............................................................... 19

1.3.2 Simuladores de vuelo. .............................................................................................. 21

1.3.3 Simuladores de personalidad y relaciones humanas .................................................. 23

1.3.4 Simuladores dinámicos ............................................................................................ 24

1.3.5 Simuladores de entrenamiento.................................................................................. 25

1.3.6 Simuladores ferroviarios .......................................................................................... 25

1.3.6.1 Simuladores ferroviarios de entretenimiento ..................................................... 25

1.3.6.2 Simuladores ferroviarios de entrenamiento........................................................ 27

1.3.6.3 Simulador ferroviario AVE............................................................................... 28

1.4 El simulador de trenes de alta velocidad ................................................... 29

1.4.1 Motivación .............................................................................................................. 29

1.4.2 Objetivos ................................................................................................................. 33

1.4.3 Metodología ............................................................................................................ 36

1.4.4 Recursos. ................................................................................................................. 39

Capítulo 2 El tren......................................................................................... 41

2.1 Dinámica del tren ....................................................................................... 41

2.1.1 Esfuerzos de tracción y frenado ................................................................................ 41

Page 2: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

II

UNIVERSIDAD PONTIFICIA COMILLAS

ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA (ICAI)

INGENIERO INDUSTRIAL

2.1.1.1 Esfuerzo de tracción. ........................................................................................ 42

2.1.1.2 Esfuerzo de frenado. ......................................................................................... 44

2.1.2 Resistencia al avance ............................................................................................... 47

2.1.2.1 Sistema de coordenadas .................................................................................... 48

2.1.2.2 Fuerzas longitudinales ...................................................................................... 48

2.1.2.3 Aceleraciones longitudinales ............................................................................ 50

2.1.3 Resistencia al avance en recta .................................................................................. 51

2.1.4 Resistencia al avance en curva ................................................................................. 52

2.1.5 Resistencia debida a la gravedad .............................................................................. 53

2.1.6 Resistencia al arranque ............................................................................................ 56

2.1.7 Adherencia rueda-carril............................................................................................ 57

2.1.7.1 Incidencia de la adherencia en la tracción y en el frenado .................................. 59

2.1.7.2 Valores de la adherencia en marcha .................................................................. 60

2.2 Ecuación del movimiento del tren .............................................................. 61

2.3 Dinámica del tren en rampas y pendientes ................................................ 63

2.3.1 Dinámica del tren en rampas .................................................................................... 63

2.3.2 Dinámica del tren en pendientes ............................................................................... 64

2.4 Representación gráfica de los esfuerzos de tracción, freno y resistencias. 66

2.5 Carga máxima ............................................................................................ 70

2.6 Características del tren tipo ave 130 .......................................................... 72

2.6.1 Estructura y ventilación de la cabeza motriz ............................................................. 76

2.6.2 Bogie....................................................................................................................... 79

2.6.3 Potencia, propulsión y refrigeración ......................................................................... 83

2.6.4 Servicios auxiliares .................................................................................................. 90

2.6.5 Equipos de seguridad ............................................................................................... 90

2.6.6 Cabina ..................................................................................................................... 91

2.6.7 Tipos de freno ......................................................................................................... 98

2.6.8 Sistema de protección ASFA ................................................................................. 101

Capítulo 3 Análisis y diseño del simulador de trenes de alta velocidad ...... 109

3.1 Análisis de necesidades ............................................................................. 109

3.1.1 Ámbito del sistema ................................................................................................ 109

3.1.2 Descripción general ............................................................................................... 110

3.1.2.1 Perspectiva del producto ................................................................................. 110

3.1.2.2 Funciones del producto ................................................................................... 110

Page 3: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

III

UNIVERSIDAD PONTIFICIA COMILLAS

ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA (ICAI)

INGENIERO INDUSTRIAL

3.1.2.3 Características de los usuarios ........................................................................ 111

3.2 Especificación de requisitos funcionales .................................................. 111

3.2.1 Restricciones ......................................................................................................... 112

3.2.1.1 En el equipo del desarrollador del sistema ....................................................... 112

3.2.1.2 En el equipo del cliente .................................................................................. 112

3.2.2 Requisitos futuros .................................................................................................. 113

3.2.3 Requisitos funcionales ........................................................................................... 113

3.2.3.1 Índice de requisitos......................................................................................... 113

3.3 Diagrama de clases ................................................................................... 204

3.4 Diagrama de navegación. ......................................................................... 206

3.5 Modelo de la base de datos. ...................................................................... 208

3.5.1 Modelo entidad - relación. ..................................................................................... 208

3.5.2 Relaciones. ............................................................................................................ 209

3.5.3 Tablas.................................................................................................................... 210

3.5.3.1 Tren ............................................................................................................... 211

3.5.3.2 Tracción freno. ............................................................................................... 211

3.5.3.3 Tren / Línea.................................................................................................... 212

3.5.3.4 Trayecto. ........................................................................................................ 213

3.5.3.5 Presión del freno neumático. ........................................................................... 214

3.5.4 Esquema de la base de datos. ................................................................................. 214

3.6 Dinámica del simulador............................................................................ 215

3.6.1 Tracción. ............................................................................................................... 216

3.6.2 Freno. .................................................................................................................... 221

3.7 La lógica del simulador ............................................................................ 223

Capítulo 4 Pruebas y resultados ................................................................. 224

4.1 Resultados ................................................................................................. 224

4.1.1 Matriz de trazabilidad. ........................................................................................... 224

4.2 Resultado del simulador ........................................................................... 239

4.2.1 Pantalla elección de tren y línea ............................................................................. 239

Capítulo 5 Conclusiones y futuros desarrollos........................................... 247

Bibliografía 250

Page 4: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

IV

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ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA (ICAI)

INGENIERO INDUSTRIAL

Parte II Estudio de viabilidad ................................................................ 252

Capítulo 1 La viabilidad del simulador de trenes de Alta Velocidad .......... 253

1.1 Los nuevos medios de transporte mundiales ........................................... 253

1.2 La importancia del ferrocarril. ................................................................ 255

1.3 Importancia de los simuladores de conducción. ...................................... 256

1.4 Aportaciones del simulador de trenes de alta velocidad al usuario final 258

1.5 Valor añadido del simulador de trenes de alta velocidad a la entidad de

formación. ............................................................................................................. 259

Parte III Estudio económico ................................................................... 260

Capítulo 1 Presupuesto y valoración económica. ....................................... 261

1.1 Valoración de trabajo por horas. ............................................................. 261

1.2 Herramientas del software. ...................................................................... 263

1.3 Herramientas hardware. .......................................................................... 263

1.4 Coste total ................................................................................................. 264

Parte IV Manual de usuario ................................................................... 265

Capítulo 1 Introducción de datos ............................................................... 266

1.1 La ejecución de la aplicación .................................................................... 266

1.2 El formulario Padre. ................................................................................ 269

1.2.1 EL menú programa. ............................................................................................... 270

1.2.2 El menú recorrido. ................................................................................................. 271

1.2.3 El menú ayuda ....................................................................................................... 272

1.3 Elección de tren y línea. ............................................................................ 273

1.4 Configuración características del tren ..................................................... 280

1.4.1 Características del tren. .......................................................................................... 281

1.4.2 Introducción de características de tracción .............................................................. 283

1.4.3 Características de freno neumático. ........................................................................ 284

1.4.4 Características de freno eléctrico. ........................................................................... 285

1.5 Configuración del trayecto ....................................................................... 286

Page 5: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

V

UNIVERSIDAD PONTIFICIA COMILLAS

ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA (ICAI)

INGENIERO INDUSTRIAL

1.6 Carga y configuración de asfa .................................................................. 288

Capítulo 2 La cabina de conducción. ......................................................... 292

2.1 Panel de puesta en servicio ....................................................................... 293

2.2 La maneta de inversión de marcha .......................................................... 294

2.3 La seta de paro de secuencia. ................................................................... 295

2.4 Seta de emergencia. .................................................................................. 296

2.5 Regulador de mando. ............................................................................... 298

2.6 Pulsadores de puertas y selector de vía. ................................................... 299

2.7 El silbato. .................................................................................................. 301

2.8 El manómetro. .......................................................................................... 302

2.9 El velocímetro. .......................................................................................... 303

2.10 La gráfica de velocidades ......................................................................... 304

2.11 La gráfica de intensidades. ....................................................................... 304

2.12 Ventana de información de estado (IE) ................................................... 305

2.13 El indicador de consumo .......................................................................... 306

2.14 El vatímetro. ............................................................................................. 307

2.15 El esfuercímetro........................................................................................ 307

2.16 El ASFA .................................................................................................... 308

2.17 El reloj. ..................................................................................................... 310

2.18 El dispositivo de hombre muerto ............................................................. 311

2.19 Palanca de valor de régimen .................................................................... 312

2.20 Manipulador de freno .............................................................................. 312

2.21 Menú de incidencias ................................................................................. 313

Capítulo 3 Funcionamiento y manejo del simulador ................................ 315

3.1 La conexión de los equipos ....................................................................... 315

3.2 Conexión de los motores. .......................................................................... 316

Page 6: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

VI

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ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA (ICAI)

INGENIERO INDUSTRIAL

3.3 Apertura y cierre de puertas .................................................................... 317

3.4 La conducción y los resultados ................................................................. 318

3.5 La desconexión ......................................................................................... 321

Page 7: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

ÍNDICE DE TABLAS

- 1 -

UNIVERSIDAD PONTIFICIA COMILLAS

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INGENIERO INDUSTRIAL

Índice de figuras

Figura 1: Gran Turismo 5 (Trucoteca.com) ......................................................... 20

Figura 2: Moto GP 2010 (trucoteca.com) ............................................................ 20

Figura 3: EuroTruck (eurotrucksimulator.com) ................................................... 21

Figura 4: Microsoft simulator 2010 (microsoft.com) .......................................... 22

Figura 5: Apache Longbow (gamespot.com) ...................................................... 23

Figura 6:Los SIMS (lossims.ea.com) .................................................................. 24

Figura 7:Simulink (www.mathworks.de/products/simulink) ............................... 25

Figura 8:Trainz (www.auran.com/trainz) ............................................................ 26

Figura 9: Microsoft train simulator (www.microsoft.com) .................................. 27

Figura 10:Simulador AVE .................................................................................. 29

Figura 11: Mapa Alta Velocidad. (Adif.es) ......................................................... 30

Figura 12:Evolución Metro Madrid (www.metromadrid.es) ............................... 31

Figura 13:Ingenieria del software ....................................................................... 36

Figura 14 : Sistema de coordenadas .................................................................... 48

Figura 15: Resistencia por gravedad ................................................................... 54

Figura 16: Resistencia en rampa ......................................................................... 55

Figura 17: F-V frente a Rampa ........................................................................... 63

Figura 18: F-V frente a Pendiente ....................................................................... 66

Figura 19: Curvas de esfuerzos de típico tren de Alta Velocidad ......................... 68

Figura 20: Esfuerzo para 3kv cc ......................................................................... 69

Figura 21: Esfuerzo para 25 kv ca....................................................................... 70

Page 8: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

ÍNDICE DE TABLAS

- 2 -

UNIVERSIDAD PONTIFICIA COMILLAS

ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA (ICAI)

INGENIERO INDUSTRIAL

Figura 22: Composición típica de AVE .............................................................. 72

Figura 23: Datos técnicos ................................................................................... 73

Figura 24: Influencia de tensión 25kv ca ............................................................ 74

Figura 25: Tracción para 25 kv ca....................................................................... 75

Figura 26: Estructura de cabeza motriz típica de tren AV ................................... 76

Figura 27: Elementos de auxilio ......................................................................... 77

Figura 28: Ventilación cabeza motriz ................................................................. 78

Figura 29: Transmisión del esfuerzo motor de un bogie de AV ........................... 81

Figura 30: Cambio ancho de vía ......................................................................... 82

Figura 31: Diagrama de alta tensión ................................................................... 84

Figura 32: Diagrama alta tensión II .................................................................... 85

Figura 33: Reparto de alta tensión, 25 kv ca ....................................................... 87

Figura 34: Configuración de alta tensión 25 kv ca .............................................. 88

Figura 35: Tracción simple ................................................................................. 88

Figura 36: Tracción doble................................................................................... 89

Figura 37: Sistemas auxiliares ............................................................................ 90

Figura 38: Antenas de equipos de seguridad ....................................................... 91

Figura 39: Sinopsis del equipo de protección ...................................................... 91

Figura 40: Pupitre de mando ............................................................................... 92

Figura 41: Mesa del pupitre 1 ............................................................................. 92

Figura 42: Descripción mesa 1 ........................................................................... 93

Figura 43: Mesa del pupitre 2 ............................................................................. 94

Figura 44:Descripción mesa 2 ............................................................................ 95

Figura 45:Mesa de pupitre 3 ............................................................................... 96

Figura 46: Descripción mesa 3 ........................................................................... 97

Figura 47: Puesta en marcha ............................................................................... 98

Figura 48: Freno de servicio ............................................................................... 99

Page 9: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

ÍNDICE DE TABLAS

- 3 -

UNIVERSIDAD PONTIFICIA COMILLAS

ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA (ICAI)

INGENIERO INDUSTRIAL

Figura 49: Diagrama de bloques de ASFA ........................................................ 102

Figura 50:Composición ASFA ......................................................................... 102

Figura 51: Funcionalidad ASFA ....................................................................... 104

Figura 52: ASFA 200 Funcionalidad 1º ............................................................ 106

Figura 53: ASFA 200 funcionalidad 2º ............................................................. 106

Figura 54: Diagrama de clases .......................................................................... 206

Figura 55: Diagrama de navegación.................................................................. 207

Figura 56: Modelo entidad-relación .................................................................. 209

Figura 57: Relaciones ....................................................................................... 210

Figura 58: Calculo Velocidad Tracción ............................................................ 220

Figura 59: Calculo velocidad Freno .................................................................. 222

Figura 60: Elección de tren ............................................................................... 239

Figura 61: Configuración características de un tren .......................................... 240

Figura 62: Configuración de una línea .............................................................. 241

Figura 63: Configuración de cantones y carga .................................................. 242

Figura 64: Simulador en funcionamiento .......................................................... 243

Figura 65: Hoja de resultados ........................................................................... 244

Figura 66: Grafica velocidades Excel ............................................................... 245

Figura 67: Gráfico intensidad Excel.................................................................. 246

Figura 68: Carpeta aplicación ........................................................................... 267

Figura 69: Acceso a la aplicación ..................................................................... 268

Figura 70: Pantalla de bienvenida ..................................................................... 269

Figura 71: Pantalla principal ............................................................................. 270

Figura 72: Menú programa ............................................................................... 271

Figura 73: Menú recorrido ................................................................................ 271

Figura 74: Menú ayuda ..................................................................................... 272

Figura 75: Ventana acerca de............................................................................ 273

Page 10: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

ÍNDICE DE TABLAS

- 4 -

UNIVERSIDAD PONTIFICIA COMILLAS

ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA (ICAI)

INGENIERO INDUSTRIAL

Figura 76: Pantalla elección de tren .................................................................. 274

Figura 77: Pantalla elección de línea................................................................. 275

Figura 78: Pantalla elección de nuevo tren ........................................................ 276

Figura 79: Comprobación de elección de tren 1 ................................................ 277

Figura 80: Comprobación elección de tren 2 ..................................................... 278

Figura 81: Elección de una línea para un tren establecido ................................. 279

Figura 82: Introducción de nueva línea ............................................................. 280

Figura 83: Configuración características del tren .............................................. 281

Figura 84: Características del tren..................................................................... 282

Figura 85: Introducción características de tracción ........................................... 283

Figura 86: Introducción datos freno neumático ................................................. 284

Figura 87: Introducción de freno eléctrico ........................................................ 285

Figura 88: Introducción datos de trayecto ......................................................... 286

Figura 89: Introducción datos de trayecto 2 ...................................................... 288

Figura 90: Pantalla configuración carga y ASFA .............................................. 289

Figura 91: Error introducción de carga ............................................................. 290

Figura 92: Error introducción cantones ............................................................. 291

Figura 93: Pantalla cabina de simulación .......................................................... 292

Figura 94: Panel de conexión primario ............................................................. 293

Figura 95: Panel de puesta en servicio .............................................................. 294

Figura 96: Maneta de inversión de marcha ....................................................... 295

Figura 97: Seta de paro de secuencia ................................................................ 296

Figura 98: Seta de emergencia .......................................................................... 297

Figura 99: Seta sin enclavar. ............................................................................. 297

Figura 100: Seta enclavada ............................................................................... 298

Figura 101: Regulador de mando ...................................................................... 299

Figura 102: El selector de vía ........................................................................... 300

Page 11: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

ÍNDICE DE TABLAS

- 5 -

UNIVERSIDAD PONTIFICIA COMILLAS

ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA (ICAI)

INGENIERO INDUSTRIAL

Figura 103: Los pulsadores de puertas .............................................................. 301

Figura 104: El silbato ....................................................................................... 302

Figura 105: El manómetro ................................................................................ 303

Figura 106: El velocímetro ............................................................................... 303

Figura 107: Ventana de velocidades ................................................................. 304

Figura 108: Gráfica intensidades ...................................................................... 305

Figura 109: Ventana información de estado ...................................................... 306

Figura 110: Indicador de consumo .................................................................... 306

Figura 111: El vatímetro ................................................................................... 307

Figura 112: El esfuercímetro ............................................................................ 307

Figura 113: Señales luminosas ASFA ............................................................... 308

Figura 114: Pulsador reconocimiento ASFA ..................................................... 309

Figura 115: Indicador máxima velocidad ASFA ............................................... 310

Figura 116: El reloj .......................................................................................... 311

Figura 117: Hombre muerto ............................................................................. 311

Figura 118: Valor de régimen ........................................................................... 312

Figura 119: Manipulador de freno .................................................................... 313

Figura 120: Menú de incidencias ...................................................................... 313

Figura 121: Ventana de incidencias. ................................................................. 314

Figura 122: Secuencia de marcha correcta ........................................................ 316

Figura 123: Botón selección de puerta .............................................................. 317

Figura 124: Botón abrir .................................................................................... 318

Figura 125: Simulador en funcionamiento ........................................................ 319

Figura 126: Confirmación de archivo de resultados .......................................... 320

Figura 127: Tabla de resultados ........................................................................ 321

Figura 128: Desconexión del panel de puesta en marcha................................... 322

Page 12: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

ÍNDICE DE TABLAS

- 6 -

UNIVERSIDAD PONTIFICIA COMILLAS

ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA (ICAI)

INGENIERO INDUSTRIAL

Índice de tablas

Tabla 1: Líneas actuales (www.wikipedia.com) .................................................. 12

Tabla 2: Líneas en construcción (wikipedia.com) ............................................... 13

Tabla 3: Líneas proyectadas (wikipedia.com) ..................................................... 14

Tabla 4: Prestaciones mínimas de los frenos en la ETI de Alta ........................... 47

Tabla 5: Fuerzas longitudinales .......................................................................... 62

Tabla 6: Tabla tren ........................................................................................... 211

Tabla 7: Tabla tracción freno ............................................................................ 212

Tabla 8:tabla tren-línea ..................................................................................... 212

Tabla 9: trayecto............................................................................................... 213

Tabla 10: Presión freno neumático ................................................................... 214

Tabla 11: Vectores X,Y .................................................................................... 219

Tabla 12: Fuentes de energía ............................................................................ 254

Tabla 13: Precio por horas ................................................................................ 262

Tabla 14: Precio Software ................................................................................ 263

Tabla 15: Precio Hardware ............................................................................... 264

Tabla 16: Precio total ....................................................................................... 264

Page 13: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 7 -

UNIVERSIDAD PONTIFICIA COMILLAS

ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA (ICAI)

INGENIERO INDUSTRIAL

Parte I MEMORIA

Page 14: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 8 -

UNIVERSIDAD PONTIFICIA COMILLAS

ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA (ICAI)

INGENIERO INDUSTRIAL

Capítulo 1 INTRODUCCIÓN

Este capítulo muestra una introducción de este proyecto para lo cual se

parte de una breve descripción tanto de la situación actual del ferrocarril, después

se introduce el concepto de simulación y se muestran las diferentes tecnologías

existentes, a continuación se explica la motivación del proyecto, los objetivos de

este, la metodología utilizada para su realización y los recursos empleados para,

finalmente, comentar brevemente el contenido de la memoria.

1.1 SITUACIÓN DEL PROBLEMA

Actualmente el ferrocarril se ha convertido en pieza clave en el desarrollo

de los sistemas de transporte tanto de personas como de mercancías. Las dos

perspectivas principales que tendrá el ferrocarril en este siglo que acaba de

comenzar son: los ferrocarriles metropolitanos y suburbanos, que se han

convertido en un elemento prioritario para el desarrollo y estructuración de las

grandes urbes y sus áreas metropolitanas; y la alta velocidad, para el transporte de

personas en media y larga distancia en las que el transporte aéreo no es eficiente,

produciendo una mayor contaminación tanto ambiental como acústica. Además de

todo esto, la gran ventaja que ofrecerá el ferrocarril en las nuevas políticas de

transportes sostenibles será la del cuidado del medio ambiente y lucha contra el

cambio climático además de la seguridad ya que es el transporte más seguro y con

menos accidentes [14].

Las líneas de ferrocarril están en continuo crecimiento y desarrollo en

todos los países, siendo este desarrollo un indicador económico de la situación del

país. Podemos distinguir en el sistema ferroviario español diversas redes y

subredes:

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1. La red más extensa, y que soporta más tráfico, es la administrada por Adif, que

se corresponde, en general, con las líneas de ancho normal español y las de alta

velocidad. Pueden, en ella, distinguirse dos subredes:

La ―Red convencional‖, integrada por líneas y ramales de ancho de vía

normal ibérico (1.668 mm), además de una línea de ancho de vía métrico;

estas líneas son propiedad del Estado, que delega en el Adif su

administración.

La ―Red de alta velocidad‖, con ancho de vía internacional estándar

(1.435 mm), electrificada en corriente alterna, cuyas líneas son propiedad

de Adif.

2. Red de vía estrecha de ámbito supraregional, integrada por líneas interurbanas

de ancho vía métrico que no son gestionadas por las Comunidades Autónomas,

que forman un entramado que discurre por varias Comunidades en la zona norte

de España (Galicia, Asturias, León, Cantabria y País Vasco). Esta red es

gestionada por la empresa pública Feve que actúa como administrador de

infraestructura y operador de servicios de transporte sobre ella.

3. Las redes ferroviarias regionales o autonómicas que discurren íntegramente por

una Comunidad Autónoma que generalmente gestiona estas líneas. Entre ellas,

pueden citarse las siguientes:

Líneas de la provincia de Barcelona, gestionada por Ferrocarriles de la

Generalitat de Catalunya (FGC) que tiene dos grupos de líneas: las de

ancho estándar (para transporte de viajeros) y las de ancho métrico (para

viajeros y mercancías).

Líneas del País Vasco, que son gestionadas por Euskal Trebide Sarrean, en

dos bloques: líneas metropolitanas de Bilbao y línea de Bilbao a San

Sebastián y a la frontera.

Líneas de la Comunidad del País Valenciano, bajo el control de FGV,

agrupadas en: tres líneas en la provincia de Valencia, gestionadas (junto

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con una línea de tranvía) bajo la marca Metrovalencia, y línea de Alicante

a Denia, gestionada bajo la marca TramAlicante.

Líneas de los Servicios Ferroviarios de Mallorca (viajeros).

Línea de Cartagena a los Nietos, gestionada por Feve en la Región de

Murcia con servicio exclusivo de viajeros.

4. Ferrocarriles y ramales industriales y privados. Junto a numerosas derivaciones

particulares en el interior de factorías, polígonos industriales o puertos, pueden

identificarse algunas líneas de una cierta entidad que son propiedad de alguna

empresa o grupo y sobre las que se desarrollan transportes privados. A su vez, en

este grupo cabe distinguir entre líneas de ancho estándar ibérico (explotadas en

general conjuntamente con la red estatal), y de vía estrecha. Entre las de vía ancha

pueden citarse las líneas del ferrocarril de Aceralia (Asturias) y los ramales de

Samper a Andorra (Teruel), al Puerto de Marín (Pontevedra) y a la factoría de

Repsol en Puertollano. Entre las de vía estrecha, el ferrocarril de Ponferrada

(Cubillos) a Villablino (León) y Ferrocarril de Soller (Palma de Mallorca).

5. Redes de ferrocarriles metropolitanos. Entre ellas está el Metro de Barcelona

(ancho de vía de 1.435 y 1672 mm), Metro de Madrid (1.445 mm) y Metro de

Bilbao (1.000 mm).

6. Redes tranviarias Trambesos, TramBaix y Tranvía Blau, en Barcelona (1.435

mm);Tranvías de la Coruña, Bilbao, Vélez-Málaga y Valencia (integrado en

Metrovalencia) (1.000 mm) y el tranvía de Alicante (utiliza en su mayor parte la

red ferroviaria de vía estrecha) (1.000 mm).

7. Existen en España otras líneas ferroviarias cuya finalidad básica no es el

transporte, sino la recreativa o la experimentación técnica. Pueden, en este campo,

citarse las siguientes: tramo de ensayos ferroviarios de Olmedo a Medina del

Campo (Valladolid) (1.435/1.668 mm); redes ferroviarias del Parque de

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Atracciones de Madrid y Port Aventura (Tarragona); líneas de los Museos del

ferrocarril de Río Tinto (Huelva), Azpeitia (Guipúzcoa), Arganda (Madrid) y

Pobla de Lillet (Barcelona); líneas de ferrocarril de jardín en Catalunya. Todos los

ferrocarriles mencionados anteriormente son de adherencia, pero existen también

ferrocarriles con otros sistemas de tracción: ferrocarriles de cremallera de Nuria y

de Montserrat (Barcelona)(1.000 mm) y los ferrocarriles funiculares del

Tibidabo,Vallvidriera, Santa Cova, Montjuic, Sant Joan y Gélida (Barcelona), del

Monte Igueldo (San Sebastián), de Artxanda y La Reineta (Bilbao), Bulnes

(Asturias) y del Valle de los Caídos (El Escorial, Madrid).

1.2 ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

Desde la aparición de la Alta Velocidad Española en 1992, la red

ferroviaria de alta velocidad de España se ha visto incrementada notablemente con

tres líneas en pleno funcionamiento y muchas otras en preparación o en proyecto.

Con la consecuente modernización de las infraestructuras de transporte del país,

este proyecto a largo plazo consigue revitalizar numerosas zonas tradicionalmente

apartadas, como Andalucía. La inclusión de trenes de fabricación nacional y las

constantes obras han supuesto un importante impulso en la economía española

[10].

En los siguientes apartados se verán las líneas actuales de Alta Velocidad

como las que se están construyendo y las futuras líneas proyectadas.

1.2.1 LÍNEAS EN SERVICIO

En la siguiente tabla se encuentran todas las líneas actualmente en servicio

de Alta Velocidad en España.

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Tabla 1: Líneas actuales (www.wikipedia.com)

1.2.2 LÍNEAS EN CONSTRUCCIÓN

La siguiente tabla muestra las líneas de Alta Velocidad que están en

construcción en la actualidad.

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Tabla 2: Líneas en construcción (wikipedia.com)

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1.2.3 LÍNEAS PROYECTADAS

Se prevé un aumento de la oferta geográfica de AVE, aprovechando la

puesta en marcha de nuevas líneas de alta velocidad por parte de ADIF, según el

Plan Estratégico de Infraestructuras y Transporte (PEIT), que culminará en 2020,

y que pretende cubrir toda la Península Ibérica, llegando a los 10.000 km de líneas

de alta velocidad.

Tabla 3: Líneas proyectadas (wikipedia.com)

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1.2.4 TRENES DE ALTA VELOCIDAD

En este proyecto se simulará un tren de Alta Velocidad, por eso a continuación

se hace una introducción de los distintas unidades que circulan por España.

AVE Serie 100: El AVE, cuyas siglas significan Alta Velocidad Española,

está diseñado para alcanzar velocidades hasta los 360 km/h. Deriva

directamente del tren de alta velocidad francés, el TGV en su versión

TGV-Atlantique. Los trenes que prestan servicio en la línea Madrid–

Sevilla están fabricados en España (salvo las primeras unidades, fabricadas

en Belfort, Francia) por la multinacional francesa Alstom y por MTM en

sus instalaciones de Sant Andreu Comtal en Barcelona.

Euromed Serie 101: El Euromed es un servicio de Alta Velocidad que

surca el Corredor Mediterráneo, producto de Renfe desde julio de 1997

para dotar de mayor velocidad a las relaciones entre Barcelona y Alicante.

Es el mismo tren que el AVE serie 100 y deriva directamente también del

TGV-Atlantique. Asimismo fueron fabricados por la multinacional

francesa GEC-Alsthom. Aunque son idénticos a la serie 100, esta serie

utiliza el ancho de vía ibérico y la tensión de 3 kV de las líneas

tradicionales, por lo que la potencia efectiva es menor y la velocidad

máxima a la que circula es de 220 km/h. Las cuatro primeras unidades del

101 han sido convertidas a la serie 100. Las restantes dos unidades dejarán

de prestar servicio Euromed al finalizar el verano para hacer servicios

AVE previo paso por taller.

AVE Talgo 350, Serie 102: El Talgo 350, apodado Pato por los

aficionados al ferrocarril, es un tren diseñado por Talgo y Bombardier para

la línea de Alta Velocidad Madrid–Camp de Tarragona, Zaragoza–Huesca

y las nuevas líneas Madrid–Valladolid y Madrid–Málaga.

AVE Siemens Velaro Serie 103: El ICE-350E, apodado Velaro por

Siemens, es un tren derivado del ICE-3 en su versión Mehrsystem de

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Siemens para la línea de Alta Velocidad Madrid–Barcelona sin paradas

intermedias.

Avant Alstom Pendolino Serie 104: El Avant, apodado Iris por Renfe, es

un tren fabricado por CAF y Alstom en Santa Perpetua de Mogoda, en

Barcelona. Deriva directamente del Alaris español. Presta servicio en las

líneas Madrid–Sevilla y Madrid–Toledo.

Avant Alstom Pendolino Serie 114: El serie 114 es el Pendolino de nueva

generación, el sucesor del Serie 104 y 490 (Alaris). Será fabricado por

Alstom.

Alvia CAF ATPRD Serie 120: El Alvia, apodado sepia o chipirón por los

aficionados al ferrocarril, es un tren de nuevo diseño fabricado por CAF en

su factoría de Beasáin, en Guipúzcoa, para circular por todas las líneas

electrificadas de ADIF, utilizando para ello el bogie Brava de CAF, de

ancho variable, y pantógrafos para 25 kV 50 Hz (AC) y 3 kv (CC). Líneas:

Madrid–Logroño, Madrid–Pamplona y Madrid–Irún, utilizando

parcialmente la L.A.V. Madrid–Barcelona. Está previsto también su

empleo en los corredores Barcelona–Valencia y Valencia–Madrid, en el

que han efectuado ya labores de refuerzo en los servicios Alaris. Desde el

15 de septiembre de 2008 realizan también un nuevo servicio Barcelona-

Vigo.

Alvia Talgo 250 / Serie 130: La serie 130, apodada Patito o Minipato por

los aficionados al ferrocarril, es un tren que se compone de coches Talgo

de la serie 7 unidos a dos cabezas tractoras fabricadas por Bombardier.

Para formar la serie 130 se han ampliado las 22 ramas de Talgo serie 7

fabricadas en 2000 en dos coches más hasta totalizar 11 coches por rama,

se han hecho modificaciones para añadir hilo de 25 kV en el techo como

en el Pato Serie 102 para comunicar ambas cabezas tractoras, y se han

cambiado los testeros con una barra rígida para acoplar la cabeza tractora

en vez del gancho. Las restantes 23 unidades serán de nueva construcción

con las tractoras incorporadas. Se han realizado pruebas por toda España

tanto en ancho ibérico como en ancho UIC, y actualmente prestan servicio

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en la línea de Alta Velocidad de Valladolid, que se prolongan —gracias a

su ancho variable— hasta Gijón, Santander, Bilbao e Irún. Se prevé que en

el futuro circulen también por la L.A.V. de Sevilla, realizando servicios

hasta Cádiz, Huelva, Granada y Málaga. También realizará servicios por

Levante y Cataluña.

Alaris Fiat Pendolino Serie 490: El Alaris es un tren derivado del ETR-460

de los ferrocarriles italianos Trenitalia, fabricado por GEC-Alsthom y Fiat

Ferroviaria. Circulan entre Valencia y Madrid a una velocidad de 200

km/h. Líneas: Madrid–Valencia, Valencia–Gandía, Valencia–Castellón de

la Plana.

Locomotoras serie 252: Las 252 son locomotoras universales y muy

versátiles construidas por CAF-Macosa (ahora Alstom), Siemens y

Krauss-Maffei para el N.A.F.A. L.A.V. Madrid–Sevilla. Las locomotoras

252 han rodado en pruebas por 7 países diferentes (España, Alemania,

Francia, Luxemburgo, Austria, Checoslovaquia e Italia).

Talgo VI: Este tren no automotor es la evolución del Talgo Pendular,

fabricado a principios de los años 90 por Talgo para circular por el

N.A.F.A., por la línea de alta velocidad Madrid–Sevilla.

Arco: Los trenes no automotores Arco surgieron de una profunda

transformación realizada a los coches B11x-10200 (serie 10000 de

segunda clase) de Renfe, dotándolos de nuevos bojes aptos para 220 km/h.

La transformación corrió a cargo de Renfe en el TCR de Málaga y los

bojes son modificaciones del modelo GC-1 de CAF denominados GC-3,

que permiten alcanzar un alto grado de confort a grandes velocidades.

Estos coches de viajeros prestan servicio en el Corredor Mediterráneo

cubriendo la relación transversal Barcelona –

Almería/Badajoz/Granada/Málaga/Sevilla con el tren conocido como Arco

García Lorca.

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Debido al rápido desarrollo que han tenido tanto las líneas de Alta Velocidad

como la necesidad de reducir los intervalos de tiempo entre unidades y el aumento

de proximidad entre estos ha dado lugar a la creación de sistemas de ayuda a la

conducción así como instrumentos que ayuden a la formación de nuevos

conductores no sólo en su funcionamiento normal sino también ante averías o

incidencias sin que afecte al servicio a los usuarios o reproducir las incidencias en

la realidad. En este ámbito de formación y simulación de la realidad se encuadra

este proyecto.

1.3 LA SIMULACIÓN.

Según Thomas T. Goldsmith Jr. y Estle Ray Mann "Simulación es una

técnica numérica para conducir experimentos en una computadora digital. Estos

experimentos comprenden ciertos tipos de relaciones matemáticas y lógicas, las

cuales son necesarias para describir el comportamiento y la estructura de sistemas

complejos del mundo real a través de largos períodos". Una definición más formal

formulada por R.E. Shannon es: "La simulación es el proceso de diseñar un

modelo de un sistema real y llevar a término experiencias con él, con la finalidad

de comprender el comportamiento del sistema o evaluar nuevas estrategias -dentro

de los límites impuestos por un cierto criterio o un conjunto de ellos - para el

funcionamiento del sistema".

La simulación intenta modelizar sistemas reales o hipotéticos por

ordenador de forma que su funcionamiento puede ser estudiado y podemos

predecir su comportamiento.

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Los videojuegos de simulación son videojuegos que intentan recrear

situaciones de la vida real. Los videojuegos de simulación reproducen sensaciones

que en realidad no están sucediendo. Pretenden reproducir tanto las sensaciones

físicas (velocidad, aceleración, percepción del entorno) y una de sus funciones es

dar una experiencia real de algo que no está sucediendo para de esta forma no

poner en riesgo la vida de alguien. Los primeros simuladores que ha conocido el

hombre surgieron en los años 1960. Su principal misión era preparar mejor a los

pilotos de aviación. Hoy en día se puede decir que son indispensables. Se les

considera pequeños juegos ya que no son reales. La función de los simuladores es

aproximarse lo más posible a la realidad. El alto coste de esta herramienta de

aprendizaje ha simplificado su expansión.

1.3.1 SIMULADORES AUTOMOVILÍSTICOS Y DEPORTIVOS

Son actualmente los más populares del mercado ya que han dado lugar a

los videojuegos más vendidos del mercado. Esto da lugar a que este tipo de

simuladores estén en la mayoría de hogares, no restringiéndose a usuarios

especializados. En ellos el usuario puede conducir automóviles, camiones,

motocicletas,… como se pueden destacar:

Gran Turismo 5: Este juego muestra un meticuloso detalle en la

simulación de la física de manejo y gran cantidad de vehículos, casi todos

reproducciones con licencia de coches reales. El detalle gráfico de los

coches es muy realista y preciso

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Figura 1: Gran Turismo 5 (Trucoteca.com)

Moto Gp 2010: Simulador de motos de competición con un alto realismo

gráfico.

Figura 2: Moto GP 2010 (trucoteca.com)

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Eurotruck simulator: Es un simulador de conducción de camiones, El

jugador puede transportar material de una ciudad a otra, mejorar su

camión, visitar las ciudades etc.

Figura 3: EuroTruck (eurotrucksimulator.com)

1.3.2 SIMULADORES DE VUELO.

Un simulador de vuelo es un sistema que intenta replicar, o simular, la

experiencia de volar una aeronave de la forma más precisa y realista posible. Los

diferentes tipos de simuladores de vuelo van desde videojuegos hasta réplicas de

cabinas en tamaño real montadas en accionadores hidráulicos (o

electromecánicos), controlados por sistemas modernos computarizados. Los

simuladores de vuelo son muy utilizados para el entrenamiento de pilotos en la

industria de la aviación, el entrenamiento de pilotos militares, simulación de

desastres o fallas en vuelo y desarrollo de aeronaves.

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Microsoft Simulator 2010: es uno de los simuladores de vuelo civil más

usados en entornos domésticos para sistemas operativos Windows. Con su

instructor y clases de vuelo, el usuario se puede iniciar en los

conocimientos básicos sobre cómo pilotar un avión, nociones de

aerodinámica, gestión del motor... también contiene una meteorología

detallada, un sistema de fallos del avión y una cabina 3D completa con los

indicadores de un avión básicos.

Figura 4: Microsoft simulator 2010 (microsoft.com)

Apache Longbow: Simulador de helicópteros de Guerra en el que se

pueden hacer misiones militares a la vez que interaccionas con los mandos

de la cabina del simulador.

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Figura 5: Apache Longbow (gamespot.com)

1.3.3 SIMULADORES DE PERSONALIDAD Y RELACIONES HUMANAS

Los videojuegos de simulación social son un subgénero de los videojuegos

de simulación de vida que exploran las interacciones sociales entre distintas vidas

artificiales.

Los SIMS: Los Sims es el primer juego de esta categoría en el que cada ser

vivo tiene personalidad propia y se controla individualmente de forma

directa.

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Figura 6:Los SIMS (lossims.ea.com)

1.3.4 SIMULADORES DINÁMICOS

Los simuladores sistémicos o de sistemas dinámicos facilitan la toma de

decisiones en muchas disciplinas (empresa, medio ambiente, relaciones sociales,

comportamiento...) mediante la representación de cómo interactúan entre sí

diferentes sistemas dinámicos.

Matlab(Simulink): Simulink viene a ser una herramienta de simulación de

modelos o sistemas, con cierto grado de abstracción de los fenómenos

físicos involucrados en los mismos.

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Figura 7:Simulink (www.mathworks.de/products/simulink)

1.3.5 SIMULADORES DE ENTRENAMIENTO

Son herramientas de software cuyo principal objetivo consiste en que los

usuarios sean capaces de aprender el funcionamiento de sistemas o máquinas

reales sin tener la necesidad de utilizar el propio sistema o máquina.

1.3.6 SIMULADORES FERROVIARIOS

1.3.6.1 Simuladores ferroviarios de entretenimiento

En la actualidad hay simuladores de entretenimiento muy buenos que

representan con mucha calidad la cabina y permiten simular una gran variedad de

trayectos con diferentes trenes a elegir, teniendo la opción de poder crear cada uno

sus trayectos mediante un editor. Los más famosos son :

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Trainz: Es un simulador de trenes que simula la conducción y el manejo de

vehículos ferroviarios. Aaparte de trenes, incluye otros tipos de vehiculos

que se desplazen sobre rieles, como tranvías.

Figura 8:Trainz (www.auran.com/trainz)

Microsoft Train Simulator: Simulador de trenes con mucha variedad de

locomotoras. Los tipos de locomotoras que presenta el simulador, se

clasifican en motores de vapor, diesel, y eléctricos.

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Figura 9: Microsoft train simulator (www.microsoft.com)

1.3.6.2 Simuladores ferroviarios de entrenamiento

En la actualidad existen tres tipos de simuladores ferroviarios de

entrenamiento: los CBT (Computer Based Training), que se basan en la enseñanza

mediada por computadora, los simuladores de tareas parciales y los simuladores

completos de entrenamiento. Los simuladores que se acercan más a la realidad

son los simuladores completos, mientras que los CBT son los más alejados. Los

CBT se componen de uno o varios PCs y su objetivo es reproducir alguno de los

instrumentos de cabina o subsistemas de tren, buscando el entrenamiento de algún

aspecto muy concreto, como por ejemplo las comunicaciones entre los trenes o

con el puesto de control, para lo que no se necesita un simulador completo de

conducción. El objetivo de los simuladores de tareas parciales es el aprendizaje

por parte del usuario de las tareas específicas básicas de la conducción ferroviaria.

Estas tareas suelen ser bastante genéricas por lo que se ve necesario poder

completar la formación a través de un simulador completo ferroviario. Los

simuladores completos de conducción tienen un comportamiento similar a un tren

real conducido desde la cabina ya que poseen una réplica de una cabina de

conducción, un sistema de visualización del túnel y, a veces, una plataforma de

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movimiento que simula el traqueteo del vagón cabina del tren. En un simulador

completo se pueden entrenar prácticamente todas las tareas asignadas al

conductor, tanto de conducción del tren como de comunicaciones con el centro de

control. En ellos se pueden simular incidencias en la conducción, ejecutándose

todo en tiempo real. La mayor parte de los simuladores de entrenamiento

existentes en España son completos [1].

1.3.6.3 Simulador ferroviario AVE

El simulador está basado en una combinación adecuada de realidad virtual

y mandos reales, el equipamiento reproduce al detalle la infraestructura de Adif,

ofreciendo la posibilidad de conducir una unidad tren en situaciones similares a la

conducción real.

El sistema representa fielmente toda la red, con sus curvas, pendientes,

sistema de de señalización, balizas, catenaria y estaciones. Su gran virtud es que

permite simular múltiples averías e incidencias con el objeto de entrenar la

respuesta del personal, y permitiéndoles aplicar las soluciones más seguras,

eficaces y eficientes ante situaciones degradadas del servicio de metro.

Problemas como: señalización, descarrilamientos, arrollamientos, caídas

de objetos a la vía o problemas de tracción de un tren, son parte de las más de 60

averías y 25 incidencias, que están previamente prefijadas para que el personal

pueda ponerlas en práctica. El simulador va más allá de programar las averías e

incidencias más comunes en los trenes o en la señalización, ya que es capaz de

representar diferentes escenarios, que incluyen un sinfín de condicionamientos,

como por ejemplo, condiciones climatológicas adversas, desde una gran nevada a

una intensa niebla en el tramo de superficie.

En la siguiente figura se puede ver un simulador de entrenamiento de un

tren de Alta Velocidad.

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Figura 10:Simulador AVE

1.4 EL SIMULADOR DE TRENES DE ALTA VELOCIDAD

1.4.1 MOTIVACIÓN

El sector ferroviario es uno de los más importantes medios de transporte de

pasajeros y mercancías. Casi cualquier país en el mundo cuenta con una red

ferroviaria. Los países más desarrollados del mundo vuelcan enormes sumas de

dinero en el ferrocarril, el único sistema de transporte terrestre que tiene enorme

capacidad de transporte de personas y/o cargas sin atacar el medio ambiente, con

poco consumo de combustible no renovable, sin accidentes y alta seguridad en el

traslado. El auge del ferrocarril está ocasionado por la necesidad en el sector de

los transportes de medios alternativos, dada la limitación de las carreteras y

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aeropuertos para absorber el aumento de tráfico de pasajeros En cuanto a la oferta,

la realidad es una tecnología que está haciendo posibles trenes en Alta Velocidad

que conectan Madrid con puntos lejanos en menos de tres horas. En cuanto a la

demanda, el auge es real en el segmento de cercanías, trenes de alta velocidad y

en el Metro, consiguiendo un transporte de masas en horas punta con una eficacia

sobresaliente.

Aquí se puede ver cómo ha aumentado el servicio en metro a lo largo de su

historia en Madrid y las ampliaciones que está sufriendo España debido al auge

que está teniendo la Alta Velocidad.:

Figura 11: Mapa Alta Velocidad. (Adif.es)

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Figura 12:Evolución Metro Madrid (www.metromadrid.es)

El transporte de alta velocidad en España está creciendo continuamente. Los

aumentos en los requerimientos de su demanda han motivado la expansión de este

tipo de sistemas; sin embargo, aumentar la infraestructura es caro y llega un

momento en que se hace insostenible. Entonces la única solución factible consiste

en mejorar el sistema de gestión de los trenes, para lo cual existen 2 tipos de

técnicas: aquéllas determinadas fuera de línea, por ejemplo pre-programando

itinerarios (schedules) en base a información histórica, incluyendo estrategias

como hacer que ciertos trenes no paren en ciertas estaciones; y técnicas que hacen

uso de información del estado del sistema obtenida en línea durante la misma

operación del mismo. Esta información puede incluir posición de los trenes,

números de pasajeros en estaciones y trenes, eventuales perturbaciones a la

marcha normal del sistema, etc.

Page 38: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

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En algunos casos, las decisiones relevantes las pueden tomar operadores,

aunque esto no siempre es posible o deseable. Por ejemplo, no es práctico tomar

una decisión cada vez que un tren llega a una estación; aún si no es esto lo que se

desea, el operador puede no ser capaz de considerar toda la información relevante

para tomar una decisión, como sí puede hacerlo un sistema de control

computacional. Un compromiso entre un sistema totalmente manejado por un

operador y uno totalmente manejado por software son los sistemas de apoyo a la

gestión, en los que el software le da al operador sugerencias en tiempo real de las

acciones que puede tomar, pero es éste quien finalmente decide si las acepta o las

ignora.

En cualquier caso, la introducción de cualquier nueva técnica de planificación

o control exige realizar previamente ensayos que, al menos en una etapa inicial,

no son fáciles de realizar en sistemas reales debido a los grandes costos que esto

implica. Como es usual en estos casos, la solución consiste en realizar

simulaciones. Para ello son necesarios simuladores que sirvan de entrenamiento

para nuevos conductores y personal especializado que:

Permita y ayude al conductor familiarizarse con los diferentes mandos y

elementos del tren.

Permita el ensayo de los diferentes sistemas que forman parte del tren ante

distintas situaciones para analizar la respuesta antes de su realización real.

Permita guardar distintos resultados de las simulaciones realizadas en una

base de datos para poder realizar comparaciones entre ellas.

Este proyecto pretende ser una herramienta eficaz para la mejora y

optimización de nuevos trenes y para la formación de conductores. Además no es

necesaria una reproducción material del tren, sino que su funcionamiento se basa

en una plataforma PC, logrando ser más accesible, barato, funcional y con

posibilidad de implantación en sistemas más complejos.

Page 39: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

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1.4.2 OBJETIVOS

El proyecto aquí descrito tiene cinco objetivos principales:

1. Conocimiento del comportamiento dinámico del tren, a través de los

principales subsistemas de un tren de tracción eléctrica:

Circuitos de control y mando de los sistemas de tracción y freno

eléctrico.

Circuitos de control y mando de los servicios auxiliares.

Circuitos de control y mando del freno neumático.

Dependencia y relaciones entre ellos.

Para la correcta simulación de todo sistema es necesario su estudio

previo. Tras este estudio se han de identificar y diferenciar los principales

subsistemas en los que se puede dividir, en este caso, la unidad de tracción

eléctrica. Esta división facilita el análisis del comportamiento y modelado

del funcionamiento del tren.

2. Conocimiento de los principales sistemas de conducción automática: En

este proyecto se ha elegido el sistema ASFA: (Anuncio de Señales y

Frenado Automático), que es un sistema de repetición de señales en cabina

con ciertas funciones de control de tren. Se basa en la transmisión puntual

vía-locomotora para garantizar el cumplimiento de las órdenes

establecidas por las señales convencionales.

3. Conocimiento del simulador de cabina de un tren, en especial:

Representación en pantalla de la cabina de conducción

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Simulación dinámica del funcionamiento de los equipos de medida

del tren e integración de todos ellos.

4. Simulación del recorrido de un tren en condiciones normales y degradadas.

5. Obtención de datos de los equipos de medida según se haya hecho el

trayecto y de las incidencias que se hayan tenido para luego almacenarlos

y compararlos.

6. Añadir la posibilidad de introducir averías e incidencias predefinidas.

Modelado de posibles averías e incidencias.

Simulación del comportamiento del tren ante la avería introducida

mediante la interfaz de usuario.

Posibilidad de modelar el freno en función de las condiciones de la

vía, climáticas, de los bogíes,… (por ejemplo si una rueda

patina,…)

Con el objetivo de alcanzar una conducción segura y fiable es posible

entrenar condiciones degradadas que de otro modo no se podrían

experimentar, permitiendo al alumno aprender de estas experiencias.

Tras la identificación de los objetivos principales, llega el momento de su

simulación. Como ya se ha mencionado, el ―Simulador de trenes de alta

velocidad‖ se centrará en la simulación de la cabina de conducción de una unidad

de tracción eléctrica. El usuario interactuará con una interfaz gráfica compuesta

por aquellos mandos que un operador de tren eléctrico utiliza para las maniobras y

operaciones de conducción del tren, tales como pulsadores, indicadores, palancas,

etc. Con ellos se podrá manejar el sistema de tracción y freno eléctrico, freno

hidráulico, y los servicios auxiliares principalmente. La herramienta de

simulación se encargará de determinar el comportamiento físico del tren a partir

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de las entradas introducidas por pantalla mediante la interfaz de cabina. En cada

instante de la simulación, determinará las posiciones, velocidades y aceleraciones,

mostrándolos al usuario mediante la representación gráfica de los equipos de

medida.

Además de los objetivos principales enumerados, se han planteado tres

más con la idea de poder ampliar el simulador, en este proyecto, si fuera posible, o

en proyectos futuros de continuación. Estos son:

1. Posibilidad de utilización del simulador para nuevos trayectos y diferentes

modelos de trenes

2. Simulación de la opción de ―hombre muerto‖

3. Mejora visual del trayecto y sincronización con el movimiento del tren:

Variar la velocidad del video según vaya el tren (acelerando,

frenando, parado,..)

Visualización de señales, estaciones, etc.

4. Funcionamiento de la maneta de inversión de marcha.

5. Mejorar la calidad de las gráficas de marcha e intensidad. Pudiendo

mostrar las gráficas en estado real.

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1.4.3 METODOLOGÍA

Este proyecto es un proceso de ingeniería con un componente de software

muy importante ya que se trata de un conjunto de etapas parcialmente ordenadas

con la intención de lograr un objetivo, en este caso, la obtención de un producto

de simulación basado en software de calidad.

Figura 13:Ingenieria del software

La ingeniería de sistemas ayuda a garantizar que el sistema satisface los

requisitos durante todo el ciclo de vida. Las funciones de la Ingeniería de Sistemas

son:

Definición del problema: Se determinan las expectativas hacia el producto,

las necesidades y restricciones obtenidas y analizadas en los requisitos del

sistema que debe cumplir el proyecto. Las necesidades son la obtención de

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un simulador ferroviario para poder simular situaciones reales y así

entrenar a los maquinistas.

Análisis de la solución: Se determinan las opciones posibles para satisfacer

los requisitos y las restricciones. Para ello se hicieron diferentes visitas

como la visita a las cocheras de Fuencarral, un viaje en AVE 130 de

Madrid a Valladolid para familiarizarse con los controles del tren y su

funcionamiento, visita a los simuladores de ADIF en Chamartín de trenes

de Alta Velocidad.

Planificación de los procesos: Se determinan las tareas que se deben

realizar, el esfuerzo requerido para cada una, su prioridad y los riesgos que

implican para el proyecto. Aquí es donde se hacen los requisitos para

poder hacer el simulador.

Control de los procesos: Medición del progreso del proyecto y ejecución

de acciones correctivas cuando corresponda.

Evaluación del producto: Pruebas del proyecto obtenido. Se compara lo

especificado en los requisitos con lo obtenido en el proyecto analizándose

si puede ser aceptado o tiene que ser reconsiderado en vista a los

resultados.

La Ingeniería del Software es la aplicación de métodos sistemáticos,

disciplinados y cuantificables para el desarrollo, operación y mantenimiento de

software; esto es, la aplicación de la ingeniería al software. Las etapas de la

Ingeniería del Software son:

LA IDENTIFICACIÓN DE LA NECESIDAD– Se necesita hacer un

simulador de tren de tracción eléctrica que permita y ayude al conductor

familiarizarse con los diferentes mandos y elementos del tren. Permita el

ensayo de los diferentes sistemas que forman parte del tren ante distintas

situaciones para analizar la respuesta antes de su realización real. Permita

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guardar distintos resultados de las simulaciones realizadas en una base de

datos para poder realizar comparaciones entre ellas.

EL PROCESO DE ESPECIFICACIÓN DE LOS REQUISITOS- El

simulador muestra por programación la cabina de mando de un tren y

permite interactuar con los mandos mostrados en la cabina para simular un

trayecto de un tren. También permite la introducción de fallos a elegir para

poder simularlos en el trayecto. Guarda los datos de cada simulación en

una base de datos o mediante gráficas para comparar unos trayectos con

otros. El programa también simula el trayecto supervisado mediante un

sistema de seguridad ASFA. En cada instante de la simulación se

determina la posición, velocidades y aceleraciones, mostrándolas al

usuario mediante la representación gráfica de los equipos de medida.

EL PROCESO DE DISEÑO- Se tiene en cuenta todas las características

de la unidad de tren, curvas de tracción, frenado y sistemas auxiliares para

poder diseñar el programa. Una vez claras se empieza a implementar en un

software de programación implementando cada característica con su

algoritmo. Ese mismo programa llama a otros para que guarden las

características en una base de datos y dibujen gráficas con los resultados

obtenidos. También mediante un reproductor se simula la visión del

trayecto que está simulando el programa con una sincronización con las

variables del trayecto, como velocidad, freno, peso del tren, etc.

EL PROCESO DE IMPLEMENTACIÓN- Se diseña el código fuente,

código de la base de datos y documentación. La salida de este proceso

conduce a las pruebas de validación y verificación.

EL PROCESO DE INSTALACIÓN- En este proceso se verifica la

implementación adecuada del software. Se planifica la instalación, se

carga la base de datos y se realiza la prueba de aceptación.

LOS PROCESOS DE MANTENIMIENTO- Este proceso se centra en

el cambio asociado a los errores detectados, fallos o mejoras solicitadas.

EL PROCESO DE VERIFICACIÓN Y VALIDACIÓN- En este

apartado se realizan las pruebas de validación y verificación del software.

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Las pruebas consisten en ejecutar el software con determinados datos de

entrada y producir resultados que luego son comparados con los teóricos.

EL PROCESO DE LA GESTIÓN DE LA CONFIGURACIÓN- En

este proceso se gestionan los cambios producidos durante el ciclo de vida

del proyecto.

LOS PROCESOS DE DESARROLLO DE LA DOCUMENTACIÓN-

En este apartado se planifica y se implementa la documentación

1.4.4 RECURSOS.

Para el desarrollo del proyecto será necesario el conocimiento y uso de las

siguientes herramientas de programación, modelado, diseño gráfico,… que serán:

1. Hardware

Se utilizará un ordenador personal Intel Acer. Aspire core 2 quad a 2.4 ghz. 3

gigabytes de memoria RAM. Windows vista 32 bits. Tarjeta gráfica Nvidia gforce

7100.

2. Software

Como recursos software se utilizarán las siguientes herramientas:

Microsoft Visual Studio .NET

Herramienta principal en el diseño del proyecto, utilizada en el proyecto anterior,

seguirá siendo la base del diseño debido a las ventajas que presenta la plataforma

Microsoft Visual Studio .NET. Se han diseñado un conjunto de bibliotecas de

clase .NET que ofrecen toda la funcionalidad de los API Win32. Estas bibliotecas

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son totalmente orientadas a objetos, utiliza la gestión automática de memoria del

entorno .NET y señalizan los errores mediante excepciones.

Microsoft Access

La aplicación trabaja con bases de datos donde se almacena la información de los

trenes que se pueden simular, o que el usuario desee configurar. Datos como la

curva de tracción de freno eléctrico o las características físicas del tren. Estas

bases de datos se han definido en Microsoft Access debido a la facilidad que

presenta para su manejo, interrelación y para la conexión desde la plataforma

Microsoft Visual Studio .NET

Microsoft Excel

Tras la simulación, la aplicación devuelve un archivo de resultados, y gráficas en

un ―Libro‖ de Excel.

Adobe Photoshop

Aplicación informática de edición y retoque de imágenes bitmap, jpeg, gif, etc,

elaborada por la compañía de software ―Adobe‖. Podrá ser utilizado para la

composición y tratamiento de diversas fotografías de forma que se puedan

representar en pantalla.

Nero Wave Editor

Utilizada para la correcta edición de los sonidos propios de un tren de tracción

incorporados en el ―Simulador de trenes de alta velocidad‖.

Matlab

Este programa se usará para la optención de gráficas en estado real a través de la

herramienta ―scope‖.

Otras herramientas

Además, para la realización de la memoria y exposición del proyecto serán

necesarias otras aplicaciones como: el editor de texto Microsoft Word, Microsoft

Power Point para la realización de presentaciones, Microsoft Project para la

planificación del proyecto etc. Además de otras herramientas que podrán ser

utilizadas a lo largo del proyecto.

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Capítulo 2 EL TREN

Este capítulo hace un estudio del tren de tracción eléctrica centrándose en

gran medida en el análisis de las curvas de funcionamiento, resistencia al avance,

sistema de tracción y freno eléctrico, freno neumático y servicios auxiliares así

como en el estudio de la lógica de control y mando. Después se muestran los

principales elementos de la cabina de conducción, lo cuales se mostrarán en el

Simulador de trenes de alta velocidad. Este proyecto se ha basado en la

simulación de trenes de Alta Velocidad, tomándose como modelo inicial un tren

del tipo AVE 130, pero el simulador podrá simularse el comportamiento

dinámico de cualquier tren tipo AVE.

2.1 DINÁMICA DEL TREN

2.1.1 ESFUERZOS DE TRACCIÓN Y FRENADO

Las fuerzas producidas por el propio tren para aumentar o disminuir su

velocidad son los llamados, respectivamente, esfuerzos de tracción y de frenado.

El esfuerzo de tracción (Ft) es la resultante de las fuerzas producidas por el tren en

sentido de su marcha y se opone a las resistencias al avance. El esfuerzo de

frenado (Ff) es la resultante de las fuerzas que se realizan desde los diferentes

frenos del tren y que se oponen al avance, sumando su acción, por lo tanto, a las

resistencias al avance. A la resultante de los esfuerzos de tracción y frenado

presentes en un momento determinado la denominaremos esfuerzo de tracción o

frenado (Ft f) y será positivo (es decir, tendrá el sentido de la marcha del tren)

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cuando es un esfuerzo de tracción, y negativo (es decir, tiene sentido contrario a la

marcha del tren) cuando es un esfuerzo de frenado [20].

Es posible que se apliquen en el tren, a la vez, fuerzas de tracción y de

frenado, pero ello suele ocurrir en casos de trenes antiguos o por una avería, por lo

que a efectos prácticos, se puede suponer que cuando hay fuerzas de tracción no

hay fuerzas de frenado, y viceversa (aunque, lógicamente, puede no haber ni unas

ni otras). Los sistemas de tracción de los trenes más modernos cortan la tracción

del tren con una pequeña caída de presión en la tubería general de freno del tren,

lo que hace en la práctica imposible la tracción y el frenado simultáneos.

Redundantemente los sistemas de seguridad también establecen una

incompatibilidad entre la orden de frenado y de tracción En cada momento

concreto, un tren puede estar, desde el punto de vista de su tracción y freno en tres

situaciones diferentes:

• Traccionando. Cuando la fuerza neta que hace el tren es en el sentido de

la marcha. Entonces, Ft f>0 porque Ft>0 y, generalmente, Ff=0.

• Frenado. Cuando la fuerza neta que hace el tren es el sentido contrario a

su marcha. Entonces, Ft f<0 porque Ff>0 y, generalmente, Ft=0.

• En deriva, cuando el tren no hace ninguna fuerza. Entonces Ftf=0,

generalmente porque Ft=0 y a la vez Ft=0.

2.1.1.1 Esfuerzo de tracción.

El esfuerzo de tracción, Ft, se transmite a través de las ruedas motoras al

apoyarse éstas sobre el carril y transmitir el par que se produce en los motores del

tren. Esta fuerza es moderable, ya que el maquinista (o el sistema de conducción

automático) puede aplicar la fuerza máxima disponible o un valor menor, para

adecuar la velocidad del tren a las necesidades de la marcha. El esfuerzo de

tracción es diferente para cada vehículo motor, entre cuyas características suelen

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facilitarse las curvas que determinan el esfuerzo de tracción máximo posible en

función de la velocidad. El esfuerzo está muy ligado a la potencia disponible del

vehículo, pero la forma de las curvas que relacionan el esfuerzo máximo de

tracción con la velocidad viene muy condicionada por el tipo de vehículo motor

(tracción eléctrica o diesel) y su sistema de control de la marcha.

Se habla de potencia unihoraria como la que puede ofrecer el motor

durante un corto periodo de tiempo, mientras que la potencia continua es la que

puede rendir de forma indefinida, conceptos que, por analogía, llevan a los de

esfuerzo máximo unihorario y esfuerzo máximo continuo.

Ecuación 1:

donde

- Fmaxuh es el esfuerzo máximo de tracción unihorario y Fmaxc es el esfuerzo de

tracción continuo, en daN

- Pc es la potencia continua y Puh es la potencia unihoraria de los motores, en kW

- V es la velocidad del tren, en km/h.

En estas condiciones, la forma gráfica teórica de representación del

esfuerzo de tracción en función de la velocidad, tiene la forma de una hipérbola

equilátera de potencia; cuya ecuación es:

Ecuación 2:

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Debe observarse que existen algunos casos en los que la totalidad de la

potencia de los motores tren no se destina al movimiento del mismo. Así ocurre

con frecuencia en los trenes de tracción diesel cuando los servicios auxiliares del

tren se alimentan desde el motor diesel. En este caso, debe restarse a la potencia

del mismo la parte que se dedica a los servicios auxiliares, lo que no suele ocurrir

en tracción eléctrica ya que los auxiliares se alimentan normalmente desde la

catenaria sin pasar por el motor, ni en los trenes diesel, cuyos servicios auxiliares

se alimentan desde grupos motor-generador independientes del motor diesel

principal.

Por otra parte, debe dejarse constancia que la potencia con la que se

calcula la fuerza en cada instante es la potencia realmente entregada por el motor,

que no tiene por qué ser la máxima, pues muchos vehículos no son capaces de

entregar la potencia máxima en cualquier régimen de marcha, y además el

maquinista puede requerir menos potencia que la máxima por diversas razones.

2.1.1.2 Esfuerzo de frenado.

Los trenes emplean diferentes recursos (frenos) para provocar esfuerzos de

frenado tendentes a disminuir la velocidad de circulación del tren. Los frenos

empleados pueden estar basados en la adherencia entre rueda y carril (frenos

dinámicos o frenos de fricción: zapatas o discos) o emplear otros fenómenos

físicos, tales como los frenos por corrientes de Focault o los frenos aerodinámicos.

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Desde el punto de vista de la dinámica del tren interesa retener la idea de

que el frenado de los trenes se clasifica, por la magnitud del esfuerzo, en dos

formas:

Freno de emergencia es el que emplea el máximo esfuerzo de frenado,

y sólo se utiliza en condiciones extraordinarias, ante la necesidad de

frenar de forma urgente, normalmente por una incidencia. No se

emplea regularmente, puesto que produce unas deceleraciones

molestas para el viajero y un desgaste importante en el material

rodante.

Freno de servicio, de menor esfuerzo, es el que se emplea de forma

regular en la marcha ordinaria del tren.

Para cada una de las dos formas de frenado se fijan, como una propiedad o

condición de explotación del material rodante, los valores máximos que deben

conseguirse. Estos esfuerzos máximos de frenado en cada una de las formas se

obtienen por el tren con la combinación de los diversos tipos de freno (dinámico,

neumático, de Focault, etc.) Sin rebasar los esfuerzos de frenado máximos en cada

una de las dos formas, es habitual fijar para el tren, en cada línea por la que

circula, una o varias curvas de frenado (de emergencia o de servicio) para reducir

la velocidad del tren en coherencia con la señalización y la reglamentación

existentes en la línea.

Condiciones de aplicación de freno.

Según la ETI de Alta Velocidad (Material Rodante), la máxima

deceleración media será siempre inferior a 2,5 m/s2 (que es una interfaz con la

resistencia longitudinal de la vía), y al máximo esfuerzo siguiente:

360 kN en frenado de emergencia,

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180 kN para el frenado de servicio ―a fondo‖ para ajustar la velocidad a

los límites establecidos por el sistema de señalización.

100 kN para el frenado de servicio en rampas y pendientes acusadas o

cuando los límites de velocidad se apliquen automáticamente.

Señala también que los frenos que no se basan en la adherencia rueda-

carril pueden aplicarse desde la velocidad máxima de explotación hasta 50 km/h:

(Vmax > V > 50 km/h), Los requisitos del sistema de frenado (ETI Material

Rodante) que pueden tener relación con la dinámica del tren son:

La aplicación del freno de emergencia, por la razón que sea, cortará

automáticamente la alimentación eléctrica de tracción, sin posibilidad de

recuperarla mientras permanezca aplicado el freno.

Sólo se admite tener en cuenta el freno eléctrico en las prestaciones de los

frenos si su funcionamiento es independiente de la presencia de tensión en

la catenaria, si las subestaciones lo permiten. Se admite el retorno de la

energía eléctrica generada en el frenado, pero esto no hará que la tensión

supere los límites de tensión previstos, y además, si se pierde la

alimentación de la catenaria, ello no impedirá que la tensión de la línea

caiga a 0 V.

A los trenes se les exigen unas prestaciones mínimas de frenado de

emergencia y de servicio que están recogidas en la tabla, para el caso de los trenes

de alta velocidad:

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Tabla 4: Prestaciones mínimas de los frenos en la ETI de Alta

Se denomina Caso A el tren en horizontal, con una climatología normal,

con carga normal (80 kg por asiento) y un módulo de freno eléctrico aislado. Se

considera Caso B, las circunstancias del caso anterior y, además, un distribuidor

de freno aislado, una adherencia rueda carril reducida y el coeficiente de fricción

entre la guarnición y el disco de freno reducido por la humedad, es decir en

condiciones de anormalidad por lo que al tren se le deberá limitar la velocidad

máxima y pueda frenar en la misma distancia que en condiciones normales.

2.1.2 RESISTENCIA AL AVANCE

Sobre un tren, en un momento determinado, pueden actuar como es obvio,

muchas y muy diferentes fuerzas: unas son independientes de la acción del propio

tren (fuerza de gravedad, efecto del aire), y otras provocadas por una acción en el

tren (como las fuerzas de tracción y de frenado). Estas fuerzas provocan una

aceleración sobre la masa del tren que hace que éste se mueva y avance sobre la

vía.

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2.1.2.1 Sistema de coordenadas

El tren se apoya sobre las ruedas y éstas sobre la vía, por lo que

referiremos las fuerzas a un sistema de coordenadas relativo a la vía; en concreto,

un eje longitudinal (L) coincidente con el eje de ésta, un eje transversal (H),

perpendicular al anterior y normal a la vía, y un eje vertical (V) perpendicular al

plano que forman los carriles en su superficie superior. Consideramos como

sentido positivo del eje longitudinal L el que coincide con el sentido de la marcha

del tren, y del eje vertical V, hacia abajo, que coincide con el sentido de la fuerza

de gravedad que actúa sobre el tren.

Figura 14 : Sistema de coordenadas

La dinámica longitudinal se refiere a las componentes de las fuerzas sobre

el eje L longitudinal de la vía. Las componentes de las fuerzas sobre los otros dos

ejes (H y V) se estudian en el dominio de la infraestructura, ya que condicionan la

resistencia de ésta.

2.1.2.2 Fuerzas longitudinales

Las fuerzas que actúan longitudinalmente sobre el tren son de dos tipos:

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Fuerzas pasivas: que son aquellas que soporta el tren sin que él mismo

realice ninguna acción especial. Son fuerzas pasivas la resistencia al

avance (en recta y en curva) y la fuerza gravitatoria.

Fuerzas activas son aquellas que se derivan de acciones del propio tren; en

concreto, son las fuerzas de tracción y frenado.

Se denomina resistencia al avance a la resultante de las fuerzas que se

oponen al movimiento del tren en la dirección longitudinal de la vía, diferentes de

las gravitatorias y de las fuerzas de tracción y frenado. La resistencia al avance es

siempre una fuerza de valor negativo (se opone al movimiento del tren), de

acuerdo con las coordenadas definidas.

En concreto, la resistencia al avance es la proyección sobre la dirección

longitudinal de la vía de diversas fuerzas pasivas que actúan sobre el tren y que

son de distinta naturaleza, entre las que se cabe distinguir las siguientes:

Rozamiento entre las ruedas y los carriles.

Rozamientos internos de las partes móviles y giratorias del tren.

Fuerza necesaria para acelerar el aire que entra en el tren (para la

refrigeración de los motores y para la renovación del aire interior).

Resistencia aerodinámica, que a su vez se compone de resistencia de

presión y de fricción, y que resulta especialmente importante en alta velocidad.

Rozamiento de las pestañas sobre el carril en las curvas. Estas fuerzas

pasivas no gravitatorias que se oponen al movimiento del tren pueden

agruparse así:

Resistencia al avance en recta Rar (que es diferente en cielo abierto y en

túnel, donde los efectos aerodinámicos aumentan la resistencia al avance).

Resistencia al avance en curva, Rac.

La resistencia al avance total (Rat) en cada punto del recorrido es la suma de las

anteriores:

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Ecuación 3

La resistencia al avance de un tren varía casi constantemente, pues el tren

pasa sucesivamente por alineaciones rectas y por curvas de diversos radios. Pero

también debe tenerse en cuenta que la resistencia al avance en recta es

dependiente de la velocidad del tren, por lo que cualquier variación de la

velocidad real conduce a una variación de la resistencia al avance en recta y, por

ello, de la resistencia al avance total. Además de la resistencia al avance, es

preciso tener en cuenta el efecto de la fuerza de la gravedad, que actúa sobre el

tren en las pendientes (tiene signo positivo, pues es a favor del movimiento) y en

las rampas (de signo negativo, pues se opone al movimiento). También actúan

sobre el tren en sentido longitudinal las fuerzas activas de tracción (a favor del

movimiento) y de freno (oponiéndose al movimiento), que se realizan desde el

propio tren.

2.1.2.3 Aceleraciones longitudinales

Si las proyecciones de todas estas fuerzas sobre el eje longitudinal están en

equilibrio (es decir, si tienen resultante nula), el tren mantiene su velocidad

constante. Por el contrario, si la resultante es una fuerza neta positiva, el tren se

acelerará de acuerdo con la segunda ley de Newton, y si es una fuerza negativa, el

tren reducirá su velocidad, de acuerdo con la misma ley. Estas aceleraciones, que

impulsan o retardan el movimiento, del tren son las que producen las variaciones

de velocidad del mismo y por lo tanto las que deben conocerse para el estudio de

la cinemática del tren.

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2.1.3 RESISTENCIA AL AVANCE EN RECTA

El valor de la resistencia al avance en recta (Rar) depende de

características físicas del tren; en concreto, de su masa, de su forma, del área de su

sección transversal y de su superficie mojada (que a su vez está muy influenciada

por su longitud). La resistencia al avance también depende, y de forma muy

importante, de la velocidad a la que circula. En el caso de que la vía no esté en

alineación recta en un punto determinado, la resistencia al avance en recta (Rar) es

solo una componente de la resistencia al avance total que debe sumarse (como ya

hemos expuesto) a la resistencia al avance debida a la curva. La resistencia al

avance suele expresarse con una función polinómica de segundo grado que

relaciona, para cada tren, la resistencia en avance en recta con la velocidad

instantánea.

La expresión polinómica más habitual de la resistencia al avance de un

tren en recta (y en horizontal), con velocidad nula del viento exterior1, es

conocida como ―fórmula de Davis‖ y es la siguiente:

Ecuación 4

Donde:

- Rar es la resistencia al avance en recta, que se expresa normalmente en

decanewtons (daN). Será siempre de valor negativo, pues se opone al movimiento

del tren y tiene sentido contrario a la velocidad V.

- V es la velocidad del tren, expresada normalmente en kilómetros por hora

(km/h).

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- A, B y C son coeficientes que dependen de las características físicas del material

rodante, que se miden, respectivamente, en [daN], [daN/(km/h)] y [daN/(km/h)2].

En muchas ocasiones, los coeficientes se expresan (erróneamente, a

nuestro juicio) por unidad de masa del tren, y entonces la ecuación anterior se

convierte en la siguiente:

Ecuación 5

En este caso:

- M es la masa del tren, expresada en toneladas (t)

- a, b y c son coeficientes específicos de la resistencia al avance, que se

miden respectivamente en daN/t, daN/(t.km/h) y daN/[t.(km/h)2].

La razón por la que tradicionalmente se hayan empleado expresiones con

coeficientes específicos relativos a la masa radica en que, en el pasado, la mayor

parte de los trenes eran de composición variable. En ese caso, con esta fórmula se

podía estimar la resistencia al avance de un tren al cambiar su composición (por

ejemplo, cuando a un tren se le añadían o retiraban coches o vagones).

2.1.4 RESISTENCIA AL AVANCE EN CURVA

Al circular el tren por una curva, existe una fuerza longitudinal retardadora

que actúa sobre el tren, por efecto de tres causas :

Solidaridad de las ruedas y los ejes

Paralelismo de los ejes

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Fuerza centrífuga

La resistencia específica debida al desplazamiento del tren en las curvas se

origina por el desplazamiento de las llantas y por el frotamiento de las pestañas

sobre el carril, se define gracias a la siguiente expresión:

Ecuación 6

Donde:

La resistencia específica F, en daN/t.

El radio de curvatura R, en m.

2.1.5 RESISTENCIA DEBIDA A LA GRAVEDAD

La fuerza de la gravedad terrestre disminuye (en las pendientes) o aumenta

(en las rampas) la resistencia al avance. El valor de esta resistencia adicional es el

resultante de fórmula siguiente:

Ecuación 7

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donde:

- Rag es la resistencia al avance debida a la fuerza de la gravedad en decanewtons

(daN). Puede ser positiva o negativa según sea el signo de i.

- g es la aceleración de la gravedad (9,81 m/s2)

- M es la masa del tren, en toneladas (t).

- i es la inclinación local expresada en ―milésimas‖ o milímetros por metro

(mm/m). Puede tener valor positivo si es una subida (rampa) o negativo si se trata

de una bajada (pendiente).

Figura 15: Resistencia por gravedad

La incidencia de la fuerza de la gravedad sobre el tren es independiente de

la velocidad, y debe sumarse (con su signo) a la resistencia al avance, por lo que

en la práctica, para cada tren, la resistencia al avance (en una representación Ra, V

) que en horizontal es una parábola creciente con la velocidad, se convierte en una

familia de curvas paralelas (cada una representativa de la resistencia total en una

pendiente o rampa caracterizada por su inclinación i). Como es natural, existen

casos en que los que la fuerza total es positiva (tiende a acelerar el tren, incluso en

ausencia de tracción) lo que ocurre con pendientes fuertes y normalmente a

velocidades bajas.

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La representación gráfica de la resistencia total en diversas rampas y

pendientes (para un tipo de concreto de tren y cambiada de signo) está recogida en

la figura:

Figura 16: Resistencia en rampa

La equivalencia que se ha expuesto entre la resistencia al avance en una

curva de un determinado radio, y una rampa de determinada pendiente, permite

trabajar con el llamado perfil ficticio, que evita la necesidad de emplear el perfil

real y la planta para los cálculos. Se llama pendiente o rampa ficticia a la que

resulta de sumar la pendiente o rampa que realmente existe y la equivalente

debida la curva. En el caso de una rampa (subida para el tren, i>0), la pendiente

ficticia es:

Ecuación 8

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y en el caso de una pendiente (bajada para el tren, i<0), la pendiente ficticia es:

Ecuación 9

2.1.6 RESISTENCIA AL ARRANQUE

La resistencia específica al arranque es superior a la de avance

correspondiente a velocidad nula ya que incluye el esfuerzo necesario para iniciar

el movimiento del tren y un esfuerzo acelerador mínimo en recta y horizontal. En

rampa esta resistencia aumenta debido a que los enganches entre los vehículos

aumentan su tensión.

Ecuación 10

Donde:

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La resistencia total a arranque E, en kN.

La resistencia específica al arranque ra, en daN/t.

La masa de la carga remolcada Q y la masa de la locomotora L, en

toneladas (t).

2.1.7 ADHERENCIA RUEDA-CARRIL

Cuando el par motor sobre una rueda es muy alto, y en concreto, cuando es

superior al par resistente, la rueda desliza o patina sobre el carril. La adherencia de

la rueda sobre el carril es más grande cuanto mayor sea la masa que apoya sobre

la rueda motriz, que se denomina masa adherente. Existe un cierto límite del par

motor (y correlativamente del esfuerzo de tracción) a partir del cual la rueda

desliza (patina); este el esfuerzo de tracción es una fracción de la masa adherente

(mad):

Ecuación 11

Donde μ es el coeficiente de adherencia (μ<1)

El coeficiente de adherencia (en el proceso de tracción) expresa, pues, el

cociente entre la fuerza horizontal máxima que puede transmitir un eje motriz sin

que la rueda patine y la masa que soporta dicho eje. La adherencia se expresa o en

tanto por ciento, o en forma de coeficiente en tanto por uno. Así, por ejemplo, si la

masa que gravita sobre un eje motor de una locomotora es de 20 t (valor habitual),

y si el coeficiente de adherencia es de 0,25, dicho eje sólo puede transmitir una

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fuerza horizontal de 20.000 x 0,25 = 5.000 daN, sea cual fuere la potencia del

motor. Por ello, la adherencia introduce otro límite (además del que establece la

potencia disponible) a la fuerza de tracción máxima que se puede aplicar por una

locomotora o por un vehículo tractor. En el frenado, de forma análoga, la

adherencia es el cociente entre la fuerza que gravita sobre un eje que frena y la

fuerza horizontal de frenado que puede transmitir dicho eje. Por ello, puede

decirse que el coeficiente de adherencia es la medida de la efectividad con que un

vehículo puede emplear su peso a la tracción o al freno, sin que las ruedas patinen.

Muchos factores influyen en la adherencia: entre ellos, las condiciones

climatológicas, el perfil de la rueda y de la cabeza del carril, la contaminación en

el carril y el sistema de tracción y de control eléctrico. En este último factor es en

el que se han conseguido los mayores avances en los últimos años.

Respecto a las condiciones de la locomotora que favorecen el aumento de

la adherencia están: las barras de tracción bajas, buena suspensión, los equipos

electrónicos de control de tracción (chopper y más aún tracción trifásica), etc. En

cuanto a las condiciones de la vía que permiten obtener una elevada adherencia

están: el buen estado de la misma en cuanto a nivelación, carril soldado y, sobre

todo, el estado superficial del carril. El carril limpio muy lavado (lluvia fuerte)

aumenta considerablemente la adherencia. El carril sucio, ligeramente húmedo

con hojas, sal, algunos productos químicos, grasas y aceites disminuye

notablemente la adherencia. En este último caso se puede aumentar la adherencia,

en parte, mediante el uso de arena.

Respecto al freno, por estar dotado de éste todos o casi todos los vehículos

de un tren, la masa adherente en freno es mucho más alta que en tracción, y por

ello los problemas de adherencia son menores que en el caso de la tracción.

Lógicamente, cada tipo de freno actúa sobre unos ejes, por ello su fuerza máxima

está limitada por la adherencia de esos ejes. Así, normalmente el freno de aire

comprimido actúa sobre todos los ejes del tren, y por ello la masa adherente para

este freno es toda la del tren; pero el freno eléctrico sólo actúa sobre los ejes

motorizados, por lo que para él sólo es relevante la masa sobre estos ejes.

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2.1.7.1 Incidencia de la adherencia en la tracción y en el frenado

La adherencia limita, como se ha expuesto, el esfuerzo de tracción

disponible, puesto que, sea cual fuere la potencia, el esfuerzo de tracción no puede

superar el valor siguiente:

Ecuación 12

donde

- mad es la masa que gravita sobre un eje motor

- y μv es el coeficiente de adherencia de ese eje a la velocidad V.

La fuerza máxima de tracción que se puede ejercer está limitada por la potencia

unihoraria, según la expresión,

Ecuación 13

en velocidades bajas, la fuerza que se podría hacer por la potencia tendería a

infinito, por lo que, en la práctica, la fuerza de tracción está limitada por el control

de la maquina y por la adherencia ya que, por debajo ciertas velocidades, la fuerza

máxima de tracción limitada por la adherencia es menor que la derivada de la

aplicación de la potencia. Al aumentar las velocidades, la fuerza que puede

ofrecer la potencia el motor disminuye, y por ello es más difícil que sea mayor

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que la que pueden transmitir las ruedas sin patinar. Entonces sólo en condiciones

malas de adherencia (con carril sucio o húmedo, por ejemplo) y con solicitaciones

altas de fuerzas (trenes pesados en fuertes rampas) pueden presentarse problemas

de adherencia.

2.1.7.2 Valores de la adherencia en marcha

La adherencia disminuye con la velocidad. La norma técnica de Renfe para

la determinación de las cargas máximas da la función de variación siguiente:

Ecuación 14

Donde:

- es el coeficiente de adherencia a la velocidad V (adimensional),

- es el coeficiente estático de adherencia, es decir, el que corresponde a

V=0, (adimensional).

- V es la velocidad del tren, en km/h.

El coeficiente de adherencia μo normalmente se ofrece por el fabricante como

parámetro del material, y oscila entre 0,2 para locomotoras con motor de corriente

continua y sin equipos antipatinaje y 0,4 para locomotoras con motor trifásico y

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equipos antipatinaje. Por ejemplo, para locomotora de la serie 252 de Renfe es de

0,34, y para el tren AVE (serie 100) es de 0,32.

2.2 ECUACIÓN DEL MOVIMIENTO DEL TREN

Cuando hay una fuerza neta longitudinal F (resultante de la resistencia al

avance, de la fuerza gravitatoria y de las fuerzas de tracción y frenado) sobre un

tren (cuya masa es M) el tren cambia su velocidad, y lo hace de acuerdo con la

segunda ley de Newton o principio fundamental de la dinámica:

Ecuación 15

Si F se expresa de daN, m en toneladas y a en m/s2 (unidades habituales en

el estudio de la dinámica ferroviaria), la ecuación se convierte en:

Ecuación 16

Si la fuerza neta sobre el tren es positiva, entonces el tren aumenta su

velocidad, pues la aceleración resulta mayor que 0; mientras que si la fuerza neta

es negativa (porque la tracción es menor que la resistencia al avance o porque la

fuerza del freno es mayor que la fuerza de la gravedad en la bajada) entonces la

aceleración es negativa y el tren disminuye su velocidad. Debe observarse que

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aunque el tren disminuya su velocidad, ello no significa que esté frenando, tan

solo que las fuerzas retardadoras (entre las que el freno es sólo una más) son

mayores que las fuerzas aceleradoras. Por ejemplo, puede estar subiendo una

rampa fuerte traccionando, pero va perdiendo velocidad porque la rampa es muy

fuerte.

Un resumen de las fuerzas longitudinales que actúan sobre el tren son las

siguientes:

Tabla 5: Fuerzas longitudinales

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2.3 DINÁMICA DEL TREN EN RAMPAS Y PENDIENTES

2.3.1 DINÁMICA DEL TREN EN RAMPAS

En la circulación en una rampa (subida) sobre el tren actúan, en el caso más

general, las siguientes fuerzas:

A favor del movimiento del tren: La fuerza de tracción (moderable)

En contra del movimiento del tren: La resistencia al avance (incluyendo,

en su caso, la resistencia de curva y de túnel); y la resistencia de la fuerza

gravitatoria.

Figura 17: F-V frente a Rampa

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Si la fuerza que actúa a favor del movimiento del tren es superior a las

fuerzas que se oponen, el tren puede acelerarse; si es inferior, el tren reduce su

velocidad. Existe una velocidad, llamada velocidad de equilibrio en rampa Veqr

(para un tren y para una rampa, r) para la cual la fuerza de tracción máxima que

puede hacer el tren es igual a la suma de las fuerzas resistentes, y por tanto el tren

si circula traccionando al máximo no cambia su velocidad. La velocidad de

equilibrio Veqr es tal que

Ecuación 17

Si la velocidad de equilibro en rampa es mayor que la velocidad máxima

(que puede estar condicionada por las propias características del tren o por las de

la infraestructura -típicamente por el radio de las curvas) el tren no precisa hacer

uso de toda su fuerza de tracción para mantener en la subida su velocidad

máxima. Por el contrario, si velocidad de equilibrio es menor que la velocidad

máxima del tren, éste no podrá mantener en la rampa su velocidad máxima.

2.3.2 DINÁMICA DEL TREN EN PENDIENTES

El análisis de la dinámica del tren en las pendientes (bajadas) muestra que

actúan sobre el tren las siguientes fuerzas:

A favor del movimiento del tren:

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Fuerza de gravedad

Fuerza de tracción (moderable)

En contra del movimiento del tren:

Resistencia al avance

Fuerza del freno (moderable, e incompatible con la fuerza de tracción).

Suponiendo, en principio, que no se hace uso de la tracción en la pendiente

y que el tren circula a la velocidad máxima al entrar en ella, pueden presentarse

tres casos:

1. La fuerza gravitatoria (positiva) es de valor absoluto menor que la

resistencia la avance (negativa). Entonces el tren tiende a frenarse y es

preciso aplicar tracción para mantener la velocidad.

2. La fuerza gravitatoria (positiva) es de valor mayor que la resistencia al

avance (negativa). Entonces el tren tiende acelerarse y es preciso aplicar el

freno para que evitar que el tren rebase la velocidad máxima.

3. La fuerza gravitatoria es de valor absoluto igual a la resistencia al avance.

Entonces, sin aplicar ni la tracción ni el freno, el tren mantiene la

velocidad máxima en la bajada.

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Figura 18: F-V frente a Pendiente

Para la velocidad máxima del tren existe una pendiente de equilibrio pe en

la que la fuerza de la gravedad se iguala (en valor absoluto) a la fuerza resistente y

el tren está en equilibrio. Para cada rampa de valor r mm/m, existe una velocidad

de equilibro del tren.

2.4 REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE LOS ESFUERZOS DE

TRACCIÓN, FRENO Y RESISTENCIAS

Casi todas las fuerzas longitudinales que actúan sobre un tren varían con la

velocidad, por lo que es muy frecuente representar en un gráfico todas estas

fuerzas en función de la velocidad.

Cada tren se puede asociar a un gráfico en el que se representan:

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Las curvas de tracción (esfuerzo de tracción-velocidad), que suelen tener

dos tramos: uno aproximadamente horizontal (con el esfuerzo limitado por

la adherencia) y otro descendente (limitado por la potencia). Un mismo

tren, según los grupos motores que tenga en funcionamiento, puede tener

diferentes curvas de tracción.

Curvas de freno dinámico (o eléctrico) (esfuerzo de frenado de servicio-

velocidad) que están también limitadas por la adherencia, existiendo

diferentes curvas para los diferentes potencias de freno de un mismo tren.

Curvas de resistencia al avance, que son una familia de curvas paralelas,

cada una de las cuales corresponde a una pendiente o rampa. Comoquiera

que la fuerza de la gravedad es proporcional a la masa y al valor de la

pendiente, siendo la masa constante para un mismo tren, las distancias

verticales en el gráfico, además de fuerzas, pueden representar pendientes,

de forma que cada una de las curvas de resistencia al avance

correspondiente a una pendiente está separada de otra (paralela

correspondiente a otra pendiente) una cantidad fija que es proporcional a la

diferencia de pendientes. Estas curvas se representan con valores negativos

para facilitar la resolución gráfica de la ecuación del movimiento (es decir,

la resistencia al avance es siempre negativa, pues se opone al movimiento

del tren y su valor está representado en el eje de abcisas como si fuera

positivo).

Cuando el tren está en tracción, la distancia vertical entre la curva de

esfuerzo de tracción (que puede ser cualquier curva por debajo de la que

representa el esfuerzo máximo) y la curva de la resistencia al avance

(correspondiente a la pendiente o rampa en la que se encuentra) es la fuerza

aceleradora del tren. Por lo tanto, la velocidad máxima a la que puede circular el

tren está gráficamente determinada por la intersección entre la curva del esfuerzo

tractor máximo y la resistencia al avance en la rampa en que se encuentre.

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En el gráfico, como ejemplo, se pueden observar estas curvas para típico tren de

Alta Velocidad con dos unidades motrices de acuerdo con el tipo de tren elegido

en este proyecto.

Figura 19: Curvas de esfuerzos de típico tren de Alta Velocidad

La resistencia al avance crece con el cuadrado de la velocidad. Cuando la

pendiente supera determinado valor, la resistencia al avance es positiva, es decir,

el tren tiende a acelerarse en ausencia de tracción o freno.

Las gráficas para el tren que se va a simular son las siguientes, al ser

bitensión cambia según la tensión que coja de la catenaria.

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Figura 20: Esfuerzo para 3kv cc

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Figura 21: Esfuerzo para 25 kv ca

2.5 CARGA MÁXIMA

En la explotación ferroviaria es necesario en muchos casos conocer cuál es

la masa máxima de un tren para que pueda arrancar y circular correctamente. La

cuestión se plantea fundamentalmente en los trenes formados por locomotora y

coches y vagones, para saber cuántos coches o vagones se pueden agregar al tren

y cuál es la masa total que se puede mover. Si la masa que debe llevar el tren es

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mayor que la que puede remolcar en condiciones normales, es preciso disponer de

doble tracción (o asumir los riesgos de fiabilidad derivados de una tracción

insuficiente).

En el caso de los trenes indeformables, se supone que tienen una masa

adecuada para circular normalmente con la potencia y el freno de que disponen,

pues han sido diseñados conociendo su masa. Pese a ello, el cálculo de la masa

máxima puede ser relevante en los casos en los que la tracción está limitada por

avería, o que la adherencia disminuya o cuando el tren debe ser remolcado por

otro vehículo.

Hay cuatro criterios que limitan la masa máxima de un tren para una

determinada tracción dada:

El tren debe poder arrancar en el caso de que quede detenido en un punto

cualquiera de la línea, y debe poder acelerar para alcanzar la velocidad

adecuada de una forma razonable.

El tren debe poder mantener una velocidad compatible con la normal

explotación de la línea en todas las rampas y pendientes. Para ello, ha de

ser capaz de realizar una fuerza tractora superior a las resistencias que se

oponen al movimiento. Esta fuerza tractora puede estar limitada por la

potencia disponible o por la adherencia, ya que, como hemos expuesto, el

coeficiente de adherencia se reduce con la velocidad.

No deben superarse los esfuerzos admisibles en los ganchos que unen

entre sí los distintos vehículos del tren, aunque este límite no sólo es

función de la carga total del tren, sino de en qué parte del tren están

dispuestas las locomotoras

El tren debe poder mantener sus prestaciones de frenado (posibilidad de

frenar en la distancia requerida en función del tipo de señalización). Aún

cuando normalmente al aumentar la masa del tren (por agregación de más

vehículos) también aumenta la potencia del freno, es preciso comprobar si

las prestaciones de frenado se mantienen en el nivel deseado en función

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del perfil de la línea y de las velocidades el tren. También puede ocurrir

que, siendo la potencia de frenado suficiente, la aplicación continuada de

los frenos de fricción pueda provocar un calentamiento excesivo de éstos,

por lo que deba de considerarse el uso del freno dinámico (total o

parcialmente), lo que supondría, en pendientes muy prolongadas, limitar la

masa o la velocidad del tren. Esta cuestión, siendo importante, se estudia

más en el campo del frenado de los trenes que la dinámica ferroviaria en

un sentido amplio.

2.6 CARACTERÍSTICAS DEL TREN TIPO AVE 130

En este apartado se describirán las principales características de los trenes

de Alta Velocidad.

Los trenes de Alta Velocidad suelen estar formados por una unidad o dos

como se muestra en la siguiente imagen.

Figura 22: Composición típica de AVE

Cabeza motriz: Vehículo motor con sólo una cabina de conducción

Unidad: Dos cabezas tractoras y 11 coches Talgo

Composición: Dos unidades acopladas

Tracción simple: Tracción con una unidad

Tracción múltiple: Tracción con dos unidades acopladas

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A continuación se muestran los datos técnicos del AVE 130 con su

descripción y con su valor consiguiente.

Figura 23: Datos técnicos

Las prestaciones del AVE 130 varían según la alimentación que tomen de

la catenaria pudiendo ser a 3kv de corriente continua o a 25kv de corriente alterna.

En este proyecto solo se simulará la alimentación a 25kv de tensión alterna. La

influencia de esta tensión se puede ver en la siguiente imagen.

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Figura 24: Influencia de tensión 25kv ca

Como ya se mostró anteriormente la gráfica de tracción del AVE 130 con

una alimentación de la catenaria a 25kv de corriente alterna es la siguiente:

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Figura 25: Tracción para 25 kv ca

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2.6.1 ESTRUCTURA Y VENTILACIÓN DE LA CABEZA MOTRIZ

En cada cabeza motriz se suelen instalar una serie de componentes como

se muestra en la siguiente imagen del tren tipo elegido.

Figura 26: Estructura de cabeza motriz típica de tren AV

TCS1/2/3 Equipo de protección automático 1 (ETCS - LZB – EBICAB

900) / 2 (ASFA) / 3 GSM-R e interfaces

HVC-AC Armario de alta tensión AC - 25 Kv

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HVC-DC Armario de alta tensión DC - 3 Kv

AUX1/2 Distribución energía auxiliar 1/2 de corriente alterna

CON Convertidor 1 y 2

BAC Subconjunto cargador de batería y distribución 110Vcc

COM Armario de control y comunicaciones

CMP/ PAP Bloque neumático y compresor / Panel de mando del

pantógrafo

CLT-CON Torre de refrigeración para convertidores

CLT-TRA Torre de refrigeración para transformador

TMB 1…4 Ventilador motor de tracción

BRR Resistencia de freno

MRB Ventilador sala de máquinas

Además de estos elementos se instalan otra serie de elementos de auxilio y

emergencia para cualquier incidencia.

Figura 27: Elementos de auxilio

1 - Pulsador luz sala de máquinas

2,11- Extintores

3 - Pasarela de desembarque

4,5 - Enchufe DIN

6 - Enchufe CEE

7 - Pértiga telescópica para puesta a tierra

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8 - Armario de dotación: Calzas, herramientas, barra desenclavamiento manual

morro

9 - Enganche auxiliar scharfenberg

10 - Escalera plegable

12 - Bolsa para conexión eléctrica de la pértiga

13 - Disyuntor tetrapolar para desconectar alimentación externa

14 - Magnetotérmico tripolar para proteger relé de secuencia de fases 39F01 en

BAC

15 - Magnetotérmico unipolar para proteger neutro en lazo de seguridad de

400Vca

Para el buen funcionamiento de la cabeza motriz y de sus correspondientes

elementos se necesita una buena ventilación de aire para que no se calienten las

maquinas y elementos.

Figura 28: Ventilación cabeza motriz

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2.6.2 BOGIE

Es la estructura rodante sobre la que descansan los vagones de ferrocarril y

las locomotoras actuales, que no utilizan ejes simples. Un bogie consta de una

plataforma, dos o tres ejes y de las correspondientes ruedas, unida al vehículo

mediante un pivote vertical que permite que gire hacia ambos lados en las curvas.

Las características del bogie del AVE 130 son las siguientes:

Bogie con ruedas desplazables tipo Talgo

Velocidad comercial máxima 250 km/h UIC - 220 km/h RENFE

Carga máxima por eje 18 t

Motor de tracción asíncrono trifásico. Potencia 632 kW

Construcción robusta con bajo peso

Buen aprovechamiento del esfuerzo de tracción

Largos intervalos de mantenimiento

Transmisión del esfuerzo mediante barra de tracción / compresión

Grupo motor suspendido en el bastidor del bogie, que permite la

reducción de esfuerzos dinámicos ocasionados por la vía

Bastidor cerrado formado por dos vigas longitudinales y tres

transversales herméticas al aire en su interior

Bastidor de eje (armadura) con los conjunto de ruedas y elementos de

enclavamiento.

Unión de la armadura de cambio de ancho y bogie mediante bielas

longitudinales con una doble función:

• Transmisión esfuerzos longitudinales entre el eje de cambio de ancho

y bastidor de bogie

• Guiado de los ejes de cambio de ancho

Supervisión de la temperatura de las cajas de grasa y estabilidad de

marcha (acelerómetro en viga trasera del bogie)

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La transmisión del esfuerzo motor en cada bogie tiene las siguientes

características:

Cada eje incorpora su propio motor solidario al reductor

Conjunto suspendido en el bastidor del bogie que permite:

– Amortiguación de los movimientos transversales del motor

debido a los péndulos, mediante amortiguador

Unión del motor eléctrico y reductor:

– Unión eje motor eje entrada reductor por acoplamiento de

membrana, que permite el desacople del motor en caso de aumento brusco

del par

–Unión carcasa motor carcasa reductor mediante unión atornillada

Transmisión del par del reductor a los ejes mediante árbol hueco y eje

nervado para la conexión de los dos conjuntos de ruedas

Sensores de velocidad de giro y temperatura en cada motor

Barra de tracción – compresión que permite los movimientos relativos

entre bogie y caja amortiguando las vibraciones producidas por la

tracción e inclinaciones del bogie.

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Figura 29: Transmisión del esfuerzo motor de un bogie de AV

Para frenar el bogie usa distintos sistemas de frenado:

Freno eléctrico de gran rendimiento (freno de servicio)

• Recuperación de la energía a la red si existen otros consumidores

• Reostático cuando la red no tiene capacidad de absorción

Freno mecánico: En locomotoras y vagones actuando directamente en los

discos de rueda

Sistema de traslación simultanea del conjunto de freno (zapata, cilindro y

guarniciones) en todas las ruedas

Todos los cilindros de freno son de estacionamiento, dotados con muelle

acumulador y sistema anticompound.

Cada eje de ancho variable está dotado de un sensor de antibloqueo, tipo

UIC

Una característica importante de este tren es la posibilidad que tiene de

cambiar el ancho de sus bogies para adaptarlo a diferentes anchos de vías.

Para cambiar de un ancho a otro sigue los siguientes pasos:

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Figura 30: Cambio ancho de vía

1ºFase (A): Los patines con los que están dotadas las armaduras de cambio

de ancho entran en contacto con las pistas (1) y deslizan sobre ellas. Las

ruedas quedan descargadas del peso.

2ºFase (B): Las bases de los cerrojos se introducen en unas guías en T (2),

descendiendo obligados por la pendiente de estas guías. Los conjuntos de

rueda quedan desenclavados.

3ºFase (C): Las ruedas se desplazan transversalmente hasta sus nuevas

posiciones empujadas por unos contracarriles (3).

4ºFase (D): Los cerrojos vuelven a ascender obligados por la pendiente a

estas guías y los conjuntos de rueda quedan enclavados en su nueva

posición.

5ºFase (E): Las ruedas giran ya en su nuevo ancho de vía.

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2.6.3 POTENCIA, PROPULSIÓN Y REFRIGERACIÓN

El equipo de propulsión suele incorporar:

Componentes para la alimentación de alta tensión de catenaria (DC y AC)

Transformador principal con devanados secundarios independientes que

también sirven como inductancias en DC

Dos convertidores con IGBT’s, (transistor bipolar de puerta aislada)

refrigerados por agua integrados en un solo armario

Dos motores suspendidos en cada bogie, alimentados en paralelo

Dos resistencias de freno (Rb) con ventilación forzada.

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Figura 31: Diagrama de alta tensión

Topología condicionada por:

• Catenaria 3 Kvdc y 25 kVac

• Alimentar las dos cabezas por un solo pantógrafo mediante línea de techo o

de tren

Para AC hay una línea de AT de paso por techo, para DC hay una línea de

tren convencional para la alimentación de convertidores de tracción. También

sirve para la alimentación en AC y DC de los convertidores de los coches

extremos.

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Figura 32: Diagrama alta tensión II

• Q11. Panto AC con bandas de carbón

• Q12. Panto para DC con bandas de cobre

• Pararrayos F01. Protec. sobre tensiones atmosféricas

• Transductor U11. Tensión de catenaria

• Seccionador Q03. Conexión panto 3kV

• Disyuntor Q01, 25 kVac (HVC-AC y HVC-DC)

• Disyuntor Q04, 3kVdc (HVC-DC)

• Pararrayos F03. Sobretensión apertura disyuntor AC (HVC-AC)

• Pararrayos F04. Sobretensión apertura disyuntor DC (HVC-DC)

• T21, medida I primaria trafo principal

• T01, trafo principal con devanado alimentación línea de tren a 1,5 kVac

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• U01- U02, I primaria para regulación convertidor (HVC-DC)

• U03 y U04, I cc de catenaria (HVC-DC)

• U05, protección diferencial (HVC-DC)

• U14. Vcc catenaria o de línea tren (HVC-DC)

• Q02. Conexión trafo a línea techo (HVC-AC)

• Q06. Seccionador multipolar para puesta a tierra de disyuntor Q04 y linea

de tren de 3Kv

• T22. I línea techo

• T12. V procedente línea techo (HVC-AC)

• F02. Pararrayos línea techo (ROF)

• La línea de tren 3kVdc/1,5kVac para la alimentación en AC y DC de los

convertidores de los coches extremos y en DC de la otra motriz, dispone

de:

– 33K01. Alimenta la línea con 1,5kVac para coches extremos (HVC-DC)

– 33K02. Alimenta la línea con 3kV (HVC-DC)

– 33U01. I línea de tren (HVC-DC)

– 33U02. V línea de tren (HVC-DC)

A continuación en la siguiente imagen se muestra como se reparte la

tensión en la cabina y demás coches del tren después de conectar el pantógrafo

con la catenaria. Casi siempre se conecta el pantógrafo de la cabina que no está

ocupado para poder facilitar el cambio de tensión de una vía a otra, aunque se

puede poner el de la cabina que está ocupada.

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Figura 33: Reparto de alta tensión, 25 kv ca

En la siguiente figura se puede ver más detalladamente el reparto de tensión y

como mediante convertidores, choppers y transformadores se consigue la tensión

requerida para motores, sistemas auxiliares, etc.

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Figura 34: Configuración de alta tensión 25 kv ca

La potencia de la unidad de AVE variará si tiene tracción simple o doble, y

según sea la tracción deberá configurar de manera diferente los pantógrafos.

Figura 35: Tracción simple

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Figura 36: Tracción doble

El sistema de control del pantógrafo asegura la presión sobre la catenaria,

independientemente del sentido de marcha, velocidad, altura de catenaria,.. En

caso de desgaste/rotura de la banda de contacto, el pantógrafo desciende para

evitar enganches de catenaria.

Las características del motor de tracción de la unidad AVE 130 a simular

en este proyecto son las siguientes:

• Motor 4 FIA 5734, asíncrono trifásico de jaula de ardilla con 4 polos y 632

kW nominales

• Diseñado para su alimentación desde un ondulador de tensión variable

mediante modulación de ancho de pulsos

• Requiere ventilación forzada

• Esta atornillado al reductor formando con él una unidad física suspendida

del bastidor del bogie.

• Dispone de un sensor de velocidad para control de esfuerzo de tracción –

freno y de la velocidad

• Para adaptar los parámetros del motor a las condiciones de funcionamiento

en cada momento, dispone de dos sensores de temperatura. Así obtiene una

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respuesta óptima del par. También sirven para la protección contra sobre

temperatura y regulación de la velocidad de los ventiladores.

2.6.4 SERVICIOS AUXILIARES

Los principios básicos de distribución de energía trifasica se muestran en

la siguiente figura, indicando los consumidores e interfaces en la cabeza motriz.

Figura 37: Sistemas auxiliares

2.6.5 EQUIPOS DE SEGURIDAD

En este proyecto se va a simular como ya se dijo con un sistema de ayuda

en la conducción llamado ASFA. En la siguiente figura se puede ver donde están

colocadas las antenas receptoras de los diferentes sistemas de seguridad.

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Figura 38: Antenas de equipos de seguridad

Figura 39: Sinopsis del equipo de protección

2.6.6 CABINA

El pupitre de conducción tiene la siguiente distribución:

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Figura 40: Pupitre de mando

Los distintos mandos se explicarán a continuación:

Figura 41: Mesa del pupitre 1

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Figura 42: Descripción mesa 1

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Figura 43: Mesa del pupitre 2

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Figura 44:Descripción mesa 2

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Figura 45:Mesa de pupitre 3

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Figura 46: Descripción mesa 3

Para poder poner en marcha el tren hay que seguir una puesta en marcha

con un orden específico:

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Figura 47: Puesta en marcha

2.6.7 TIPOS DE FRENO

Freno de servicio:

• Se activa actuando sobre el manipulador 74A01

• El tren frena prioritariamente con el freno electrodinámico en los bogies

motores

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• Cuando este no es suficiente se aplica freno neumático en los coches

• En caso de frenado máximo se solapa en las CM el freno eléctrico y el

neumático

• Con todos los frenos eléctricos activos y recuperando, el freno neumático

se aplica en los coches a partir de los puntos 3 o 4 del manipulador

• En caso de que el freno eléctrico disminuya por avería u otras razones, se

compensa con el neumático de los coches y si fuese necesario por el de las

CM. La perdida de freno eléctrico en un bogie, implica su sustitución por el

neumático

Figura 48: Freno de servicio

Freno de auxilio:

• Se utiliza en caso de avería del freno de servicio

• Se debe presionar el pulsador 74S04

• Con su accionamiento, no hay blending de tren

• Los coches responden a la presión de TFA generada con el manipulador

• El blending local solo está activo en la CM no habilitada

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• En la motriz habilitada, cuando se aplica freno neumático, se anula el freno

eléctrico, al no estar disponible la función de freno conjugado

Freno rápido. EMERGENCIA:

• El objetivo es lograr una distancia de frenado lo más corta posible.

• Con la activación del freno rápido, el freno neumático máximo (la presión

en la tubería de freno bajará rapidamente por debajo de los 2,0 bares) actúa

en los coches y en la cabeza se establece el blending.

• La activación del freno rápido se produce por:

• Manipulador del freno indirecto en la posición frenado rápido ("FR").

• Apertura del lazo de emergencia.

• Apertura del circuito de seguridad (alimentación de las válvulas

H.M./SIFA)

• En caso de fallo de una válvula SIFA se produce un frenado de emergencia.

Una vez anulada (grifo de anulación), sin restricciones de circulación

• En caso de fallo de las dos, se deben anular lazos, HM y sistemas de

seguridad.

• La velocidad queda limitada a 10 km/h

• Si se puentea el lazo localmente en el bastidor de freno, se limitará la

velocidad a 140 km/h

Freno de URGENCIA (mediante SETA)

• El objetivo es frenar el tren de la manera más segura posible.

• Se produce en el tren la aplicación de la máxima fuerza de frenado

neumático (TFA = 0 bar)

• Se realiza activando el pulsador de emergencia ("SETA")

• La activación de la SETA abre directamente la TFA

• El disyuntor se abre y el pantógrafo baja

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• El pulsador de emergencia sólo se debe accionar en casos de emergencia y

no en la explotación normal

• Se recomienda actuar de manera inmediata la SETA en caso de

movimiento no deseado del tren

2.6.8 SISTEMA DE PROTECCIÓN ASFA

ASFA es la ayuda a la conducción que se ha simulado en el proyecto.

El ASFA es el sistema de Anuncio de Señales y Frenado Automático, tipo

ATP puntual, instalado en toda la Red Nacional desde el año 1972.

El ASFA, dentro de las limitaciones propias de todo sistema puntual, se ha

ido adaptando a la evolución tecnológica de RENFE. Así se desarrolló la

aplicación ASFA 200, para cubrir las necesidades en las líneas de 200km/h, el

ASFA AV que ha servido como sistema de respaldo en las líneas de Alta

Velocidad, el ASFA STM como adaptación al sistema ERTMS. Últimamente

ADIF /RENFE han especificado el ASFA Digital con la idea de cubrir los

requerimientos de seguridad en aquellas líneas en las que no se implemente el

ERTMS o durante el periodo en el que aún no se haya instalado el ERTMS o se

prevea la circulación de trenes sin ETCS.

El sistema consta de dos partes diferenciadas:

Los equipos de vía, balizas, que, teniendo en cuenta las condiciones impuestas

por las instalaciones de señalización y las características de la línea,

transmiten información en condiciones de ser captadas por los vehículos.

Los equipos de a bordo de los vehículos, que captan y procesan la información

procedente de los equipos de vía y la transforman en indicaciones y órdenes al

maquinista.

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Figura 49: Diagrama de bloques de ASFA

Composición del ASFA

El equipo de ASFA se puede dividir en dos equipos, uno en la vía y otro

integrado en el tren como se ve en la siguiente figura:

Figura 50:Composición ASFA

Equipos de vía

BALIZA

EQUIPO DE

CONTROL Y

PROCESO

ODOMETRÍASUBSISTEMA

DE

CAPTACIÓN

SUBSISTEMA DE ACTUACIÓN Y

PRESENTACIÓN INFORMACIÓN

TREN

VIA

ERTMS/LZB

BATERIA

EQUIPO

FRENO

REGISTRADOR

TREN

BALIZABALIZA

EQUIPO DE

CONTROL Y

PROCESO

ODOMETRÍASUBSISTEMA

DE

CAPTACIÓN

SUBSISTEMA DE ACTUACIÓN Y

PRESENTACIÓN INFORMACIÓN

TREN

VIA

ERTMS/LZB

BATERIA

EQUIPO

FRENO

REGISTRADOR

TREN

BATERIA

EQUIPO

FRENO

REGISTRADOR

TREN

DIAGRAMA DE BLOQUES

• Sistema de Anuncio de Señales y Frenado Automático

– Equipo vía:

• Unidades de conexión

• Balizas fijas/ conmutables

– Equipo de tren

• Captador

• Amplificador periódico

• Armario de control o equipo de control y proceso

• Panel de cabina (lampara de eficacia)

• Pulsador de rearme de freno

• Pulsador de reconocimiento

• Rebase autorizado

• Conexión al freno de emergencia

• Tacógrafo

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Están constituidos por balizas colocadas en la vía, integradas por

condensadores y una inductancia sin núcleo y las unidades de conexión, que

captan la información de las señales. Las balizas pueden ser fijas o conmutables.

Equipos a bordo

Los equipos de a bordo están integrados por una serie de elementos, conectados

entre sí y con el sistema de freno del vehículo. Dichos elementos son básicamente:

Subsistema de captación

El captador.

El amplificador aperiódico.

El Equipo de Control y Proceso o armario de control.

Subsistema de actuación y presentación información en cabina

Pulsador de reconocimiento

Pulsador de rebase autorizado

Dos pulsadores de rearme de freno, que debe actuar el maquinista

cada vez que el sistema provoque el frenado de emergencia.

Interface con el tren

Conexión con el freno de emergencia

Fuente de alimentación.

Tacógrafo

Las balizas están instaladas a pie de señal, baliza de señal, y a una

distancia de 300 m. aproximadamente en horizontal en las líneas convencionales,

balizas previas. Las balizas al sintonizarse con la bobina del captador situado en la

locomotora y del que reciben la energía, , produce una oscilación eléctrica a una

frecuencia relacionada con el aspecto de las señales.

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Cada frecuencia está asociada a un aspecto de las señales o una magnitud a

controlar. La asignación de frecuencias a los aspectos está indicada en la tabla

siguiente:

– L1 60.000 Khz Amarillo/Verde-Amarillo

– L2 64.020 Khz Verde intermitente

– L3 68.310 Khz Verde

– L4 72.887 Khz Reserva (PN protegido)

– L5 77.770 Khz Reserva (A+N)

– L6 82.980 Khz Reserva (V/A)

– L7 88.540 Khz Rojo (comprobación velocidad)

– L8 95.500 Khz Parada (frecuencia de fondo)

– L9 103.007 Khz Reserva (PN sin protección)

– FP 111.100 Khz Frecuencia permanente

ASFA. Funcionalidad

Figura 51: Funcionalidad ASFA

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El sistema ASFA básico realiza las siguientes funciones:

Informa al maquinista del aspecto que presentan las señales. Esta

información se realiza solamente en determinados puntos de la vía: al pie

de cada señal (baliza de señal)y a unos 300 m. antes de la misma (baliza

previa).

Si la indicación presentada por la señal es la de vía libre, aspecto verde, el

sistema sólo informa y no exige ninguna actuación del maquinista.

Si la indicación de la señal es la correspondiente al anuncio de parada o

anuncio de precaución, aspecto amarilla o verde amarillo, el sistema,

además de informar, exige que el maquinista se dé por enterado, actuando

sobre un pulsador instalado a tal fin; en caso de no hacerlo dentro de un

tiempo establecido, el equipo produce el frenado automático de

emergencia.

Si la indicación presentada por la señal es la de parada o señal en rojo, en

el punto de transmisión situado 300 m. antes de la señal, se comprueba si

la velocidad del vehículo es igual o inferior a una preestablecida en

función del tipo de tren, introducido por el maquinista al inicio de su

marcha. Si la velocidad es superior se produce el frenado automático de

emergencia. Si se rebasa la señal, el sistema produce también el frenado

automático de emergencia.

Tanto las indicaciones presentadas por las señales, como las actuaciones del

maquinista relacionadas con el equipo, quedan registradas en el tacógrafo del

vehículo.

El maquinista dispone de un pulsador de rebase que le permite rebasar una

señal prohibitiva cuando por avería o cualquier otra circunstancia, le sea

autorizado el rebase, sin que se dispare el freno de emergencia.

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ASFA 200. Funcionalidades

Figura 52: ASFA 200 Funcionalidad 1º

Figura 53: ASFA 200 funcionalidad 2º

Funcionalidad del ASFA 200.

A continuación, como ejemplo de la adaptación del ASFA a diferentes

funcionalidades, se hace una breve descripción de las posibilidades que se

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consideraron en la selección de la funcionalidad del ASFA 200. Esta

funcionalidad se tenía que conseguir desde una evolución sencilla de los equipos

existentes. Los diagramas representados en los dibujos muestran las dos opciones

consideradas en las que se controlaba el paso por la señal verde intermitente de

dos formas diferentes.

Opción 1

Al paso por la señal del Verde Intermitente se realizaba el siguiente proceso:

Paso sobre baliza previa correspondiente a la señal ―VI ― (verde intermitente).

Se da aviso acústico y señalización óptica en cabina, exigiéndose el

reconocimiento por parte del maquinista en un tiempo no superior a 3 segundos.

Al pasar por pie de señal:

Se repite la secuencia de avisos y exigencia de reconocimiento.

15 segundos después del paso por la baliza previa:

Se produce un control de velocidad a (170 - 180 Km/h. aprox.) con sanción de

freno de emergencia en caso de superar esta velocidad en el momento del control.

En este momento desaparece la indicación óptica.

Al paso por señales con indicaciones verde, amarillo o verde/amarillo, y rojo, se

mantiene la misma funcionalidad que en el caso del ASFA ya descrito.

Opción 2

Esta opción consiste en controlar la velocidad de forma continua al paso por

señales que indican el Verde Intermitente, Amarillo o Verde/Amarillo.

Este control se puede hacer de forma permanente hasta recibir la siguiente

información dependiendo de que se trate de un nuevo equipo o sea una

ampliación de un equipo ASFA básico ya existente. Esto suponía modificaciones

en el sistema ASFA Básico inicial, para aquellas unidades que quisieran circular

a 200 Km/h.

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En esencia, la acción consistiría en controlar de una forma escalonada y continua

la velocidad del tren, para ello:

Al paso por una señal con indicación Verde Intermitente, se controla la

velocidad de la misma forma que la indicada en la opción l.

15 segundos después del paso por la baliza previa del VI se produce un

control de velocidad a (170 - 180 Km/h. aprox.) con sanción de freno de

emergencia en caso de superar esta velocidad en el momento del control.

Este control permanece hasta la siguiente señal.

Al paso por la señal siguiente en indicación Amarillo o Verde/Amarillo se

realiza un control de velocidad a 160 Km/h. con sanción de freno si se

sobrepasa.

Al paso por señales con indicaciones verde, amarillo o verde/amarillo, y rojo,

se mantiene la misma funcionalidad que en el caso del ASFA ya descrito.

En este proyecto se ha simulado la opción 2 del sistema de ayuda a la

conducción ASFA.

Page 115: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

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Capítulo 3 ANÁLISIS Y DISEÑO DEL

SIMULADOR DE TRENES DE ALTA VELOCIDAD

Este capítulo refleja el proceso de análisis y diseño del Simulador de trenes

de alta velocidad. Para ello se comienza con el estudio de las necesidades, para

plasmarlas después en forma de requisitos. Tras ello se definirá la estructura del

programa mediante el diagrama de clases y el diagrama de navegación. Se

describirá además el modelo de la base de datos utilizada..

3.1 ANÁLISIS DE NECESIDADES

Durante la fase de análisis se debe analizar exactamente qué requisitos se

necesitan para la implementación.

3.1.1 ÁMBITO DEL SISTEMA

El proyecto a diseñar se denomina ―Simulador de Trenes ICAI‖ y tiene

como objetivo simular el proceso de conducción de un tren. Los datos que deberá

introducir el usuario son los particulares del tren y su recorrido.

Page 116: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

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3.1.2 DESCRIPCIÓN GENERAL

3.1.2.1 Perspectiva del producto

Se trata de un diseño que sigue con la línea de proyectos realizados en

años anteriores, dentro de la tecnología ferroviaria de simulación de trenes. En

este caso se podrá simular trenes de alta velocidad supervisados por el sistema de

ayuda a la conducción ASFA y se podrá simular incidencias.

3.1.2.2 Funciones del producto

El proyecto de simulación de una cabina de tren tiene como objetivo el

poder simular el proceso de conducción de un tren a utilizando una arquitectura

basada en PC.

La interfaz con el conductor se hace a través de un monitor en el que se

representan todos los mandos y aparatos indicativos instalados en el

pupitre de una cabina de conducción.

Se dispone de pantallas específicas para la configuración de la simulación.

En ellas se introducen las características del tren a simular, las del trayecto

a recorrer en la simulación y las propias del ASFA.

El conductor debe actuar sobre los mandos de la misma forma que lo haría

en un tren real, siempre a través del ratón, teclado e interfaces gráficas.

El programa devuelve al usuario los resultados obtenidos a través de distintas

gráficas y de la representación de los equipos de medida.

La velocidad del tren y la intensidad absorbida o generada debido a la

marcha del tren bajo la actuación del conductor se recogen en un gráfico

sobre una pantalla o zona de pantalla específica.

Page 117: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

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Los aparatos de medida situados en la cabina muestran los valores reales

derivados del proceso de simulación.

Tras la simulación se generan unas gráficas y listados con los resultados.

3.1.2.3 Características de los usuarios

Los posibles destinatarios del simulador son tanto usuarios especializados,

por ejemplo futuros conductores de trenes, como aficionados del mundo

ferroviario, a los que se les da la posibilidad de una primera toma de contacto con

el tren de tracción eléctrica más técnica que la que proporcionan los juegos de

simulación.

3.2 ESPECIFICACIÓN DE REQUISITOS FUNCIONALES

Una vez conocidas las necesidades y definidos los objetivos del proyecto,

es necesario plasmarlas en forma de requisitos. Éstos comprenden todas las tareas

relacionadas con la determinación de las necesidades o de las condiciones a

satisfacer del simulador. Establecerán tanto las especificaciones para el desarrollo

posterior, como los criterios de validación del producto final.

Estos requisitos se obtuvieron mediante una serie de pasos:

Obtener requisitos: A través de reuniones con los directores de proyecto.

Documentar requisitos: Los requisitos deben estar correctamente

documentados y especificados

Verificar los requisitos: Consiste en comprobar el correcto funcionamiento

de un requisito en la aplicación

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Validar los requisitos: Comprobar que los requisitos implementados se

corresponden con lo que inicialmente se pretendía.

3.2.1 RESTRICCIONES

3.2.1.1 En el equipo del desarrollador del sistema

Se necesitan los siguientes requisitos hardware necesarios para el

desarrollo del simulador:

- Procesador: Intel Core 2 Duo.

- Memoria: 1024 MB de RAM.

- Tarjeta gráfica: 256 MB.

- Monitor con configuración de pantalla 1280x800 píxeles.

- Ratón y teclado

Además los requisitos software necesarios son:

- Windows XP

- Microsoft Access

- Microsoft Excel

-Windows Media Player 10

- Microsoft Visual Studio .NET 2005

3.2.1.2 En el equipo del cliente

Para la posible ejecución del programa en el equipo cliente, es necesario

que éste instale o tenga instalado previamente la plataforma Microsoft .NET

Framework, cuyo instalador se suministrará con el del Simulador de trenes de alta

velocidad. Los requisitos hardware necesarios, son principalmente los mismos que

los del equipo del desarrollador.

Page 119: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

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3.2.2 REQUISITOS FUTUROS

El sistema puede dar lugar a futuras ampliaciones y mejoras que se

detallan en el capítulo 5: ―Conclusiones y Futuros Desarrollos‖.

3.2.3 REQUISITOS FUNCIONALES

A continuación se detallan los requisitos específicos del simulador, indicando

en una tabla en la que se indicará:

1. Nombre del requisito y palabra clave.

2. Descripción del requisito.

3. Tipo.

4. Subrequisitos (si existen).

5. Requisitos relacionados.

6. Pictograma

3.2.3.1 Índice de requisitos

R0 Requisito Objetivo.

R1 Interfaces del Simulador.

R1.1 Pantalla Principal o ―Padre‖.

R1.1.1 El menú ―Programa‖

R1.1.2 El menú ―Recorrido‖

R1.1.3 El menú ―Ayuda‖

R1.2 Pantalla Elección del Tren y Línea.

R1.3 Pantalla Configuración de las características del Tren.

R1.4 Pantalla Configuración del Trayecto.

Page 120: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

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R1.5 Pantalla Carga.

R1.6 Pantalla Cabina.

R1.6.1 El Panel de Puesta en Servicio

R1.6.1.1 Interruptor con llave para habilitación de la cabina.

R1.6.1.2 Mando del pantógrafo

R1.6.1.3 Mando del disyuntor principal.

R1.6.2 La Maneta de Inversión de Marcha

R1.6.3 La Seta de Emergencia

R1.6.4 El Regulador de Mando

R1.6.4.1 La Palanca del Regulador

R1.6.4.2 El Dispositivo de Hombre Muerto

R1.6.5 El Selector de Vía

R1.6.6 Los Pulsadores de Puertas

R1.6.7 El Silbato

R1.6.8 El Velocímetro

R1.6.9 El Manómetro

R1.6.10 El Indicador de Consumo

R1.6.11 El Reloj

R1.6.12 Pulsadores adicionales

R1.6.13 La ventana Apertura de Puertas.

R1.6.14 El Indicador Balance de Potencia.

R1.6.15 El Arenero.

R1.6.16 Pulsador Reconocimiento ASFA.

R1.6.17 Freno de Auxilio.

R1.6.18 Manipulador de freno de servicio.

R1.6.19 Valor de Régimen.

R1.6.20 Ventana de incidencias

Page 121: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

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R1.6.21 Indicador ASFA

R1.7 Ventanas Auxiliares.

R1.7.1 La ventana Velocidades

R1.7.2 La ventana Intensidad

R1.7.3 La ventana Información de Estado

R1.8 Visualización del recorrido.

R1.8.1 Visualización estática del recorrido.

R1.8.2 Visualización dinámica del recorrido.

R1.8.3 Visualización de las estaciones.

R1.8.4 Visualización de los diferentes elementos de señalización.

R1.8.4.1 Señalización señales informativas.

R1.8.4.2 Señalización señales luminosas.

R1.9 Pantalla de elección de averías e incidencias

R1.9.1 Funcionamiento de Fallo del Freno de Servicio

R1.9.2 Funcionamiento de Bloqueo de Rueda

R1.9.3 Funcionamiento del Fallo del motor de tracción.

R1.9.4Funcionamiento de Eje indebidamente frenado

R1.9.5 Funcionamiento de Alarma de pasajeros

R2 Puesta en Marcha del Simulador

R2.1 La pantalla de bienvenida.

R2.2 Funcionalidad de la ventana principal.

R2.2.1 Funcionamiento del menú ―Programa‖

R2.2.2 Funcionamiento del menú ―Recorrido‖

R2.2.3 Funcionamiento del menú ―Ayuda‖

R2.3 Funcionalidad de la interfaz de Elección del tren y línea.

R2.4 Funcionalidad de la interfaz de Configuración de las Características del tren.

R2.4.1 Introducción de las características del tren.

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- 116 -

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INGENIERO INDUSTRIAL

R2.4.2 Introducción de la característica de tracción y freno eléctrico.

R2.4.3 Introducción de la característica de freno neumático.

R2.5 Funcionalidad de la interfaz Configuración de trayecto

R2.6 Funcionalidad de la interfaz Carga

R2.7 Funcionalidad de la interfaz Cabina

R2.7.1 Funcionamiento del Panel de Puesta en Servicio.

R2.7.1.1 Conexión de los equipos.

R2.7.1.2 Desconexión de los equipos.

R2.7.1.3 La Seta de Paro de Secuencia.

R2.7.2 Funcionamiento de la Maneta de Inversión de Marcha.

R2.7.3 Funcionamiento de la Seta de Emergencia.

R2.7.4 Funcionamiento del Regulador de Mando.

R2.7.4.1 Funcionamiento de la palanca del Regulador.

R2.7.4.2 Funcionamiento del dispositivo de Hombre Muerto.

R2.7.5 Funcionamiento del Selector de Vía.

R2.7.6 Funcionamiento de los Pulsadores de Puertas.

R2.7.7 Funcionamiento del Silbato.

R2.7.8 Funcionamiento de la ventana Apertura de puertas.

R2.7.9 Funcionamiento del Selector del ASFA.

R2.7.10 Funcionamiento de El Arenero.

R2.7.11 Funcionamiento del Pulsador Reconocimiento ASFA.

R2.7.12 Funcionamiento del Freno de Auxilio.

R2.7.13 Funcionamiento del Manipulador de freno de servicio.

R2.7.14 Funcionamiento del Valor de Régimen.

R2.8 Funcionalidad de las Ventanas Auxiliares.

R2.8.1 Funcionamiento de la ventana Velocidades.

R2.8.2 Funcionamiento de la ventana Intensidad.

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- 117 -

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R2.9 Funcionalidad de Averías e incidencias

R2.9.1 Funcionamiento de Fallo del Freno de Servicio

R2.9.2 Funcionamiento de Bloqueo de Rueda

R2.9.3 Funcionamiento del Fallo del motor de tracción.

R2.9.4Funcionamiento de Eje indebidamente frenado

R2.9.5Funcionamiento de Alarma de pasajeros

R3 Resultados.

R4 Funcionamiento del freno neumático.

R5 Orden de aparición de Interfaces.

R6 Sistema de Protección ASFA.

R6.1Tratamiento de los datos por parte del sistema ASFA

R6.2 Control del freno de emergencia mediante el sistema ASFA

R7 Utilización del Visual Studio 2008.

R8 Programación con Visual Basic.

R9 Utilización del Excel 07.

R10 Utilización del Access 07.

R11 Utilización de Word 07

R12 Utilización del Movie Maker.

R13 Utilización del Adobe Acrobat.

R14 Utilización de un PC gama media.

R1 Interfaces del simulador

[INTR]

DESCRIPCIÓN El simulador constará de 7 interfaces gráficas

(Elección del tren y línea, Configuración de las

características del Tren, Configuración del

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- 118 -

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Trayecto, Configuración de averías

determinadas, Carga, Cabina) además de la

interfaz ―padre‖ que contiene el menú de

programa.

TIPO De interfaz

SUBREQUISITOS R1.1 Pantalla Principal o ―Padre‖

R1.2 Pantalla Elección del Tren y

Línea

R1.3 Pantalla Configuración de las

características del Tren

R1.4 Pantalla Configuración del

Trayecto

R1.5 Pantalla Carga

R1.6 Pantalla Cabina

R1.7 Ventanas Auxiliares

R1.8 Visualización del Túnel

R1.9Pantalla de elección de averías e

incidencias

ELEMENTO RELACIONADO

REQUISITOS

RELACIONADOS

R2, R5

PICTOGRAMA

R1.1 Pantalla Principal o

“Padre” [PADR]

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- 119 -

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DESCRIPCIÓN Esta pantalla será ―la base‖, estando presente

durante toda la ejecución del programa. Es la

interfaz de fondo con el menú accesible en

todo momento. Contendrá un desplegable con

las opciones ―Programa‖, ―Recorrido‖ y

―Ayuda‖.

TIPO De interfaz

SUBREQUISITOS R1.1.1 El menú ―Programa‖

R1.1.2 El menú ―Recorrido‖

R1.1.3 El menú ―Ayuda‖

ELEMENTO RELACIONADO

REQUISITOS

RELACIONADOS

R 2.2, R5, R4

PICTOGRAMA

R1.1.1 El menú “Programa”

[PROG]

DESCRIPCIÓN Menú desplegable de la barra de herramientas

de la ventana principal, se encuentran las

opciones de ―Comenzar‖ y ―Salir‖. Al

seleccionar ―Comenzar‖ saltara el menú de

elección del Tren y la línea. Si de lo contrario

pulsamos en ―Salir‖ se saldrá del programa.

TIPO De interfaz

SUBREQUISITOS

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- 120 -

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ELEMENTO RELACIONADO

REQUISITOS

RELACIONADOS

R 2.2.1

PICTOGRAMA

R1.1.2 El menú “Recorrido”

[RECRR]

DESCRIPCIÓN Menú desplegable de la barra de herramientas

de la ventana principal, se encuentran las

opciones de ―Simular la interestación de

nuevo‖ y ―Simular la siguiente interestación‖.

Cada vez que se quiera simular la siguiente

interestación habrá que pulsar en la opción

―Simular la siguiente interestación‖. Ambas

opciones solo se activarán al estar habilitada la

interfaz Cabina.

TIPO De interfaz

SUBREQUISITOS

ELEMENTO RELACIONADO

REQUISITOS

RELACIONADOS

R1.6, R2.2.2, R2.7, R4

PICTOGRAMA

R1.1.3 El menú “Ayuda”

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- 121 -

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[HLP]

DESCRIPCIÓN Menú desplegable de la barra de herramientas

de la ventana principal, se encuentran las

opciones de ―Ayuda sobre el simulador‖ y

―Acerca de‖. Son dos archivos en formato pdf

de carácter informativo del programa del

Simulador de trenes de alta velocidad.

TIPO De interfaz

SUBREQUISITOS

ELEMENTO RELACIONADO

REQUISITOS

RELACIONADOS

R 2.2.3

PICTOGRAMA

R1.2 Pantalla “Elección del

tren y Línea” [ELECC]

DESCRIPCIÓN Pantalla con 2 listas en las que se muestran los

trenes y las líneas existentes en la base de

datos del programa. Además de las opciones

―Nuevo tren‖ y ―Nueva línea‖ existirán 2

botones en la parte inferior de la ventana:

―Aceptar‖ y ―Cancelar‖.

TIPO De interfaz

SUBREQUISITOS

ELEMENTO RELACIONADO

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- 122 -

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REQUISITOS

RELACIONADOS

R 2.3

PICTOGRAMA

R1.3 Pantalla “Configuración

de las características del

Tren” [CGTR]

DESCRIPCIÓN Pantalla en la que se muestra una lista de datos

para las características del tren, que serán la

característica de tracción, la de freno eléctrico

y la de freno neumático. Existen 2 botones

Aceptar y Cancelar en la parte inferior de la

pantalla.

TIPO De interfaz

SUBREQUISITOS

ELEMENTO RELACIONADO

REQUISITOS

RELACIONADOS

R 2.4, R2.8.1, R2.8.2

PICTOGRAMA

R1.4 Pantalla “Configuración

de trayecto”. [TRY]

DESCRIPCIÓN Pantalla en la que se configura el trayecto a

recorrer por el tren. Existen inicialmente 2

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- 123 -

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listas de datos en las que se introducen las

características del trayecto en varias

interestaciones. Existen 3 botones Siguiente,

Aceptar y Cancelar en la parte inferior de la

pantalla.

TIPO De interfaz

SUBREQUISITOS

ELEMENTO RELACIONADO

REQUISITOS

RELACIONADOS

R 2.5, R1.7.1

PICTOGRAMA

R1.5 Pantalla “Carga” [CRG]

DESCRIPCIÓN Pantalla en la que se indica el valor de carga

del tren en la simulación en tanto por ciento

respecto a la tara. Si no se introduce ningún

valor se pondrá por defecto el valor de cero, es

decir, el tren va ―vacio‖ Se tendrá un botón

Aceptar y un cuadro de texto en el que se

introduce el valor de carga deseado. Tendrá un

botón ―Aceptar‖ para validar el dato

introducido. Antes te poder darle a Aceptar

deberemos poner en un recuadro a la distancia

que se encuentra el siguiente tren medido en

cantones para la simulación del ASFA

TIPO De interfaz

Page 130: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 124 -

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SUBREQUISITOS

ELEMENTO RELACIONADO

REQUISITOS

RELACIONADOS

R 1.1.2, R2.2.2, R2.6

PICTOGRAMA

R1.6 Pantalla “Cabina”

[CAB]

DESCRIPCIÓN La Cabina contiene los pulsadores, indicadores

y elementos de la cabina a través de los cuales

se realizará la simulación del tren. Ventana

cuyo fondo es una imagen estática de la cabina

de conducción y que contiene las diferentes

partes estáticas y dinámicas de los elementos

de la conducción. Constara de la siguientes

partes

-El Panel de Puesta en Servicio

-La Maneta de Inversión de Marcha

-La Seta de Emergencia

-El Regulador de Mando

-El Selector de Vía

-Los Pulsadores de Puertas

-El Silbato

-El Velocímetro

-El Manómetro

-El Indicador de Consumo

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- 125 -

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-El Reloj

-Pulsadores adicionales

-La ventana Apertura de Puertas.

-El indicador Balance de potencia

-El Arenero

-El Pulsador de reconocimiento ASFA

-Freno de auxilio

-Manipulador de freno de servicio

-Valor de régimen

TIPO De interfaz

SUBREQUISITOS R1.6.1 El Panel de Puesta en

Servicio

R1.6.2 La Maneta de Inversión de Marcha

R1.6.3 La Seta de Emergencia

R1.6.4 El Regulador de Mando

R1.6.5 El Selector de Vía

R1.6.6 Los Pulsadores de Puertas

R1.6.7 El Silbato

R1.6.8 El Velocímetro

R1.6.9 El Manómetro

R1.6.10 El Indicador de Consumo

R1.6.11 El Reloj

R1.6.12 Pulsadores adicionales

R1.6.13 La ventana Apertura de Puertas.

R1.6.14El Indicador Balance de Potencia.

R1.6.15 El Arenero.

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- 126 -

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R1.6.16 Pulsador Reconocimiento ASFA.

R1.6.17 Freno de Auxilio.

R1.6.18 Manipulador de freno de servicio.

R1.6.19 Valor de Régimen.

ELEMENTO RELACIONADO

REQUISITOS

RELACIONADOS

R 2.7

PICTOGRAMA

R1.6.1 El Panel de Puesta en

Servicio [SERV]

DESCRIPCIÓN Panel situado en la parte superior de la interfaz

Cabina, consta de 2 filas de 7 botones cada

una. Rojos los de arriba y verdes los de abajo.

Los botones representarán la puesta en

funcionamiento de: Baterías, Compresor

auxiliar, Convertidores, Compresores

Principales, Aire Acondicionado, Megafonía y

Freno de Estacionamiento, sistemas esenciales

para la puesta en servicio del tren. Existirá un

botón redondo rojo que hará las veces de Seta

de Paro de Secuencia, es decir, todos los

botones se pondrán en rojo. Se tienen que ir

activando de uno en uno. El tren debe tener

estos botones activados para poder ponerse en

marcha.

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- 127 -

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TIPO De interfaz

SUBREQUISITOS R1.6.1.1 Interruptor con llave para habilitación

de la cabina.

R1.6.1.2 Mando del pantógrafo

R1.6.1.3 Mando del disyuntor principal.

ELEMENTO RELACIONADO

REQUISITOS

RELACIONADOS

R2.7.1, R2.7.2

PICTOGRAMA

R1.6.1.1 Interruptor con llave

para habilitación de la

cabina.[INTLLA]

DESCRIPCIÓN El interruptor de llave, con las posiciones 0 y

1, sirve para habilitar la cabina de conducción /

puesta en servicio.

TIPO De interfaz

SUBREQUISITOS

ELEMENTO RELACIONADO

REQUISITOS

RELACIONADOS

R2.7.1

PICTOGRAMA

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- 128 -

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R1.6.1.2 Mando del

pantógrafo [PANTOGRAF]

DESCRIPCIÓN Pulsador basculante para elevar / bajar el

pantógrafo (levantar - 0 - bajar).

TIPO De interfaz

SUBREQUISITOS

ELEMENTO RELACIONADO

REQUISITOS

RELACIONADOS

R2.7.1,R2.7.1.6

PICTOGRAMA

R1.6.1.3 Mando del disyuntor

principal[DISYUNT]

DESCRIPCIÓN Pulsador basculante para cerrar / abrir el

disyuntor principal.

TIPO De interfaz

SUBREQUISITOS

ELEMENTO RELACIONADO

REQUISITOS

RELACIONADOS

R2.7.1,R2.7.1.7

Page 135: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 129 -

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PICTOGRAMA

R1.6.2 La maneta de Inversión

de Marcha [RANA]

DESCRIPCIÓN Representará la maneta encargada de

establecer el sentido del movimiento del tren.

Desconecta los circuitos que establecen o son

afectados por el sentido de marcha.

Se mostrará la maneta de inversión que tendrá

3 posiciones posibles. El inversor tiene las

posiciones posibles: adelante, 0, atrás, sirve

para la selección del sentido de la marcha. La

posición "0" sirve para el cambio entre marcha

hacia delante y marcha atrás; se utiliza estando

la cabeza tractora parada.

TIPO De interfaz

SUBREQUISITOS

ELEMENTO RELACIONADO

REQUISITOS

RELACIONADOS

R2.7.2, R2.7.4.1

PICTOGRAMA

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- 130 -

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R1.6.3 La Seta de Emergencia

[SETA]

DESCRIPCIÓN Dispositivo de parada de emergencia por

pulsador de seta o por tirón de cable utilizados

para asegurar que un operario pueda parar la

maquinaria en una situación de emergencia.

Representa el pulsador encargado de provocar

la activación del freno de emergencia en el tren

hasta la detención de este. Pulsando la seta de

emergencia se parará el tren con freno de

emergencia.

Una nueva actuación en la seta la devuelve a

su estado inicial

TIPO De interfaz

SUBREQUISITOS

ELEMENTO RELACIONADO

REQUISITOS

RELACIONADOS

R2.7.3

PICTOGRAMA

R1.6.4 El Regulador de

Mando [REG]

DESCRIPCIÓN Representación de una palanca constituida por

2 partes: la Palanca del Regulador y el

Dispositivo de hombre Muerto

TIPO De interfaz

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- 131 -

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INGENIERO INDUSTRIAL

SUBREQUISITOS R1.6.4.1 La Palanca del Regulador

R1.6.4.2 El Dispositivo de Hombre

Muerto

ELEMENTO RELACIONADO

REQUISITOS

RELACIONADOS

R2.7.4

PICTOGRAMA

R1.6.4.1 La Palanca del

Regulador [PREG]

DESCRIPCIÓN Se representará la palanca por la que el

conductor introduce las órdenes de tracción o

freno. El Regulador de Mando tiene 11

posiciones posibles (5 de aceleración y 5 de

frenado, más la de marcha en deriva). Al

comienzo de la simulación la posición de

Regulador será la central. Junto al Regulador

existirá un cuadro de texto en el que se muestra

el valor de la barra del Regulador.

El regulador de esfuerzo de tracción / freno

eléctrico tiene las siguientes posiciones:

Tmáx.: Máx. esfuerzo de tracción; continuo

(sin escalones).

Tmín. (enclav.): Preparación de marcha;

Page 138: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 132 -

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T=0 kN.

0 (enclav.): T=0 kN.

FEmín. (enclav.):Preparación de esfuerzo de

frenado; T=0 kN. continuo.

FEmáx.: Máx. esfuerzo de freno.

TIPO De interfaz

SUBREQUISITOS

ELEMENTO RELACIONADO

REQUISITOS

RELACIONADOS

R2.8.1

PICTOGRAMA

R1.6.4.2 El dispositivo de

Hombre Muerto [HBM]

DESCRIPCIÓN Se representará el dispositivo situado en el

Regulador de Mando que aplica el freno de

emergencia cuando el conductor deja de

pulsarlo. Se deberá ir pulsando cada 25

segundos, si no es así, se aplicará freno de

emergencia.

Page 139: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 133 -

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TIPO De interfaz

SUBREQUISITOS

ELEMENTO RELACIONADO

REQUISITOS

RELACIONADOS

R2.7.4.2

PICTOGRAMA

R1.6.5 El Selector de Vía

DESCRIPCIÓN Se representará un estado dinámico que

corresponderá al conmutador de selector de vía

con 3 posiciones: 0, 1 y 2. Será el encargado de

puertas de cada lado. Pulsando sobre él se

cambiará de posición pasando de la posición 0

a la 1, de la 1 a la 2 y de la 2 nuevamente a la

0.

TIPO De interfaz

SUBREQUISITOS

ELEMENTO RELACIONADO

REQUISITOS

RELACIONADOS

R2.7.5

PICTOGRAMA

Page 140: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 134 -

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R1.6.6 Los Pulsadores de

Puertas [PRT]

DESCRIPCIÓN Pulsadores encargados de la apertura y cierre

de puertas. Panel con 6 botones, 3 para cada

lado de la vía: Selección de vía, en rojo. Cerrar

puertas, en verde oscuro. Abrir puertas, en

verde claro. Los botones se accionarán

pulsando sobre ellos con el ratón.

Los pulsadores de puertas tendrán unos

enclavamientos eléctricos que no permitirán la

apertura de las puertas de un lado si no están

seleccionadas.

TIPO De interfaz

SUBREQUISITOS

ELEMENTO RELACIONADO

REQUISITOS

RELACIONADOS

R2.7.6

PICTOGRAMA

R1.6.7 El Silbato [SBT]

DESCRIPCIÓN Interruptor para el accionamiento de la bocina.

Se emitirá un sonido de bocina cada vez que se

pulse

TIPO De interfaz

SUBREQUISITOS

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- 135 -

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ELEMENTO RELACIONADO

REQUISITOS

RELACIONADOS

R2.7.7

PICTOGRAMA

R1.6.8 El Velocímetro

[VELM]

DESCRIPCIÓN Representación gráfica del velocímetro se

realiza mediante diversos estados dinámicos de

dicho velocímetro para los distintos valores de

velocidad para la velocidad real del tren.

TIPO De interfaz

SUBREQUISITOS

ELEMENTO RELACIONADO

REQUISITOS

RELACIONADOS

PICTOGRAMA

R1.6.9 El Manómetro [MAN]

DESCRIPCIÓN Representación gráfica del manómetro del tren

mostrando la presión en la zapatas de frenos, la

cual es variable, y la del calderín, que

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- 136 -

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consideraremos constante en todo momento e

igual a la de diseño. El movimiento en la

escala del manómetro se realizará mediante

diversos estados dinámicos para los distintos

valores de presión de las zapatas.

TIPO De interfaz

SUBREQUISITOS

ELEMENTO RELACIONADO

REQUISITOS

RELACIONADOS

PICTOGRAMA

R1.6.10 El Indicador de

Consumo [CONS]

DESCRIPCIÓN Etiqueta que se situará en la esquina superior

izquierda de la Cabina en la que se muestra el

consumo acumulado del tren en kWh durante

la simulación. Se mostrará la energía

consumida por los subsistemas motores,

neumáticos y de circuitos auxiliares del tren

durante el trayecto.

TIPO De interfaz

SUBREQUISITOS

ELEMENTO RELACIONADO

REQUISITOS

Page 143: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 137 -

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RELACIONADOS

PICTOGRAMA

R1.6.11 El Reloj [RELOJ]

DESCRIPCIÓN Etiqueta que se situará en la esquina superior

derecha de la Cabina que mostrará el tiempo

de simulación (tiempo desde que el simulador

empezó su funcionamiento).

TIPO De interfaz

SUBREQUISITOS

ELEMENTO RELACIONADO

REQUISITOS

RELACIONADOS

R2.7.7

PICTOGRAMA

R1.6.12 Pulsadores

Adicionales [PULS]

DESCRIPCIÓN Para mejorar la veracidad del simulador la

Cabina mostrará los botones de otros

pulsadores que no estarán operativos en este

proyecto: Conmutador de régimen de

funcionamiento de aire acondicionado,

Page 144: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 138 -

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regulador de caudal de aire, regulador de

temperatura de cabina, alumbrado del tren,

calefacción del piso, calienta cristales,

limpiaparabrisas.

TIPO De interfaz

SUBREQUISITOS

ELEMENTO RELACIONADO

REQUISITOS

RELACIONADOS

PICTOGRAMA

R1.6.13 La ventana “Apertura

de Puertas” [PUERV]

DESCRIPCIÓN Se tendrá una ventana en la cual aparecerá la

visualización de lo que vería el conductor de la

entrada y salida de los viajeros en las

diferentes estaciones.

TIPO De interfaz

SUBREQUISITOS

Page 145: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 139 -

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ELEMENTO RELACIONADO

REQUISITOS

RELACIONADOS

R2.7.8

PICTOGRAMA

R1.6.14 El Indicador “Balance

de Potencia” [IBPOT]

DESCRIPCIÓN Etiqueta que se situará en la esquina superior

izquierda de la Cabina, justo debajo de la de

consumo de energía, en la que se muestra el

balance de potencia instantáneo del tren. Se

mostrará el balance entre la energía consumida

a la red y la generada por los motores durante

el frenado.

TIPO De interfaz

SUBREQUISITOS

ELEMENTO RELACIONADO

REQUISITOS

RELACIONADOS

PICTOGRAMA

R1.6.15 El “Arenero” [AREN]

DESCRIPCIÓN Interruptor para la distribución manual de

Page 146: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 140 -

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arena ("arenado"). Mientras que el pulsador se

mantenga accionado, se distribuirá arena

delante del primer eje en el sentido de la

marcha. Esto ayudara a la adherencia del tren

con la via.

TIPO De interfaz

SUBREQUISITOS

ELEMENTO RELACIONADO

REQUISITOS

RELACIONADOS

PICTOGRAMA

R1.6.16 El “Pulsador de

reconocimiento ASFA”

[RECASFA]

DESCRIPCIÓN Pulsador para el reconocimiento de las señales

ASFA. Cuando se pase una baliza informativa

se deberá reconocer mediante este botón

TIPO De interfaz

SUBREQUISITOS

ELEMENTO RELACIONADO

REQUISITOS

RELACIONADOS

PICTOGRAMA

Page 147: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 141 -

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R1.6.17 Freno de Auxilio.

[FRAUX]

DESCRIPCIÓN Palanca de freno de auxilio sirve para el

accionamiento del freno de auxilio en caso de

fallo del mando electrónico del freno de

servicio.

TIPO De interfaz

SUBREQUISITOS

ELEMENTO RELACIONADO

REQUISITOS

RELACIONADOS

PICTOGRAMA

R1.6.18 Manipulador de

Freno de Auxilio

[MFRAUX]

DESCRIPCIÓN Manipulador con cuatro posiciones. Según

cada una afectará de una forma al freno:

1.- M: Marcha.

2.-Azul: Solo Freno Eléctrico (ED) en

condiciones normales.

3.-Rojo: Freno ED máximo + complemento

de freno neumático.

4.-FM: Frenada máxima de servicio.

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- 142 -

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TIPO De interfaz

SUBREQUISITOS

ELEMENTO RELACIONADO

REQUISITOS

RELACIONADOS

PICTOGRAMA

R1.6.19 Valor de Régimen

[VREG]

DESCRIPCIÓN Regulador para el ajuste de la velocidad

prefijada. Limita la Velocidad máxima.

TIPO De interfaz

SUBREQUISITOS

ELEMENTO RELACIONADO

REQUISITOS

RELACIONADOS

PICTOGRAMA

R1.6.20 Señales ASFA

[SEÑASFA]

DESCRIPCIÓN Según a la distancia medida en cantones que

esté el siguiente tren se le irá informando al

maquinista mediante señales luminosas lo que

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- 143 -

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debe ir haciendo

TIPO De interfaz

SUBREQUISITOS

ELEMENTO RELACIONADO ASFA

REQUISITOS

RELACIONADOS

R1.6.16

PICTOGRAMA

R1.6.21 Indicador ASFA

[INASFA]

DESCRIPCIÓN Según a la distancia medida en cantones que

esté el siguiente tren se le irá informando al

maquinista la velocidad máxima a la que puede

ir.

TIPO De interfaz

SUBREQUISITOS

ELEMENTO RELACIONADO ASFA

REQUISITOS

RELACIONADOS

R1.6.16

PICTOGRAMA

R1.7 Ventanas Auxiliares

[VAUX]

Page 150: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 144 -

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DESCRIPCION Ventanas que nos muestran diferentes

variables importantes en la simulación como:

la velocidad del tren, la intensidad del sistema

y la información de estado.

TIPO De interfaz

SUBREQUISITOS R1.7.1 La ventana Velocidades

R1.7.2 La ventana Intensidad

R1.7.3 La ventana Información de Estado

ELEMENTOS

RELACIONADOS

REQUISITOS

RELACIONADOS

PICTOGRAMA

R1.7.1 La ventana

“Velocidades” [VEL]

DESCRIPCION Ventana con ejes coordenados. El eje X tendrá

los puntos kilométricos de la interestación

simulada en metros. El eje Y será el eje de

velocidades en km/h.

TIPO De interfaz

SUBREQUISITOS

ELEMENTOS

RELACIONADOS

REQUISITOS R1.4, R2.5, R2.8.1

Page 151: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 145 -

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INGENIERO INDUSTRIAL

RELACIONADOS

PICTOGRAMA

R1.7.2 La ventana

“Intensidad” [INT]

DESCRIPCION Ventana con unos ejes coordenados. El eje X

tendrá los puntos kilométricos de la

interestación simulada en metros. El eje Y será

el eje de intensidad en Amperios, que será

positiva si el tren consume energía de la

catenaria, y negativa si genera. Desde la

apertura de la ventana se mostrará una gráfica

de color rojo que representará la intensidad

máxima admisible, que como se considerará

que el diseño de los subsistemas del tren está

bien hecho nunca se rebasará, para los

diferentes elementos eléctricos para la

interestación simulada.

TIPO De interfaz

SUBREQUISITOS

ELEMENTOS

RELACIONADOS

REQUISITOS

RELACIONADOS

R2.8.2

PICTOGRAMA

Page 152: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 146 -

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INGENIERO INDUSTRIAL

R1.7.3 La ventana

“Información de estado” [IE]

DESCRIPCION Ventana con un cuadro de texto de solo lectura

donde se mostrará información acerca de las

acciones del usuario sobre la Cabina o los

posibles errores cometidos.

TIPO De interfaz

SUBREQUISITOS

ELEMENTOS

RELACIONADOS

REQUISITOS

RELACIONADOS

PICTOGRAMA

R1.8 Visualización del

trayecto [VTUN]

DESCRIPCION Se tendrá una ventana en la cual aparecerá la

visualización de lo que vería el conductor del

tren sobre el recorrido a través de la luna de la

cabina del tren.

TIPO De interfaz

SUBREQUISITOS R1.8.1 Visualización estática del

recorrido.

R1.8.2 Visualización dinámica del

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- 147 -

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INGENIERO INDUSTRIAL

recorrido.

R1.8.3 Visualización de las

estaciones.

R1.8.4 Visualización de los

diferentes elementos de

señalización.

ELEMENTOS

RELACIONADOS

REQUISITOS

RELACIONADOS

PICTOGRAMA

R1.8.1 Visualización Estática

del Recorrido [VESR]

DESCRIPCION Visualización del vídeo pantalla parado cuando

la velocidad de tren es nula.

TIPO De interfaz

SUBREQUISITOS

ELEMENTOS

RELACIONADOS

REQUISITOS

RELACIONADOS

PICTOGRAMA

Page 154: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 148 -

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INGENIERO INDUSTRIAL

R1.8.2 Visualización Dinámica

del Recorrido [VDIR]

DESCRIPCION Visualización del vídeo por la pantalla en

movimiento cuando la velocidad no es nula.

Deberá el video ir a una velocidad acorde a la

tracción que le estemos dando al tren

TIPO De interfaz

SUBREQUISITOS

ELEMENTOS

RELACIONADOS

REQUISITOS

RELACIONADOS

PICTOGRAMA

R1.8.3 Visualización de las

estaciones [VEST]

DESCRIPCION Visualización del vídeo por la pantalla de las

diferentes estaciones con sus elementos más

representativos. La parada en la estación del

tren se realizará únicamente al final de la

estación.

TIPO De interfaz

SUBREQUISITOS

ELEMENTOS

RELACIONADOS

Page 155: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 149 -

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INGENIERO INDUSTRIAL

REQUISITOS

RELACIONADOS

PICTOGRAMA

R1.8.4 Visualización de los

diferentes elementos de

señalización [VESE]

DESCRIPCION Visualización superpuesto al vídeo pantalla de

los elementos de señalización más

representativos (señales luminosas, señales

informativas,...).

TIPO De interfaz

SUBREQUISITOS R1.8.4.1 Señalización informativa.

R1.8.4.2 Señalización luminosa.

ELEMENTOS

RELACIONADOS

REQUISITOS

RELACIONADOS

PICTOGRAMA

R1.8.4.1 Señalización

Informativa [SINF]

DESCRIPCION Visualización superpuesta al vídeo por la

pantalla de las señales informativas (señales de

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- 150 -

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INGENIERO INDUSTRIAL

velocidad máxima, obras,…) que irán

asociadas a una posición del trayecto Estas

señales aparecerán por pantallas superpuestas

al vídeo

TIPO De interfaz

SUBREQUISITOS R1.8.4.1 Señalización informativa.

R1.8.4.2 Señalización luminosa.

ELEMENTOS

RELACIONADOS

REQUISITOS

RELACIONADOS

PICTOGRAMA

R1.8.4.2 Señalización

Luminosa[SLUM]

DESCRIPCION Visualización por la pantalla de los

dinamismos asignados a las señales luminosas

(elementos cambiables tanto de señales

informativas como de señalización

luminosa,… como por ej. Las luces de estos).

TIPO De interfaz

SUBREQUISITOS

ELEMENTOS

RELACIONADOS

REQUISITOS

Page 157: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 151 -

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INGENIERO INDUSTRIAL

RELACIONADOS

PICTOGRAMA

R1.9 Pantalla de elección de

incidencias/ averías[AVERIA]

DESCRIPCION Pantalla en la que podremos elegir entre una

serie de averías e incidencias para que varíe el

trayecto del tren.

TIPO De interfaz

SUBREQUISITOS R1.10.1 Funcionamiento de Fallo del freno de

servicio

R1.10.2 Funcionamiento de Bloqueo de rueda

R1.10.3 Funcionamiento del Fallo del motor de

tracción.

R1.10.4Funcionamiento de Eje indebidamente

frenado

R1.10.5 Funcionamiento de Alarma de

pasajeros

ELEMENTOS

RELACIONADOS

REQUISITOS

RELACIONADOS

PICTOGRAMA

Page 158: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 152 -

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INGENIERO INDUSTRIAL

R1.9.1 Fallo del freno de

servicio [FALLFRNOSE]

DESCRIPCION No funcionará debidamente el freno de

servicio con lo cual habrá que aplica el freno

de emergencia.

TIPO De interfaz

SUBREQUISITOS

ELEMENTOS

RELACIONADOS

REQUISITOS

RELACIONADOS

R2.10

PICTOGRAMA

R1.9.2 Bloqueo de

rueda[BLOQRUE]

DESCRIPCION Una rueda de un boogie estará frenada o con

cierta presión.

TIPO De interfaz

SUBREQUISITOS

ELEMENTOS

RELACIONADOS

REQUISITOS

RELACIONADOS

R2.10

PICTOGRAMA

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- 153 -

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INGENIERO INDUSTRIAL

R1.9.3 Fallo del motor de

tracción. [FALLMOT]

DESCRIPCION No funciona la tracción del tren correctamente

TIPO De interfaz

SUBREQUISITOS

ELEMENTOS

RELACIONADOS

REQUISITOS

RELACIONADOS

R2.10

PICTOGRAMA

R1.9.4 Eje indebidamente

frenado [EJEMALFRE]

DESCRIPCION Se entiende como eje indebidamente frenado la

existencia de presión en los cilindros sin orden

de freno.

TIPO De interfaz

SUBREQUISITOS

ELEMENTOS

RELACIONADOS

REQUISITOS

RELACIONADOS

R2.10

Page 160: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 154 -

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INGENIERO INDUSTRIAL

PICTOGRAMA

R1.9.5 Alarma de pasajeros

[ALARPASAJ]

DESCRIPCION Alarma que dan los pasajeros que van en los

coches por cualquier motivo.

TIPO De interfaz

SUBREQUISITOS

ELEMENTOS

RELACIONADOS

REQUISITOS

RELACIONADOS

R2.10

PICTOGRAMA

R2 Puesta en marcha del

Simulador [PMAR]

DESCRIPCION El simulador se ejecutará como una aplicación

Windows cualquiera desde cualquiera de los

accesos directos que existen en el escritorio del

usuario y en el menú de programas.

TIPO Funcional

Page 161: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 155 -

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INGENIERO INDUSTRIAL

SUBREQUISITOS R2.1 La pantalla de bienvenida.

R2.2 Funcionalidad de la ventana

principal.

R2.3 Funcionalidad de la interfaz de Elección

del tren y línea.

R2.4 Funcionalidad de la interfaz de

Configuración de las Características del tren.

R2.5 Funcionalidad de la interfaz

Configuración de trayecto

R2.6 Funcionalidad de la interfaz Carga

R2.7 Funcionalidad de la interfaz Cabina

R2.8 Funcionalidad de la interfaz de Averías e

incidencias

ELEMENTOS

RELACIONADOS

REQUISITOS

RELACIONADOS

R1, R5

PICTOGRAMA

R2.1 La Pantalla de

bienvenida [SPLASH]

DESCRIPCION El inicio del programa por parte del usuario

abrirá la pantalla principal y sobre esta una

ventana de bienvenida con datos del simulador

que desaparecerá transcurridos 3 segundos.

TIPO Funcional

Page 162: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 156 -

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INGENIERO INDUSTRIAL

SUBREQUISITOS

ELEMENTOS

RELACIONADOS

REQUISITOS

RELACIONADOS

PICTOGRAMA

R2.2 Funcionalidad de la

ventana principal [FPAD]

DESCRIPCION Consistirá en las diferentes órdenes que se

podrán introducir con las opciones de los

distintos menús.

TIPO Funcional

SUBREQUISITOS R2.2.1 Funcionamiento del menú ―Programa‖

R2.2.2 Funcionamiento del menú ―Recorrido‖

R2.2.3 Funcionamiento del menú ―Ayuda‖

ELEMENTOS

RELACIONADOS

REQUISITOS

RELACIONADOS

R1.1

PICTOGRAMA

Page 163: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 157 -

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INGENIERO INDUSTRIAL

R2.2.1 Funcionamiento del

menú “Programa” [FPROG]

DESCRIPCION Se tendrán 2 opciones: comenzar y Salir. La

opción ―Comenzar‖ provocará el cierre de las

ventanas activas, excepto la principal, y se

situará en el comienzo de la ejecución del

programa, que es cuando nos empezaran a salir

las ventanas de elección del Tren y Línea y

demás.

La opción ―Salir‖ provocará el cierre de las

ventanas activas y el fin de la ejecución del

programa sin guardar nada.

TIPO Funcional

SUBREQUISITOS

ELEMENTOS

RELACIONADOS

REQUISITOS

RELACIONADOS

R1.1.1

PICTOGRAMA

R2.2.2 Funcionamiento del

menú “Recorrido” [FRECRR]

DESCRIPCION Las opciones de este menú únicamente estarán

habilitadas desde la interfaz Cabina. Se

tendrán 2 opciones: ―Simular la interestación

Page 164: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 158 -

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INGENIERO INDUSTRIAL

de nuevo‖ o ―Simular la siguiente

interestación‖. Tras la finalización de una

interestación, y con el tren parado, se puede

pulsar la opción ―Simular la interestación de

nuevo‖, esto provocará el cierre de la interfaz

Cabina, con sus respectivas ventanas, y el

muestreo de la pantalla Carga donde se tendrá

que introducir un nuevo valor para volver a

realizar la simulación del recorrido de la

interestación ya que este valor irá cambiando

en cada interestación debido a las personas que

suben y bajan en cada estación, se pedirá al

comienzo de una nueva interestación. Tras la

finalización de la simulación de una

interestación, y con el tren también parado, se

puede pulsar la opción ―Simular la siguiente

interestación‖, esto provocará de nuevo el

cierre de la interfaz Cabina con sus 3 ventanas

y la posterior muestra la de Carga donde el

usuario debe introducir un nuevo valor para

simular el recorrido de la siguiente

interestación de la línea escogida en la pantalla

Elección de Tren y Línea.

TIPO Funcional

SUBREQUISITOS

ELEMENTOS

RELACIONADOS

REQUISITOS

RELACIONADOS

R1.2, R1.6, R2.3, R2.7

Page 165: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 159 -

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INGENIERO INDUSTRIAL

PICTOGRAMA

R2.2.3 Funcionamiento del

menú “Ayuda” [FHLP]

DESCRIPCION La opción ―Ayuda‖ se mostrará a través de un

archivo en formato pdf con el manual de

usuario de la aplicación. La opción ―Acerca

de‖ mostrará una ventana con los datos más

relevantes del simulador, esta ventana se puede

cerrar pulsando su botón ―Aceptar‖.

TIPO Funcional

SUBREQUISITOS

ELEMENTOS

RELACIONADOS

REQUISITOS

RELACIONADOS

R1.1.3

PICTOGRAMA

R2.3 Funcionalidad de la

interfaz de “Elección del tren

y línea”

[FELECC]

DESCRIPCION Se utilizará esta interfaz para escoger un

Page 166: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 160 -

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INGENIERO INDUSTRIAL

modelo de tren y de línea de la base de datos.

Si se desea simular un nuevo modelo de tren o

línea se debe escribir su nombre en las casillas

que se habiliten para ello. El programa

comprobará que los nombres introducidos son

válidos y no están repetidos. En esa misma

ventana saldrán las características principales

de cada tren como:

-Tara en toneladas.

-Carga máxima en % respecto a la tara.

-Peso de las inercias en % respecto a la tara.

-Longitud en metros.

-Tiempos de respuesta en ms. De los motores

ante un cambio en la orden de marcha de

tracción, de freno, paso de tracción a deriva,

paso de deriva a freno, de tracción a deriva y

de deriva a freno.

-Coeficientes ―a‖, ―b‖ y ―c‖ de la ecuación de

resistencia al avance que estará definida

dentro del código del simulador.

Se tendrá un botón ―Aceptar‖, que estará

deshabilitado hasta que se hayan escogido un

tren y una línea válidos para simular (no se

tendrá ningún tren por defecto). Al pulsarse se

pasará a la siguiente interfaz. Se tendrá un

botón ―Cancelar‖, que cierra la ventana sin

guardar los cambios.

TIPO Funcional

SUBREQUISITOS

Page 167: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 161 -

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INGENIERO INDUSTRIAL

ELEMENTOS

RELACIONADOS

REQUISITOS

RELACIONADOS

R1.2, R5

PICTOGRAMA

R2.4 Funcionalidad de la

interfaz de “Configuración de

las características del tren”

[FCGTR]

DESCRIPCION Se mostrará la lista de datos ya rellena con los

valores de una serie de tren que ya esté en la

base de datos, pudiendo el usuario modificar

aquellos valores que desee, o en blanco si la

serie no existe en la base de datos. Se tendrá un

botón ―Aceptar‖, que estará deshabilitado hasta

que se hayan escogido unos valores válidos

para simular. Al pulsarse se pasará a la

siguiente interfaz.

Se tendrá un botón ―Cancelar‖, que cierra la

ventana sin guardar los cambios.

TIPO Funcional

SUBREQUISITOS R2.4.1 Introducción de las características del

tren.

R2.4.2 Introducción de la característica de

tracción y freno eléctrico.

R2.4.3 Introducción de la característica de

Page 168: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 162 -

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INGENIERO INDUSTRIAL

freno neumático

ELEMENTOS

RELACIONADOS

REQUISITOS

RELACIONADOS

R1.3, R5

PICTOGRAMA

R2.4.1 Introducción de las

características del tren

[TREN]

DESCRIPCION Se tendrá una lista de 8 columnas y 1 fila en las

que se introducirán las diferentes

características del tren:

-Tara en toneladas.

-Carga máxima en % respecto a la

tara.

-Peso de las inercias en % respecto a

la tara.

-Longitud en metros.

-Tiempos de respuesta en milisegundos. De los

motores ante un cambio en la orden de marcha

de tracción, de freno, paso de tracción a deriva,

paso de deriva a freno, de tracción a deriva y

de deriva a freno.

-Coeficientes ―a‖, ―b‖ y ―c‖ de la ecuación de

resistencia al avance que estará definida

Page 169: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 163 -

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INGENIERO INDUSTRIAL

dentro del código del simulador.

Si la serie de tren está dentro de la base de

datos, estas características estarán ya

rellenados.

TIPO De interfaz

SUBREQUISITOS

ELEMENTOS

RELACIONADOS

REQUISITOS

RELACIONADOS

R2.6

PICTOGRAMA

R2.4.2 Introducción de la

característica de tracción y

freno eléctrico

[TRACC]

DESCRIPCION Se introducirá una lista para el manejo de

tracción y freno eléctrico que constarán de 20

celdas dispuestas en 3 columnas. En la 1ª

columna se introducirán las coordenadas de

velocidad en km/h, en la 2ª los valores de

fuerza en llantas en kN y en la 3ª los valores de

intensidad en A. El freno eléctrico tendrá como

función principal la del freno de servicio del

tren, pudiendo devolverse gran cantidad de

energía a la red (esta energía instantánea se

podrá ver gracias al indicador Balance de

Page 170: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 164 -

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INGENIERO INDUSTRIAL

Potencia).

TIPO De interfaz

SUBREQUISITOS

ELEMENTOS

RELACIONADOS

REQUISITOS

RELACIONADOS

R2.8.1, R2.8.2

PICTOGRAMA

R2.4.3 Introducción de la

característica de freno

neumático [NEUM]

DESCRIPCION Se introducirá una lista para el manejo del

freno neumático que constará de 2 columnas y

5 filas que corresponderán a:

-Presión en bar en frenado de emergencia.

-Presión en bar con freno de retención

aplicado.

-Presión en bar con freno totalmente aflojado.

-Presión en bar con escalones de freno

moderable: se introducirán los valores

máximos y mínimos de presión.

El freno neumático tendrá con misión principal

la de freno de emergencia del tren, pudiendo

realizar las funciones de freno de servicio si

ocurre un fallo en el freno eléctrico después de

Page 171: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 165 -

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INGENIERO INDUSTRIAL

un tiempo de retardo determinado.

TIPO De interfaz

SUBREQUISITOS

ELEMENTOS

RELACIONADOS

REQUISITOS

RELACIONADOS

R1.6.9

PICTOGRAMA

R2.5 Funcionalidad de la

interfaz de “Configuración de

trayecto” [FTRY]

DESCRIPCION Se introducirá una lista para la introducción de

los diferentes datos del trayecto que estará

formada por 4 columnas:

-Punto kilométrico en metros.

-Pendiente de la vía en %.

-Radio de curvatura en metros.

-Velocidad máxima permitida en km/h.

Después de introducir estos datos se tendrán 3

opciones: siguiente, aceptar y cancelar. Si se

pulsa el botón ―Siguiente‖ el programa

almacenará lo datos introducidos en las 2 listas

y mostrará otras 2 correspondientes a las 2

siguientes interestaciones. Si se pulsa el botón

Page 172: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 166 -

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INGENIERO INDUSTRIAL

―Aceptar‖ se terminará la introducción de

interestaciones y se pasa a la pantalla Carga. Si

se pulsa el botón ―Cancelar‖ la ventana se

cerrará sin guardar los últimos cambios y el

programa queda a la espera de una nueva

orden.

TIPO Funcional

SUBREQUISITOS

ELEMENTOS

RELACIONADOS

REQUISITOS

RELACIONADOS

R1.4, R1.5, R2.6, R5, R1.7.1

PICTOGRAMA

R2.6 Funcionalidad de la

Interfaz “Carga”[FCRG]

DESCRIPCION Se mostrará un cuadro de texto de la interfaz

en el que se introducirá el valor de carga en %

respecto a la carga máxima que se desea que

lleve el tren. También se deberá introducir la

distancia medida en cantones a la que se

encuentra el siguiente tren. Se tendrá un botón

―Aceptar‖ que no estará habilitado hasta que el

dato introducido en el cuadro de texto sea

correcto. Al pulsarse el botón ―Aceptar‖ se

pasará a la interfaz Cabina (si no se pone

ningún valor se considerará que el tren va

Page 173: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 167 -

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INGENIERO INDUSTRIAL

vacio).

TIPO Funcional

SUBREQUISITOS

ELEMENTOS

RELACIONADOS

REQUISITOS

RELACIONADOS

R1.3, R1.5, R1.6, R2.4.1, R2.7, R5

PICTOGRAMA

R2.7 Funcionalidad de la

“Interfaz de Cabina” [FCAB]

DESCRIPCION Interfaz principal a través de la cual

se simulará la conducción del tren.

TIPO Funcional

SUBREQUISITOS R2.7.1 Funcionamiento del Panel de Puesta en

Servicio.

R2.7.2 Funcionamiento de la Maneta de

Inversión de Marcha.

R2.7.3 Funcionamiento de la Seta de

Emergencia.

R2.7.4 Funcionamiento del Regulador de

Mando.

R2.7.5 Funcionamiento del Selector de Vía.

R2.7.6 Funcionamiento de los Pulsadores de

Puertas.

Page 174: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 168 -

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INGENIERO INDUSTRIAL

R2.7.7 Funcionamiento del Silbato.

R2.7.8 Funcionamiento de la ventana Apertura

de puertas.

R2.7.9 Funcionamiento del Selector del ASFA.

R2.7.10 Funcionamiento de El Arenero.

R2.7.11 Funcionamiento del Pulsador

Reconocimiento ASFA.

R2.7.12 Funcionamiento del Freno de Auxilio.

R2.7.13 Funcionamiento del Manipulador de

freno de servicio.

R2.7.14 Funcionamiento del Valor de

Régimen.

ELEMENTOS

RELACIONADOS

REQUISITOS

RELACIONADOS

R1.6, R5

PICTOGRAMA

R2.7.1 Funcionamiento del

Panel de Puesta en Servicio

[FSERV]

DESCRIPCION Será el encargado de la conexión y

desconexión de los equipos del tren.

TIPO Funcional

SUBREQUISITOS R2.7.1.1 Conexión de los equipos.

Page 175: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 169 -

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INGENIERO INDUSTRIAL

R2.7.1.2 Desconexión de los equipos.

R2.7.1.3 La Seta de Paro de Secuencia.

R2.7.1.4 Funcionamiento Interruptor con llave

para habilitación de la cabina

R2.7.1.5 Funcionamiento Mando del

Pantógrafo

R2.7.1.6 Funcionamiento del Disyuntor

Principal

ELEMENTOS

RELACIONADOS

REQUISITOS

RELACIONADOS

R1.6.1, R5

PICTOGRAMA

R2.7.1.1 Conexión de los

Equipos [CON]

DESCRIPCION Para conectar el tren se deberá actuar

secuencialmente sobre los botones rojos de uno

en uno y de izquierda a derecha sin saltarse

ninguno correspondiente al funcionamiento de:

-Baterías

-Compresor Auxiliar

-Convertidores

-Compresores principales

-Alumbrado

-Aire acondicionado

Page 176: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 170 -

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-Megafonía

-Freno de estacionamiento

Cada vez que pulsemos se pondrá en verde el

botón que indicará que está conectado. Si la

secuencia de conexión es correcta se habilitará

la Maneta de Inversión de Marcha. Si la

secuencia es incorrecta se apagarán

automáticamente de nuevo los botones para

comenzar de nuevo con la puesta en marcha.

TIPO Funcional

SUBREQUISITOS

ELEMENTOS

RELACIONADOS

REQUISITOS

RELACIONADOS

R1.6.2, R1.6.14, R2.7.2

PICTOGRAMA

R2.7.1.2 Desconexión de los

Equipos [DES]

DESCRIPCION Para la desconexión de los equipos del tren

será imprescindible que este se encuentre

parado. Se deberá actuar sobre los botones

verdes de uno en uno y de derecha a izquierda

sin saltarse ninguno. La actuación sobre los

botones provocará el consecuente efecto de

iluminación. Si la secuencia es correcta se

―apagarán‖ tanto los botones de conexión

Page 177: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 171 -

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INGENIERO INDUSTRIAL

(rojos) y los de desconexión (verdes) de dicho

botón. Si la secuencia de desconexión es

incorrecta se ―apagarán‖ de nuevo los botones

verdes correspondientes a la secuencia de

desconexión para comenzar de nuevo con la

secuencia.

TIPO Funcional

SUBREQUISITOS

ELEMENTOS

RELACIONADOS

REQUISITOS

RELACIONADOS

R1.6.14

PICTOGRAMA

R2.7.1.3 La Seta de Paro de

Secuencia [PARO]

DESCRIPCION Se tendrá una Seta de Paro de Secuencia

encargada de interrumpir la secuencia una vez

comenzada la conexión de los equipos. Al

pulsarla los botones de secuencia en curso se

apagarán, pudiéndose comenzar de nuevo con

la secuencia.

TIPO Funcional

SUBREQUISITOS

ELEMENTOS

Page 178: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 172 -

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RELACIONADOS

REQUISITOS

RELACIONADOS

R1.6.1, R1.6.14

PICTOGRAMA

R2.7.1.4 Funcionamiento

Interruptor con llave para

habilitación de la cabina

[LLAVE]

DESCRIPCION Tendremos que conectar esta llave que tendrá

forma de botón en el simulador para poder

habilitar la cabina y así empezar a mover el

tren. Si no está conectada el tren no podrá

ponerse en marcha.

TIPO Funcional

SUBREQUISITOS

ELEMENTOS

RELACIONADOS

REQUISITOS

RELACIONADOS

R1.6.1, R1.6.1.1

PICTOGRAMA

Page 179: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 173 -

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R2.7.1.5 Funcionamiento

Mando del Pantógrafo

[PANT]

DESCRIPCION Es el aparato encargado de captar la corriente

de línea. Tendrá que conectarse para que el

tren funcione y reciba corriente, sino no se

podrá poner en marcha. Será un botón que

cambie de color de rojo a verde.

TIPO Funcional

SUBREQUISITOS

ELEMENTOS

RELACIONADOS

REQUISITOS

RELACIONADOS

R1.6.1, R1.6.1.2

PICTOGRAMA

R2.7.1.6 Funcionamiento del

Disyuntor Principal

[DISYUN]

DESCRIPCION Es un aparato capaz de interrumpir o abrir un

circuito eléctrico cuando la intensidad de la

corriente que por él circula excede de un

determinado valor o, en el que se ha producido

un cortocircuito, con el objetivo de no causar

Page 180: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 174 -

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INGENIERO INDUSTRIAL

daños a los equipos eléctricos. Es un botón que

habrá que activar para poder poner en

funcionamiento el tren. Al pulsarlo cambiará

de rojo a verde.

TIPO Funcional

SUBREQUISITOS

ELEMENTOS

RELACIONADOS

REQUISITOS

RELACIONADOS

R1.6.1, R1.6.1.3

PICTOGRAMA

R2.7.2 Funcionamiento de la

Maneta de Inversión de

Marcha [FRANA]

DESCRIPCION Su funcionamiento consistirá en el

desplazamiento de una maneta, al desplazar su

posición hacia delante o atrás se habilitará el

Regulador de Mando. Si se desplaza hacia

delante se simulará el movimiento de avance

del tren, y hacia atrás el de retroceso,

enclavando los diferentes subsistemas

Page 181: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 175 -

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necesarios para llevar la marcha del tren hacia

delante o atrás. El Inversor tiene las posiciones

posibles: adelante, 0, atrás, sirve para la

selección del sentido de la marcha.

La posición "0" sirve para el cambio entre

marcha hacia delante y marcha atrás; se utiliza

estando la cabeza tractora parada.

TIPO Funcional

SUBREQUISITOS

ELEMENTOS

RELACIONADOS

REQUISITOS

RELACIONADOS

R1.6.4, R1.6.14, R2.7.4.1

PICTOGRAMA

R2.7.3 Funcionamiento de la

Seta de Emergencia [FSETA]

DESCRIPCION Seta para provocar una frenada de urgencia,

que será aplicar el freno de emergencia y dejar

de dar tracción. El disyuntor principal se abre

por hardware y por software, el freno

conjugado se inhabilita y el pantógrafo baja.

Para reponerla habrá que pulsar otra vez en ella

TIPO Funcional

Page 182: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 176 -

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SUBREQUISITOS

ELEMENTOS

RELACIONADOS

REQUISITOS

RELACIONADOS

R1.6.3, R1.6.14, R4

PICTOGRAMA

R2.7.4 Funcionamiento del

Regulador de Mando [FREG]

DESCRIPCION Se regulará el funcionamiento de los

dinamismos asignados a la Palanca del

Regulador y del Dispositivo de Hombre

Muerto.

TIPO Funcional

SUBREQUISITOS R2.7.4.1 Funcionamiento de la palanca del

Regulador.

R2.7.4.2 Funcionamiento del dispositivo de

Hombre Muerto.

ELEMENTOS

RELACIONADOS

REQUISITOS

RELACIONADOS

R1.6.4

PICTOGRAMA

Page 183: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 177 -

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R2.7.4.1 Funcionamiento de la

Palanca del Regulador

[FPREG]

DESCRIPCION El desplazamiento de maneta desde su posición

central hacia delante dará la orden de tracción

al tren, y hacia atrás la orden de frenado. La

posición inferior del Regulador corresponderá

a la aplicación del freno de emergencia del

tren. La velocidad final que adquiera el tren

dependerá de la posición de la maneta ya que

cada posición corresponde a una determinada

curva de tracción del motor eléctrico. Para las

posiciones máximas se seguirán las curvas de

tracción, freno e intensidad introducidas en la

pantalla de Configuración del Tren, para

aceleraciones menores se aplicará una relación

de proporcionalidad directa respecto a las

curvas máximas. Ante los cambios de posición

en la palanca el tren actuará con unos

determinados Tiempos de Retardo

anteriormente introducidos en la ventana

Configuración de las Características del tren.

El regulador de esfuerzo de tracción / freno

eléctrico tiene las siguientes posiciones:

Tmáx.: Máx. esfuerzo de tracción;

continuo (sin escalones).

Tmín. (enclav.): Preparación de marcha;

T=0 kN.

0 (enclav.): T=0 kN.

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- 178 -

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FEmín. (enclav.): Preparación de esfuerzo de

Frenado continuo; T=0 kN.

FEmáx.: Máx. esfuerzo de freno.

TIPO Funcional

SUBREQUISITOS

ELEMENTOS

RELACIONADOS

REQUISITOS

RELACIONADOS

R1.3,R1.6.4.1, R1.6.1.14, R2.4.2,

R2.7.8

PICTOGRAMA

R2.7.4.2 Funcionamiento del

Dispositivo de Hombre

Muerto [FHBM]

DESCRIPCION El funcionamiento de este dispositivo

consistirá en mantener pulsado dicho botón

cada 25 segundos durante la simulación,

aplicándose en caso contrario freno de

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- 179 -

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emergencia del tren.

TIPO Funcional

SUBREQUISITOS

ELEMENTOS

RELACIONADOS

REQUISITOS

RELACIONADOS

R1.6.4.2, R1.6.14, R5

PICTOGRAMA

R2.7.5 Funcionamiento del

Selector de Vía [FVIA]

DESCRIPCION Su funcionamiento consistirá en que para

poder abrir las puertas será necesario

seleccionar el lado de apertura actuando sobre

el selector de Vía. Si el Selector se sitúa en la

posición 1, se iluminará el botón ―Select Izq.‖

de los Pulsadores de Puertas. Sin embargo si el

Selector se sitúa en la posición 2 se iluminará

el botón ―Select Dcha.‖ de los Pulsadores de

Puertas. Con el Selector en posición 0 será

imposible la apertura de las puertas (para

facilidad del proyecto se considerará que no se

pueden abrir a la vez las puertas de los 2

lados).

TIPO Funcional

Page 186: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 180 -

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SUBREQUISITOS

ELEMENTOS

RELACIONADOS

REQUISITOS

RELACIONADOS

R1.6.5, R1.6.6, R1.6.14, R2.7.6

PICTOGRAMA

R2.7.6 Funcionamiento de los

Pulsadores de Puertas [FPRT]

DESCRIPCION Se podrá actuar sobre los Pulsadores de Puertas

solo en el caso de que el tren esté parado y el

regulador de marcha en posición 0. Se deberá

pulsar sobre el botón ―Select Izq.‖ o ―Select

Dcha.‖ Que está iluminado en función de la

posición de Selector de Vía. Esto provocará la

iluminación del botón ―Abrir‖ correspondiente.

Al pulsar el botón ―Abrir‖ iluminado se

indicará la apertura de puertas en la ventana

Información de Estado y se reproducirá el

sonido de apertura. Al pulsar el botón ―Cerrar‖

iluminado se indicará el cierre de puertas en la

ventana Información de Estado y reproducirá el

sonido de cierre de puertas.

TIPO Funcional

SUBREQUISITOS

ELEMENTOS

Page 187: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 181 -

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RELACIONADOS

REQUISITOS

RELACIONADOS

R1.6.2, R1.6.14, R2.7.8

PICTOGRAMA

R2.7.7 Funcionamiento del

Silbato [FSBT]

DESCRIPCION Se reproducirá el sonido del claxon del tren al

pulsar sobre dicho botón, se podrá pulsar

siempre que se esté dentro de la pantalla

cabina. Interruptor basculante para el

accionamiento de la bocina (hacia delante:

tono agudo; hacia atrás: tono más grave).

TIPO Funcional

SUBREQUISITOS

ELEMENTOS

RELACIONADOS

REQUISITOS

RELACIONADOS

R1.6.7

PICTOGRAMA

Page 188: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 182 -

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R2.7.8 Funcionalidad de la

ventana “Apertura de

puertas” [FAPER]

DESCRIPCION Se abrirá esta ventana al pulsar sobre alguno de

los botones de ―Abrir‖ de los Pulsadores de

Puertas siempre que estos estén enclavados

gracias a los selectores de puertas. Se cerrará

esta ventana al pulsar sobre el botón ―Cerrar‖

correspondiente.

TIPO Funcional

SUBREQUISITOS

ELEMENTOS

RELACIONADOS

REQUISITOS

RELACIONADOS

R1.6.13, R2.7.6

PICTOGRAMA

R2.7.9 Funcionamiento del

Selector de ASFA [FASFASE]

DESCRIPCION Su funcionamiento consistirá en poder elegir

que el trayecto sea revisado por el sistema de

seguridad ASFA o no. En caso de que se elija

el ASFA se le irá informando al simulador las

diferentes señales que hay en el recorrido para

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- 183 -

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INGENIERO INDUSTRIAL

que según lo que informen actúe el

maquinista de una manera u otra.

Si no se escoge el ASFA se podrá circular

libremente por el recorrido.

TIPO Funcional

SUBREQUISITOS

ELEMENTOS

RELACIONADOS

REQUISITOS

RELACIONADOS

R1.6.14

PICTOGRAMA

R2.7.10 Funcionamiento de El

“Arenero” [FAREN]

DESCRIPCIÓN Interruptor para la distribución manual de

arena ("arenado"). Mientras que el pulsador se

mantenga accionado, se distribuirá arena

delante del primer eje en el sentido de la

marcha. Al apretar el interruptor se mejorará la

adherencia aumentando el esfuerzo de

rozamiento en los raíles.

TIPO Funcional

SUBREQUISITOS

ELEMENTO RELACIONADO

Page 190: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 184 -

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INGENIERO INDUSTRIAL

REQUISITOS

RELACIONADOS

R1.6.15

PICTOGRAMA

R2.7.11 Funcionamiento de El

“Pulsador de reconocimiento

ASFA” [FRECASFA]

DESCRIPCIÓN Pulsador redondo blanco para el

reconocimiento de las señales ASFA. Habrá

que pulsar este botón cuando nos avise el

sistema ASFA de cualquier señal para que se

sepa que lo hemos visto y se reaccionará

debidamente después según la señal que sea.

TIPO Funcional

SUBREQUISITOS

ELEMENTO RELACIONADO

REQUISITOS

RELACIONADOS

R1.6.16

PICTOGRAMA

R2.7.12Funcionamiento Freno

de Auxilio.

[FFRAUX]

DESCRIPCIÓN Palanca de freno de auxilio sirve para el

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- 185 -

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INGENIERO INDUSTRIAL

accionamiento del freno de auxilio en caso de

fallo del mando electrónico del freno de

servicio. El accionamiento del pulsador

durante la marcha causa un frenado de

emergencia.

TIPO Funcional

SUBREQUISITOS

ELEMENTO RELACIONADO

REQUISITOS

RELACIONADOS

R1.6.17

PICTOGRAMA

R2.7.13 Manipulador de

Freno de Auxilio

[MFRAUX]

DESCRIPCIÓN Manipulador con cuatro posiciones. Según

cada una afectará de una forma al freno:

1.- M: Marcha.

2.-Azul: Solo Freno Eléctrico (ED) en

condiciones normales.

3.-Rojo: Freno ED máximo + complemento

de freno neumático.

4.-FM: Frenada máxima de servicio.

TIPO Funcional

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- 186 -

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INGENIERO INDUSTRIAL

SUBREQUISITOS

ELEMENTO RELACIONADO

REQUISITOS

RELACIONADOS

R1.6.18

PICTOGRAMA

R2.7.14 Funcionamiento Valor

de Régimen

[VREG]

DESCRIPCIÓN Regulador para el ajuste de la velocidad

prefijada. Limita la Velocidad máxima. Según

se estipule la velocidad máxima el treno no

podrá superar esa velocidad aunque se le de

tracción.

TIPO Funcional

SUBREQUISITOS

ELEMENTO RELACIONADO

REQUISITOS

RELACIONADOS

R1.6.19

PICTOGRAMA

Page 193: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 187 -

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R2.8 Funcionalidad de las

ventanas Auxiliares[FAUX]

DESCRIPCION Se mostrará el funcionamiento de las ventanas

auxiliares: Velocidad del tren e Intensidad de

entrada al tren.

TIPO Funcional

SUBREQUISITOS R2.8.1 Funcionamiento de la ventana

Velocidades.

R2.8.2 Funcionamiento de la ventana

Intensidad.

ELEMENTOS

RELACIONADOS

REQUISITOS

RELACIONADOS

PICTOGRAMA

R2.8.1 Funcionamiento de la

ventana “Velocidades”

[FVEL]

DESCRIPCION Durante la simulación, se dibuja superpuesta a

la gráfica de Velocidad Máxima, otra que

representa el movimiento del tren en color azul

según la velocidad introducida por el usuario a

través del Regulador de Mando.

Si la gráfica de velocidad supera a la de

velocidad máxima, se aplica el freno de

Page 194: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 188 -

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INGENIERO INDUSTRIAL

emergencia y se indica en la ventana de

Información de Estado.

TIPO Funcional

SUBREQUISITOS

ELEMENTOS

RELACIONADOS

ASFA

REQUISITOS

RELACIONADOS

R1.3, R1.6.4.1, R1.7.1, R2.4.2, R4, R6

PICTOGRAMA

R2.8.2 Funcionamiento de la

ventana “Intensidad” [FINT]

DESCRIPCION Se dibujará durante la simulación una gráfica

que represente la intensidad consumida (eje

positivo de las Y) o generada (eje negativo de

las Y) por el conjunto de subsistemas del tren

durante el trayecto.

TIPO Funcional

SUBREQUISITOS

ELEMENTOS

RELACIONADOS

REQUISITOS

RELACIONADOS

R1.3, R1.7.2, R2.4.2

PICTOGRAMA

Page 195: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 189 -

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R2.9 Funcionalidad de la

interfaz “averías e

incidencias”

DESCRIPCION Aquí se podrán elegir una serie de averías e

incidencias que surjan en el trayecto para

variar la simulación.

TIPO Funcional

SUBREQUISITOS R2.9.1 Funcionamiento de Fallo del Freno de

Servicio

R2.9.2 Funcionamiento de Bloqueo de Rueda

R2.9.3 Funcionamiento del Fallo del motor de

tracción.

R2.9.4 Funcionamiento de Eje indebidamente

frenado

R2.9.5 Funcionamiento de Alarma de pasajeros

ELEMENTOS

RELACIONADOS

REQUISITOS

RELACIONADOS

R1.10

PICTOGRAMA

R2.9.1 Funcionamiento de

Fallo de freno de servicio

Page 196: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 190 -

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DESCRIPCION Esta avería aparece debido a que se produce un

fallo que evita el correcto frenado. El equipo

de freno provocará la apertura del lazo de

emergencia en la cabeza tractora habilitada.

TIPO Funcional

SUBREQUISITOS

ELEMENTOS

RELACIONADOS

REQUISITOS

RELACIONADOS

R1.10

PICTOGRAMA

R2.9.2 Funcionamiento de

Bloqueo de rueda

DESCRIPCION Si la electrónica de freno detecta el bloqueo de

una rueda o de un eje se abrirá el lazo hasta

que la velocidad sea menor de 3 km/h. Esta

emergencia se diagnostica 10 s después de

detectarse el bloqueo de una rueda, o bien una

diferencia de velocidad anormalmente alta

entre las velocidades medidas en las dos ruedas

de un mismo eje, siendo la velocidad mayor

que 50 km/h. Una vez detectada, produce la

apertura del lazo de seguridad de emergencias,

produciendo un frenado conjugado máximo..

TIPO Funcional

Page 197: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 191 -

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INGENIERO INDUSTRIAL

SUBREQUISITOS

ELEMENTOS

RELACIONADOS

REQUISITOS

RELACIONADOS

R1.10

PICTOGRAMA

R2.9.3 Funcionamiento del

Fallo del motor de tracción

DESCRIPCION Cuando se aplica este fallo la maneta de

tracción no funcionara correctamente porque

aunque aceleremos el tren no aportará tracción

y irá en deriva hasta que se aplique el freno de

emergencia.

TIPO Funcional

SUBREQUISITOS

ELEMENTOS

RELACIONADOS

REQUISITOS

RELACIONADOS

R1.10

PICTOGRAMA

R2.9.4Funcionamiento de Eje

Page 198: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 192 -

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indebidamente frenado

DESCRIPCION Esta emergencia se diagnostica en caso de que,

debiendo estar aflojado el freno, se esté

aplicando freno en algún eje. Se abre el lazo

de seguridad de emergencias, produciendo un

frenado conjugado máximo.

TIPO Funcional

SUBREQUISITOS

ELEMENTOS

RELACIONADOS

REQUISITOS

RELACIONADOS

R1.10

PICTOGRAMA

R2.9.5Funcionamiento de

Alarma de pasajeros

DESCRIPCION Esta emergencia se diagnostica en caso de que

se accione un aparato de alarma. Una vez

detectada, produce la apertura del lazo de

seguridad de emergencias, produciendo un

frenado conjugado máximo.

TIPO Funcional

SUBREQUISITOS

ELEMENTOS

RELACIONADOS

Page 199: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 193 -

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INGENIERO INDUSTRIAL

REQUISITOS

RELACIONADOS

R1.10

PICTOGRAMA

R3 Resultados [RES]

DESCRIPCION Se mostrará un cuadro de diálogo preguntando

si se desea generar un archivo de resultados

tras finalizar la simulación y ordenar el cierre

del programa, aceptando el cuadro de diálogo

se generará el archivo correspondiente

TIPO Operativo

SUBREQUISITOS

ELEMENTOS

RELACIONADOS

REQUISITOS

RELACIONADOS

PICTOGRAMA

R4 Funcionamiento del Freno

Neumático [FRNEU]

DESCRIPCION El funcionamiento del freno neumática

Page 200: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 194 -

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consiste en: el freno de emergencia y en el

freno de servicio cuando la velocidad de tren

está por debajo de 10km/h o el freno haya

sufrido alguna avería. Al accionarse el Freno

de Emergencia (que podrá ser debido a

funcionamiento de la seta de emergencia, no

pulsar el dispositivo de hombre muerto, una

velocidad superior a la máxima del ASFA y la

posición a del final del Regulador de marcha)

el tren se detendrá hasta velocidad nula con la

deceleración máxima fijada debido a la

actuación del freno neumático de emergencia.

Para reanudar la marcha será necesario volver

a realizar la ―Secuencia de Conexión‖ de los

equipos.

TIPO Operativo

SUBREQUISITOS

ELEMENTOS

RELACIONADOS

ASFA

REQUISITOS

RELACIONADOS

R1.2, R1.6.14, R2.2.2, R6.

PICTOGRAMA

R5 Orden de aparición de

interfaces [ORDEN]

DESCRIPCION La secuencia de aparición de interfaces

corresponderá con la siguiente:

Page 201: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 195 -

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-Pantalla de Bienvenida. (Pantalla que durara

un breve tiempo de unos 4 segundos y luego

pasará a la siguiente interfaz)

-Pantalla principal Padre. (Aquí tenemos que

dar a comenzar en el menú Programa para

pasar a la siguiente interfaz, si le damos a salir

se cerrara el programa)

-Pantalla Elección del Tren y Línea.(Tenemos

que dar a continuar para pasar a la siguiente

interfaz o a cancelar para volver a la anterior)

-Pantalla Configuración de las características

del Tren .(Tenemos que dar a continuar para

pasar a la siguiente interfaz o a cancelar para

volver a la anterior)

-Pantalla Configuración del Trayecto

(Tenemos que dar a continuar para pasar a la

siguiente interfaz o a cancelar para volver a la

anterior)

-Pantalla Carga .(Tenemos que dar a continuar

para pasar a la siguiente interfaz o a cancelar

para volver a la anterior)

-Pantalla Cabina(Esta interfaz es la ultima que

saldrá para poder iniciar la simulación, si

Page 202: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 196 -

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queremos podemos cambiar de interestación en

el menú Recorrido o salir en el menú de

Programa )

TIPO Funcional

SUBREQUISITOS

ELEMENTOS

RELACIONADOS

REQUISITOS

RELACIONADOS

R1, R2

PICTOGRAMA

R6 Sistema de Protección

ASFA [ASFA]

DESCRIPCION Informa al maquinista del aspecto que

presentan las señales. Esta información se

realiza solamente en determinados puntos de la

vía: al pie de cada señal (baliza de señal) y a

unos 300 m. antes de la misma (baliza previa).

Hay varios tipos de señales:

Si la indicación presentada por la señal

es la de vía libre, aspecto verde, el

sistema sólo informa y no exige

ninguna actuación del maquinista.

Page 203: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 197 -

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Si la indicación de la señal es la

correspondiente al anuncio de parada o

anuncio de precaución, aspecto amarilla

o verde amarillo, el sistema, además de

informar, exige que el maquinista se dé

por enterado, actuando sobre un

pulsador instalado a tal fin; en caso de

no hacerlo dentro de un tiempo

establecido, el equipo produce el

frenado automático de emergencia.

Si la indicación presentada por la señal

es la de parada o señal en rojo, en el

punto de transmisión situado 300 m.

antes de la señal, se comprueba si la

velocidad del vehículo es igual o

inferior a una preestablecida en función

del tipo de tren, introducido por el

maquinista al inicio de su marcha. Si la

velocidad es superior se produce el

frenado automático de emergencia. Si

se rebasa la señal, el sistema produce

también el frenado automático de

emergencia.

TIPO Funcional

SUBREQUISITOS R6.1 Tratamiento de los datos por parte del

sistema ASFA

Page 204: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 198 -

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R6.2 Control del freno de emergencia mediante

el sistema ASFA

ELEMENTOS

RELACIONADOS

ASFA

REQUISITOS

RELACIONADOS

PICTOGRAMA

R6.1 Tratamiento de los datos

por parte del sistema ASFA

[ASFATA]

DESCRIPCION Las balizas están colocadas a 300 metros de la

señal informativa, que estas a su vez están

situadas a 1500m entre ellas. Luego hay otra

baliza a 20m de cada señal luminosa. Se le irá

informando al maquinista cuando pase las

balizas para que actúe de una manera u otra

dependiendo de las señales.

TIPO Funcional

SUBREQUISITOS

ELEMENTOS

RELACIONADOS

ASFA

REQUISITOS

Page 205: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 199 -

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INGENIERO INDUSTRIAL

RELACIONADOS

PICTOGRAMA

R6.2 Control del freno de

emergencia mediante el

sistema ASFA [ASFAFE]

DESCRIPCION Se accionará el freno de emergencia del tren

justo en momento en el cual no se cumplan las

condiciones ya citadas dependiendo de cada

señal.

TIPO Funcional

SUBREQUISITOS

ELEMENTOS

RELACIONADOS

ASFA

REQUISITOS

RELACIONADOS

R4

PICTOGRAMA

R7 Utilización del Visual

Studio 2008 [VS08]

Page 206: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 200 -

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DESCRIPCION Se utilizará el programa Visual Studio como

herramienta de software principal para el

desarrollo del proyecto debido a sus múltiples

interacciones con otras herramientas de

Microsoft.

TIPO Software

SUBREQUISITOS

ELEMENTOS

RELACIONADOS

REQUISITOS

RELACIONADOS

PICTOGRAMA

R8 Programación con Visual

Basic[VB]

DESCRIPCION Se programará con Visual Basic la parte del

proyecto correspondiente a los diferentes

botones y pantallas del simulador.

TIPO Software

SUBREQUISITOS

ELEMENTOS

RELACIONADOS

REQUISITOS

RELACIONADOS

PICTOGRAMA

Page 207: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 201 -

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R9 Utilización del Excel 07

[EXCEL]

DESCRIPCION Se utilizará el programa Excel 2007, que se

encuentra dentro del paquete Office 07, para la

realización de las tablas de características del

tren y de la vía, como de las tablas de

resultados de la simulación

TIPO Software

SUBREQUISITOS

ELEMENTOS

RELACIONADOS

REQUISITOS

RELACIONADOS

PICTOGRAMA

R10 Utilización del Access 07

[ACCESS]

DESCRIPCION Se utilizará el programa Access 07, que se

encuentra dentro del paquete Office 07, para

guardar los diferentes datos de los resultados

de la simulación

TIPO Software

SUBREQUISITOS

Page 208: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 202 -

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ELEMENTOS

RELACIONADOS

REQUISITOS

RELACIONADOS

PICTOGRAMA

R11 Utilización del Word 07

[WORD]

DESCRIPCION Se utilizará el programa Word 07 para la

realización de la correspondiente memoria

descriptiva del proyecto y de los

correspondientes requisitos siguiendo las

especificaciones de la universidad Pontificia de

Comillas para los proyectos.

TIPO Software

SUBREQUISITOS

ELEMENTOS

RELACIONADOS

REQUISITOS

RELACIONADOS

PICTOGRAMA

R12 Utilización del Movie

Maker [MOMA]

Page 209: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 203 -

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DESCRIPCION Se utilizará el programa Movie Maker, que se

encuentra dentro del paquete Windows, para la

modelización de los videos del proyecto.

TIPO Software

SUBREQUISITOS

ELEMENTOS

RELACIONADOS

REQUISITOS

RELACIONADOS

PICTOGRAMA

R13 Utilización del Adobe

Acrobat [ACROBA]

DESCRIPCION Se utilizará el programa Adobe Acrobat para el

cambio de formato de la memoria descriptiva a

formato pdf para su entrega al coordinador de

proyectos.

TIPO Software

SUBREQUISITOS

ELEMENTOS

RELACIONADOS

REQUISITOS

RELACIONADOS

PICTOGRAMA

Page 210: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 204 -

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R14 Utilización de un PC

gama media [PC]

DESCRIPCION Se utilizará un PC Intel Core Duo para la

realización del proyecto.

TIPO Hardware

SUBREQUISITOS

ELEMENTOS

RELACIONADOS

REQUISITOS

RELACIONADOS

PICTOGRAMA

3.3 DIAGRAMA DE CLASES

En el siguiente apartado se mostrara el diagrama de clases del proyecto.

Un diagrama de clases es un tipo de diagrama estático que describe la estructura

de un sistema mostrando sus clases, atributos y las relaciones entre ellos.

Page 211: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 205 -

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Page 212: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 206 -

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Figura 54: Diagrama de clases

3.4 DIAGRAMA DE NAVEGACIÓN.

En el siguiente diagrama de navegación se puede ver como se puede

cambiar de una pantalla a otra del proyecto.

Page 213: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 207 -

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Figura 55: Diagrama de navegación

Page 214: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 208 -

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3.5 MODELO DE LA BASE DE DATOS.

El proyecto está diseñado para poder simular todo tipo de modelos de

trenes de Alta Velocidad, como también cualquier recorrido pudiendo variarse

todos los valores del modelo del tren como del recorrido. Inicialmente se ha

introducido 2 trenes de Alta Velocidad y con 3 trayectos diferentes para que el

usuario escoja con cuáles desea realizar la simulación. También se da la opción de

poder introducir nuevos trenes y trayectos introduciendo sus datos respectivos.

Para ello se ha hecho una tabla de Access puesto que su conexión con el

Microsoft Visual Studio .NET a través de ADO.NET utilizado para el desarrollo

del simulador, es sencilla.

3.5.1 MODELO ENTIDAD - RELACIÓN.

En la siguiente figura se muestra el modelo entidad –relación del proyecto

para poder expresar entidades relevantes para un sistema de información así como

sus interrelaciones y propiedades.

Page 215: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 209 -

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Figura 56: Modelo entidad-relación

3.5.2 RELACIONES.

En este apartado se muestran las relaciones que tiene la base de datos de

Access entre las diferentes tablas.

Page 216: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 210 -

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Figura 57: Relaciones

3.5.3 TABLAS.

A continuación se muestra la información que contiene cada tabla de la

base de datos: Tren, Trayecto/Freno, Tren/Línea, Trayecto y Presión del Freno

Neumático.

Page 217: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 211 -

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3.5.3.1 Tren

Tabla 6: Tabla tren

3.5.3.2 Tracción freno.

Page 218: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 212 -

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Tabla 7: Tabla tracción freno

3.5.3.3 Tren / Línea.

Tabla 8:tabla tren-línea

Page 219: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 213 -

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3.5.3.4 Trayecto.

Tabla 9: trayecto

Page 220: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 214 -

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3.5.3.5 Presión del freno neumático.

Tabla 10: Presión freno neumático

3.5.4 ESQUEMA DE LA BASE DE DATOS.

El Esquema de una Base de datos describe la estructura de una Base de

datos, en un lenguaje formal soportado por un Sistema administrador de Base de

datos (DBMS). En este esquema se muestra el conjunto de datos de cada tabla,

con la clave o claves más importantes de cada tabla subrayadas para mostrar al

lector de esta memoria los datos más importantes.

Tren (Serie, Tara, CargaMax, PesoInercias, Longitud, tTracTrac,

tTracDeriva, tTracFreno, tFrenoFreno, tDerivaFreno, A, B, C)

Page 221: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

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TraccionFreno (Serie, Velocidad, FuerzaTraccion, IntensidadAbs,

FuerzaFreno, IntensidadGen,)

TrenLinea (Serie, Línea)

Presión (Serie, Frenado, Presión,)

Trayecto (Linea, PuntoKm, Interestacion, Pendiente, Curva, Vmax)

3.6 DINÁMICA DEL SIMULADOR.

Centrándonos en la interfaz de cabina, en la que se representa el pupitre de

mando de un tren de tracción eléctrica, se pretende que el simulador, responda en

tiempo real a las órdenes introducidas por el usuario. Éstas pueden ser:

Órdenes de conexión y desconexión de los equipos mediante el Panel de

Puesta en Servicio.

Órdenes de marcha introducidas mediante la Maneta de Inversión de

Marcha y el Regulador de Mando.

Órdenes de freno a partir del Regulador de Mando y la Seta de

Emergencia.

Órdenes de apertura y cierre de puertas.

Órdenes de uso de valor de régimen y maneta de freno.

Órdenes de uso del dispositivo Hombre Muerto.

Órdenes de uso del freno de emergencia.

Para cada cambio de velocidad el simulador calculará un nuevo punto. Cada

uno de ellos se caracterizará por la fuerza de tracción o freno, la velocidad, la

distancia recorrida y el tiempo.

Page 222: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 216 -

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3.6.1 TRACCIÓN.

En este apartado se van a mostrar las formulas que se han implementado

en el proyecto para la simulación.

El movimiento de un tren responde a la ecuación general:

Ecuación 18

Donde:

-F motor es la fuerza que ejerce el motor en función de la velocidad del tren

-F gradiente es la fuerza debida a las curvas y a la fuerza de atracción que genera

la gravedad, la cual favorece el movimiento en rampas de bajada y se opone a este

en rampas de subida.

-F resistente es la fuerza que proviene de la resistencia aerodinámica, dependiendo

de la velocidad.

La energía empleada se divide en dos términos que mostramos a continuación:

1. Energía empleada en la traslación del tren:

Ecuación 19

2. Energía empleada en las masas rotativas:

Ecuación 20

Page 223: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 217 -

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Con lo que la energía total empleada es la suma de las dos y queda:

Ecuación 21

Haciendo las siguientes simplificaciones:

Ecuación 22

Ecuación 23

La energía total queda:

Ecuación 24

Page 224: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 218 -

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Este dato de la masa de las inercias, se le proporcionará al programa en

porcentaje respecto a la masa en vacío del tren, por tanto, en la ecuación dinámica

del tren, la masa M consta de varios términos:

Ecuación 25

Donde:

- Mvacío : Es la tara de la unidad de tren

- K: Masa de las inercias en porcentaje respecto a la masa en vacío. Tiene en

cuenta la energía del motor empleada en el movimiento de las masas rotativas del

tren, como son la reductora, masa del rotor del motor, rueda, etc.

- Mviajeros : Masa de los viajeros en el tren.

Por tanto sustituyendo todo en la ecuación inicial obtenemos:

Ecuación 26

Se supone que el valor máximo de fuerza se consigue para una consigna de

aceleración del 100%, es decir, con el Regulador de Mando al máximo. De igual

manera la curva característica de intensidad, en función de la velocidad del tren es

un dato introducido en la pantalla de Configuración de las características del Tren

o extraído de la base de datos.

Page 225: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 219 -

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Se supone también el valor máximo de intensidad para una consigna de

aceleración del 100%, en caso de introducir una consigna menor, se simplifica

reduciendo el valor de la intensidad en la misma proporción que la aceleración.

Tras la introducción de las características del tren y línea, en las pantallas

correspondientes, el simulador dispone de los vectores de datos de la siguiente

tabla, además de otros valores como la tara del tren, la carga deseada o el peso de

las inercias.

Tabla 11: Vectores X,Y

Según la velocidad que lleve el tren para cada iteración, y el incremento de

espacio recorrido que se le dé, la siguiente iteración se hará en un tiempo

equivalente al que el tren tardaría en recorrer dicho espacio a la velocidad de

movimiento que tiene.

El proceso iterativo para calcular la velocidad se muestra en la siguiente

figura:

Page 226: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 220 -

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Figura 58: Calculo Velocidad Tracción

Page 227: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 221 -

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3.6.2 FRENO.

Al aplicar freno en vez de tracción el proceso es similar al de tracción.El

tren deberá hacer frente a la demanda de freno que le solicite el conductor y para

ello utilizará, siempre que sea posible el freno eléctrico. Cuando éste sea

insuficiente, entrará también en funcionamiento el freno neumático. Por ello a la

hora de simular, no es necesario conocer qué parte de la fuerza de frenado

corresponde a cada tipo de freno.

La fuerza de frenado dependerá de la consigna de freno introducida por el

usuario a través del Regulador de Mando según la fórmula:

Ecuación 27

Donde:

-d: valor diferente para cada grado de freno.

Page 228: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 222 -

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Figura 59: Calculo velocidad Freno

Page 229: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 223 -

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3.7 LA LÓGICA DEL SIMULADOR

La lógica de este simulador establece cuáles son sus acciones y en qué

orden se deben ejecutar.

Dentro del simulador existen muchas funciones de lógica como por ejemplo:

- Secuencia de conexión/desconexión de equipos del tren

- Habilitación de los elementos al iniciar el simulador

- Inhabilitación de los elementos al terminar la simulación

- Comprobación que no ha superado las velocidades máximas dadas por el ASFA

- Pulsador del hombre muerto

- Solicitud de apertura de puertas

- Consecuencias de averías e incidencias

Page 230: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 224 -

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Capítulo 4 PRUEBAS Y RESULTADOS

En este capítulo se evalúa los resultados de los requisitos previos y su

validez. También se añaden observaciones de estos resultados.

4.1 RESULTADOS

En la fase de análisis de necesidades se establecieron los requisitos a

cumplir como se ve en el Capítulo 3. Ahora después de haber finalizado el

simulador se evalúa en qué grado se han cumplido.

La validez de los requisitos la estudiaremos mediante una matriz de

trazabilidad en la que se compara lo que se quería hacer con lo que se ha logrado.

4.1.1 MATRIZ DE TRAZABILIDAD.

La validez de los requisitos la estudiaremos mediante una matriz de

trazabilidad en la que se compara lo que se quería hacer con lo que se ha logrado.

Aquellos requisitos que tras las pruebas funcionan correctamente de

acuerdo a lo especificado, se indican con ―Finalizado‖ en su estado. También se

indican los que no se han completado referenciando a comentarios posteriores

acerca de las causas de su no consecución.

Page 231: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 225 -

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REQUISITO DEFINICIÓN ESTADO OBSERVACIONES

R1 Interfaces del

simulador

Finalizado

R1.1 Pantalla

principal o

Padre

Finalizado

R1.1.1 Menú Programa Finalizado

R1.1.2 Menú

Recorrido

Finalizado

R1.1.3 Menú Ayuda Finalizado

R1.2 Pantalla

elección de tren

y línea

Finalizado

R1.3 Pantalla de las

configuraciones

del tren

Finalizado

R1.4 Pantalla de

configuración

del trayecto

Finalizado

R1.5 Pantalla de

carga

Finalizado

R1.6 Pantalla de Finalizado

Page 232: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 226 -

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cabina

R1.6.1 Panel de puesta

en servicio

Finalizado

R1.6.1.1 Interruptor con

llave de

habilitación de

la cabina

Finalizado

R1.6.1.2 Mando de

pantógrafo

Finalizado

R1.6.1.3 Mando del

disyuntor

principal

Finalizado

R1.6.2 La maneta de

inversión de

marcha

Finalizado

R1.6.3 La seta de

emergencia

Finalizado

R1.6.4 El regulador de

mando

Finalizado

R1.6.4.1 Palanca del

regulador

Finalizado

R1.6.4.2 Dispositivo de

hombre muerto

Finalizado

Page 233: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 227 -

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R1.6.5 Selector de vía Finalizado

R1.6.6 Los pulsadores

de puertas

Finalizado

R1.6.7 El silbato Finalizado

R1.6.8 El velocímetro Finalizado Muestra valores

múltiplos de 5km/h

R1.6.9 El manómetro Finalizado

R1.6.10 El indicador de

consumo

Finalizado

R1.6.11 El reloj Finalizado

R1.6.12 Pulsadores

adicionales

Finalizado

R1.6.13 La ventana

apertura de

puertas

Finalizado

R1.6.14 El indicador de

balance de

potencia

Finalizado

R1.6.15 El arenero Pendiente No se ha

implementado en

este proyecto (ver A)

Page 234: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 228 -

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R1.6.16 Pulsador de

reconocimiento

ASFA

Finalizado

R1.6.17 Freno de auxilio Pendiente No se ha

implementado en

este proyecto (ver B)

R1.6.18 Manipulador de

freno

Finalizado

R1.6.19 Maneta de valor

de régimen

Finalizado

R1.6.20 Ventana de

incidencias

Finalizado

R1.7 Ventanas

auxiliares

Finalizado

R1.7.1 La ventana de

velocidades

Finalizado

R1.7.2 La ventana de

intensidad

Finalizado

R1.7.3 La ventana de

información

Finalizado

R1.8 Visualización

del recorrido

Parcialmente

Finalizado

R1.8.1 Visualización Finalizado

Page 235: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 229 -

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del recorrido

estática

R1.8.2 Visualización

del recorrido

dinámica

Pendiente No se ha podido

variar la velocidad

del video en

proporción a la

velocidad del tren

(ver C)

R1.8.3 Visualización

de las

estaciones

Pendiente No se ha podido

implementar en este

proyecto.

R1.8.4 Visualización

de los diferentes

elementos de

señalización

Finalizado

R1.8.4.1 Señalización

señales

informativas.

Finalizado

R1.8.4.2 Señalización

señales

luminosas.

Finalizado

R1.9 Pantalla de

elección de

averías e

Finalizado Los distintos tipos de

averías se han

incluido en el menú

Page 236: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 230 -

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incidencias de la ventana

principal (ver D)

R1.9.1 Funcionamiento

de fallo del

freno de

servicio

Finalizado

R1.9.2 Funcionamiento

de bloqueo de

rueda

Finalizado

R1.9.3 Funcionamiento

del fallo del

motor de

tracción

Finalizado

R1.9.4 Funcionamiento

de eje

indebidamente

frenado

Finalizado

R1.9.5 Funcionamiento

de alarma de

pasajeros

Finalizado

R2 Puesta en

marcha del

simulador

Finalizado

R2.1 La pantalla de Finalizado

Page 237: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 231 -

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bienvenida

R2.2 Funcionalidad

de la ventana

principal

Finalizado

R2.2.1 Funcionalidad

del menú

programa

Finalizado

R2.2.2 Funcionalidad

del menú

recorrido

Finalizado La opción de

"Simular la siguiente

interestación" nunca

se habilita

R2.2.3 Funcionamiento

del menú ayuda

Finalizado

R2.3 Funcionalidad

de la interfaz de

elección del

tren y línea

Finalizado

R2.4 Funcionalidad

de la interfaz de

configuración

de las

características

del tren

Finalizado

R2.4.1 Introducción de Finalizado

Page 238: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 232 -

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las

características

del tren

R2.4.2 Introducción de

la característica

de tracción y

freno eléctrico

Finalizado

R2.4.3 Introducción de

la característica

de freno

neumático

Finalizado

R2.5 Funcionalidad

de la interfaz

configuración

de trayecto

Finalizado

R2.6 Funcionalidad

de la interfaz

carga

Finalizado

R2.7 Funcionalidad

de la interfaz

cabina

Finalizado

R2.7.1 Funcionamiento

del panel de

puesta en

Finalizado

Page 239: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 233 -

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servicio

R2.7.1.1 Conexión de los

equipos

Finalizado

R2.7.1.2 Desconexión de

los equipos

Finalizado

R2.7.1.3 La Seta de Paro

de Secuencia

Finalizado

R2.7.2 Funcionamiento

de la maneta de

inversión de

marcha

Finalizado

R2.7.3 Funcionamiento

de la seta de

emergencia

Finalizado

R2.7.4 Funcionamiento

del regulador de

mando

Finalizado

R2.7.4.1 Funcionamiento

de la palanca

del regulador

Finalizado

R2.7.4.2 Funcionamiento

del hombre

muerto

Finalizado

Page 240: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 234 -

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R2.7.5 Funcionamiento

del selector de

vía

Finalizado

R2.7.6 Funcionamiento

de los

Pulsadores de

Puertas

Finalizado

R2.7.7 Funcionamiento

del Silbato

Finalizado

R2.7.8 Funcionamiento

de la ventana

Apertura de

puertas

Finalizado

R2.7.9 Funcionamiento

del Selector del

ASFA

Pendiente Se ha hecho la

simulación sin dar

opción a hacerla sin

supervisión ASFA

R2.7.10 Funcionamiento

de El Arenero

Pendiente No se ha podido

implementar en este

proyecto ver(A)

R2.7.11 Funcionamiento

del Pulsador

Reconocimiento

ASFA

Finalizado

Page 241: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 235 -

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R2.7.12 Funcionamiento

del Freno de

Auxilio

Pendiente No se ha podido

implementar en este

proyecto.

R2.7.13 Funcionamiento

del

Manipulador de

freno de

servicio

Finalizado

R2.7.14 Funcionamiento

del Valor de

Régimen

Finalizado

R2.8 Funcionalidad

de las Ventanas

Auxiliares

Finalizado

R2.8.1 Funcionamiento

de la ventana

Velocidades

Finalizado

R2.8.2 Funcionamiento

de la ventana

Intensidad

Finalizado

R2.9 Funcionalidad

de Averías e

incidencias

Finalizado

Page 242: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 236 -

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R2.9.1 Funcionamiento

de Fallo del

Freno de

Servicio

Finalizado

R2.9.2 Funcionamiento

de Bloqueo de

Rueda

Finalizado

R2.9.3 Funcionamiento

del Fallo del

motor de

tracción

Finalizado

R2.9.4 Funcionamiento

de Eje

indebidamente

frenado

Finalizado

R2.9.5 Funcionamiento

de Alarma de

pasajeros

Finalizado

R3 Resultados Finalizado

R4 Funcionamiento

del freno

neumático

Finalizado

Page 243: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 237 -

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R5 Orden de

aparición de

Interfaces

Finalizado

R6 Sistema de

Protección

ASFA

Finalizado

R6.1 Tratamiento de

los datos por

parte del

sistema ASFA

Finalizado

R6.2 Control del

freno de

emergencia

mediante el

sistema ASFA

Finalizado

R7 Utilización del

Visual Studio

2008

Finalizado

R8 Programación

con Visual

Basic

Finalizado

R9 Utilización del

Excel 07

Finalizado

Page 244: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 238 -

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R10 Utilización del

Access 07

Finalizado

R11 Utilización de

Word 07

Finalizado

R12 Utilización del

Movie Maker.

Finalizado

R13 Utilización del

Adobe Acrobat

Finalizado

R14 Utilización de

un PC gama

media

Finalizado

A. No ha habido tiempo suficiente para la realización y programación del

dispositivo del arenero debido a su complejidad para la simulación.

B. No ha habido tiempo suficiente para la realización y programación del

freno de auxilio por lo que queda pendiente.

C. No se ha podido variar el video del recorrido por programación debido a

que por programación es muy complejo variar el código de un programa

que no tiene a priori esa opción.

D. La pantalla de elección se ha sustituido en el menú de la ventana principal

ya que la simulación tiene un código de gran tamaño y la simulación se

ralentiza, y de este modo se consigue llegar más rápido a la elección de las

averías.

Page 245: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 239 -

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4.2 RESULTADO DEL SIMULADOR

En este apartado se mostrará el resultado del proyecto de simulación

mediante imágenes del programa las cuales se irán explicando. El programa se

divide en una serie de pantallas que tienen un orden que se muestra a

continuación.

4.2.1 PANTALLA ELECCIÓN DE TREN Y LÍNEA

En primer lugar, se le pide al usuario que escoja un tren o una línea de

recorrido de la base de datos, dándole la opción de configurar ambas a su elección

(ver Manual de Usuario).

Figura 60: Elección de tren

Page 246: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 240 -

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Para configurar los datos de un nuevo tren habrá que modificar aquellos

que difieran de los que pertenecen a una serie estándar.

Figura 61: Configuración características de un tren

Para configurar el perfil de vía, se mostrará otra pantalla donde el proceso

a seguir es similar al anterior.

Page 247: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 241 -

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Figura 62: Configuración de una línea

El último dato necesario es el de la carga que debe remolcar el tren y el

número de cantones a los que se encuentra el tren posterior.

Page 248: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 242 -

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Figura 63: Configuración de cantones y carga

Tras la introducción de datos se llega a la interfaz de cabina del simulado.

En ella se podrá interactuar con los mandos habilitados (ver Manual de Usuario).

Durante la simulación, se dibujan las gráficas de marcha e intensidad, se

muestra información en la venta de ―Información de Estado‖, se calcula el tiempo

y el consumo, y tanto el velocímetro como el manómetro cambian sus

indicaciones.

Page 249: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 243 -

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Figura 64: Simulador en funcionamiento

Por último, tras la simulación, se puede obtener un archivo Excel que

contiene la tabla de resultados.

Page 250: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 244 -

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Figura 65: Hoja de resultados

También se obtiene una gráfica en Excel de las velocidades que ha llevado el tren.

Page 251: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 245 -

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Figura 66: Grafica velocidades Excel

Y también la gráfica con la intensidad absorbida/generada.

Page 252: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 246 -

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Figura 67: Gráfico intensidad Excel

Page 253: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 247 -

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Capítulo 5 CONCLUSIONES Y FUTUROS

DESARROLLOS

Debido al gran auge que está teniendo la Alta Velocidad en España y al

crecimiento de las infraestructuras para la circulación de estos trenes se necesitan

herramientas capaces de mejorar la seguridad y formar nuevos empleados del

sector ferroviario. Esto es lo que ha motivado a la realización de este proyecto

para que en un futuro sea una herramienta útil para futuros empleados.

No se pretende comparar el simulador con los grandes simuladores que

hay en el mercado de los videojuegos ni con los simuladores de entrenamiento

que reproducen la cabina real, capaces de simular fielmente la realidad, pero si

trata de que pueda ser usado por ambos tipos de usuario.

Después de 12 meses de trabajo hoy se puede decir que se han obtenido los

resultados que se pretendía al principio cuando se fijaban los objetivos. Con el

Simulador de Trenes de Alta Velocidad el usuario puede ya:

1. Familiarizarse con la cabina del tren y de sus distintos elementos y

dispositivos.

2. Conocer el funcionamiento de un tren de Alta Velocidad de tracción

eléctrica y experimentar su conducción

3. Probar el comportamiento de distintos trenes en distintos perfiles de vía

4. Experimentar el funcionamiento del sistema de ayuda a la conducción

ASFA

5. Analizar los distintos resultados obtenidos de las diferentes simulaciones

Page 254: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

- 248 -

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Se ha intentado reproducir fielmente el funcionamiento de una unidad Alta

Velocidad, siendo el proceso de puesta en marcha y conducción programado el

―manual + ASFA‖; ya que un objetivo principal es que el usuario pudiera

experimentar la conducción de un tren no se ha visto la utilidad de reproducir la

conducción en modo automático, que sin embargo puede tener su interés en

desarrollos futuros.

La metodología que se ha seguido al principio fue la de estudiar el

funcionamiento del tren de tracción eléctrica y sobre todo en el análisis y

especificación de requisitos, para no empezar programando sin tener claro que se

va a hacer.

Para desarrollos futuros se abren dos vías de mejora:

1. Seguir trabajando en el simulador en un mismo ordenador como se

ha hecho en este proyecto. Esta sería la manera más sencilla

pudiendo haber muchos usuarios ya que con un ordenador valdría

para instalar la aplicación.

2. Incrementar la complejidad del hardware pudiendo incorporar mas

monitores donde simular diferentes parte de la cabina o modulos

del simulador. Esto reduciría el número de usuarios y complicaría

mucho la programación aunque se verían mejoras en cuanto a

cálculo y velocidad de la simulación.

Después de todas las pruebas y de todos los resultados obtenidos se puede

mejorar en muchos aspectos este proyecto.

Tras la simulación del recorrido de una interestación, añadir la

posibilidad de simular el movimiento del tren por la siguiente. Esta

opción se muestra ya en la barra de herramientas de la aplicación y

aunque en las pantallas correspondientes se introducen los datos

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- 249 -

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INGENIERO INDUSTRIAL

necesarios para la simulación de 4 interestaciones, la opción no se

habilita en ningún caso.

Mejorar el modo de graficar ya que de este modo resulta muy lento

que después de cada cálculo vuelva a pintar la gráfica entera en vez

de ir punto por punto. Esto abre un abanico de opciones pudiendo

usar programas como Matlab o Derive.

Mejorar la sensación de movimiento que ofrece el video ya que no

se ha logrado que el vídeo vaya a una velocidad proporcional a la

que va el tren. Esto se debe a que Microsoft Windows Media es

muy complejo de variar mediante programación. En futuros

proyectos se puede intentar con otros reproductores que se puedan

modificar en futuras versiones.

Introducir otros modos de ayuda a la conducción como ERTMS,

ATO, ATP o modo manual.

Mediante el programa se puede añadir trenes y líneas a la base de

datos pero no se permite borrarlos, cosa que ahorraría trabajo en

vez de tener que borrarlos con Access.

Poder simular más mandos que en este programa han quedado sin

simular como el botón de arenero.

Otra mejora sería poder simular las pantallas que tiene en cabina el

maquinista en las que puede ver toda la configuración del tren

mediante menús.

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- 250 -

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INGENIERO INDUSTRIAL

BIBLIOGRAFÍA

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2006/2007, María Domínguez Gago.

[2] Memoria Descriptiva del Proyecto ―Simulador de Trenes ICAI‖ curso

2007/2008, Miguel Ángel Siguero Vázquez

[3] Real Academia Española; Diccionario de la Lengua Española. Vigésima

Segunda Edición. Fuente: http://www.rae.es

[4] ADIF ―Conceptos básicos ferroviarios‖. Fuente:

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[5] Metro Bilbao. ―El Simulador de Conducción‖. Fuente:

http://www.metrobilbao.net/accesible/cas/metro/simulador.html

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[8] García Álvarez, Alberto ―Nuevas tecnologías energéticas aplicadas al

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[9] Jiménez Vadillo, Jose Ángel; Microsoft Visual C++.NET (Guías

Prácticas). Editorial Anaya Multimedia-Anaya Interactiva, 2003.

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[12] Escuela técnica superior de ingenieros de caminos, canales y puertos.

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[13] Arenillas Melendo, Justo; apuntes del ―Máster en sistemas ferroviarios.

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[14] Plataforma Tecnológica Ferroviaria Española ―Agenda estratégica del

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[15] Metro de Madrid S.A.; ―Manual de Conducción Tren 3000. Provisional‖.

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[16] RENFE ―Manual de operación tren S/130‖. Noviembre 2007

[17] Anales de mecánica y electricidad ―El momento actual en el ferrocarril

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[18] Grube, Pablo; Aldo, Cipriano ―Simulador Dinámico de Sistema de Trenes

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data/traffic/Simulacion%20basada%20en%20eventos/Simulador%20basad

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[19] Confederación Española de Organizaciones Empresariales

―Memorándum: El sector del transporte en España‖. Fuente:

http://www.navarrainnova.com/pdf/cluster_logistica/Memorandum_sector

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[20] García Álvarez, Alberto. ―Dinámica de los trenes en alta velocidad‖.

Enero 2010.

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INGENIERO INDUSTRIAL

Parte II ESTUDIO DE

VIABILIDAD

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INGENIERO INDUSTRIAL

Capítulo 1 LA VIABILIDAD DEL SIMULADOR

DE TRENES DE ALTA VELOCIDAD

En este capítulo se hace el estudio de viabilidad de este proyecto, es decir,

se pretende saber si el proyecto puede ser llevado a cabo desde los puntos de vista

legal, técnico, económico, comercial y financiero.

1.1 LOS NUEVOS MEDIOS DE TRANSPORTE MUNDIALES

En España, el transporte es un sector económico de una importancia

estratégica creciente, no sólo por contribuir a la mejora de la competitividad de

nuestro país, sino por apoyar el desarrollo de la actividad en otros sectores como

la industria, el comercio y el turismo, por citar aquellos con mayor peso en el

tejido productivo de la economía española.

Esta relevancia aumenta si se tiene en cuenta el proceso de globalización,

que exige mayor capacidad para atender el volumen creciente de intercambios

comerciales y de pasajeros a escala mundial. La mayor apertura de la economía

junto con la mayor competencia internacional lleva implícito un sistema de

suministro más flexible, fiable y rápido, que necesita el desarrollo de tecnología

puntera para satisfacer una demanda cada día más especializada.

La posición geográfica de España, como puente entre Europa, América

Latina y África, imprime un carácter especialmente destacado a los servicios de

transporte y aumenta el potencial de crecimiento de su actividad.

Debido al crecimiento exponencial de la población con sus consecuentes

necesidades de transporte dará lugar a:

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Aumento de la población humana dentro de las áreas

metropolitanas que constituyen actualmente las grandes urbes.

Aumento del precio de los combustibles fósiles, fuente principal de

energía para el transporte ya que es fácilmente almacenable en

forma de gasolinas y fueles.

Necesidad de búsqueda en fuentes de energía alternativas a los

combustibles fósiles debido al previsible agotamiento de las

reservas de estos.

Necesidad de nuevos medios de transporte más ecológicos y

eficientes de los actuales, que eliminen las emisiones de gases

invernadero como el CO2

Todos estos factores llevan a pensar en nuevas fuentes de energía como

electricidad, pilas de hidrógeno, etc. El problema es la dificultad de

almacenamiento y la poca autonomía que dan estas fuentes. Aunque este aspecto

no le afecta al ferrocarril ya que está constantemente unido a la red eléctrica

tomando y devolviendo energía, siendo esta energía creada por centrales

hidraúlicas, renovables y nucleares. En la siguiente imagen se puede ver de qué

energías dependen los distintos tipos de transporte.

Tabla 12: Fuentes de energía

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1.2 LA IMPORTANCIA DEL FERROCARRIL.

El ferrocarril es uno de los medios de transporte más usados del mundo. Su

desarrollo se produjo en la primera mitad del siglo XIX como parte de la

Revolución industrial, haciendo uso de la ventaja más técnica que supone el bajo

coeficiente de rodadura metal sobre metal —del orden de 3 por 1.000 y muy

inferior al coeficiente de rodadura sobre carretera—, lo que causó una

transformación completa de la sociedad al permitir el transporte de personas

comunes y mercaderías a un bajo costo y en forma regular y segura.

Se trata de un transporte con ventajas comparativas en ciertos aspectos,

tales como el consumo de combustible por tonelada kilómetro transportada, la

entidad del impacto ambiental que causa o la posibilidad de realizar transportes

masivos, que hacen relevante su uso en el mundo moderno.

Hoy en día cada vez usa más la gente el tren para transportarse a sus

destinos gracias a la Alta Velocidad.

La Alta Velocidad Española pretende cambiar la imagen del tren, a través

de su servicio ofrecido pretenden que el pasajero vea el tren de alta velocidad

como un transporte rápido, fiable y cómodo y no como los trenes antiguos que se

caracterizaban por ofrecer un servicio lento.

La gente hoy en día quiere llegar rápido y puntual a sus destinos. Ésta

característica es el principal objetivo ofrecido por AVE dirigido a sus clientes para

diferenciarlo del avión y darle un valor añadido a su servicio. Asimismo este

transporte respecto al transporte aéreo ofrece mayor comodidad, permite trabajar

mientras se viaja y tiene garantía de puntualidad. El hecho de que te deje en el

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centro de la ciudad (ej.: Madrid o Barcelona) es válido si el destino final es la

ciudad, puesto que la mayoría de gente va al centro de la ciudad.

Por otra parte goza de ser el medio de transporte más seguro de hoy en día.

A penas tienen averías y los accidentes se dan en muy rara ocasión.

Este sector es un claro ejemplo de diferenciación ya que pretende llevar al

cliente de una manera rápida, cómoda, segura y puntual a su destino. El propósito

de AVE es llevar el tren a todas las capitales de provincia, con un tiempo máximo

de 4 horas entre la capital y las ciudades costeras. A menudo es presentado como

un modo diferente de transporte, tecnológicamente más avanzado y con ventajas

notables en relación con otros modos convencionales al tener mayor variedad de

horarios y servicios, mejora en los sistemas de reservas y ventas de billetes, mayor

confort a bordo, etc., lo cual incrementa el valor añadido que se añade al pasajero.

1.3 IMPORTANCIA DE LOS SIMULADORES DE CONDUCCIÓN.

Desde el punto de vista pedagógico, el uso de simulaciones permiten crear

un marco para la exploración y la práctica ayudando a los estudiantes a probarse

en un ámbito sin riesgos.

Analizar situaciones desde diferentes perspectivas y aprender de

los errores sin penalizarlos.

Incluir un importante componente lúdico y son propuestas

fuertemente motivadoras.

Aplicar e integrar conocimientos aprendidos con anterioridad.

A los estudiantes asumir distintas responsabilidades y toman

decisiones durante la simulación.

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Las nuevas tecnologías son las encargadas hoy en día de ser las

herramientas de aprendizaje desde manuales electrónicos hasta simuladores de

conducción. Esta apuesta por nuevos sistemas didácticos se debe a:

Los costes de formación en maquinaria real son elevados, no sólo por

tratarse de máquinas cada vez más complejas y sofisticadas, y por lo tanto

más caras, sino también, porque el dedicarlas a la formación, implica que

sean manejadas por personal inexperto y que por tanto se incurra en costes

de mantenimiento altos.

De la misma manera que para un usuario es cada vez más barato adquirir

un ordenador personal, también los costes de la tecnología utilizada en este

tipo de herramientas se están abaratando a la vez que se incrementan sus

prestaciones.

Se abarata también el coste de formación. A menudo el entrenamiento de

conductores debe hacerse en horario nocturno para evitar interrumpir el

servicio. Esto por un lado se hace difícil debido a que en muchos casos se

utilizan las noches para realizar operaciones de mantenimiento en trenes y

vías y por otro, encarece la formación por la tarifa nocturna de conductores

y formadores.

Se hace posible además aumentar la formación del personal dedicado al

sector del transporte ferroviario y no únicamente a los conductores. En

ocasiones es útil que los operarios tengan un conocimiento más que teórico

en el funcionamiento básico de un tren, por posibilitar su colaboración a la

hora de solucionar incidentes y porque en muchos casos aumenta la

motivación de los propios empleados al sentirse más familiarizados con las

operaciones que diariamente ven en su puesto trabajo.

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1.4 APORTACIONES DEL SIMULADOR DE TRENES DE ALTA

VELOCIDAD AL USUARIO FINAL

El ―Simulador de Trenes de Alta Velocidad‖ es un proyecto viable. Después

meses de trabajo y realizado simplemente con un ordenador personal, se ha

obtenido un proyecto que posibilita una primera toma de contacto del usuario final

con el tren de tracción eléctrica, haciéndolo interesante por su bajo coste y las

ventajas que presenta:

Permite un conocimiento de los elementos más importantes que integra

una cabina de un tren de alta velocidad.

Permite el ensayo de los diferentes sistemas que forman parte del tren ante

distintas situaciones para analizar la respuesta antes de su realización real.

Permite familiarizarse al usuario con los aspectos que condicionan el

trayecto como el perfil de vía

Permite al usuario simular distintas averías e incidencias para modificar la

simulación y saber responder ante esas anomalías

Permite guardar los datos de la simulación para comparar con distintas

simulaciones.

Permite que sea usado por cualquier perfil de usuario ya sea profesional o

aficionado debido a su simplicidad en el manejo y en la instalación ya que

con un ordenador personal es suficiente.

Permite la simulación de una gran cantidad de trenes y trayectos ya que

vienen unos predeterminados pero el usuario puede introducir el trayecto

que quiera modificando los kilómetros, los radios de las curvas, las

pendientes de las cuestas así como cualquier tren ya que puede cambiar el

peso, las características de los motores etc.

Familiariza al usuario con el sistema de ayuda a la conducción

denominado ASFA

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1.5 VALOR AÑADIDO DEL SIMULADOR DE TRENES DE ALTA

VELOCIDAD A LA ENTIDAD DE FORMACIÓN.

El valor añadido del proyecto simulador de trenes de alta velocidad deriva

de los costes mínimos frente a los beneficios que puede obtener. Para RENFE o

cualquier empresa que forme nuevos maquinistas también puede ofrecer un valor

añadido por diversos motivos:

A diferencia de los simuladores con cabinas reales de conducción

que precisan de grandes inversiones en infraestructura y

mantenimiento, así como ordenadores con unas características muy

específicas y potentes, el Simulador de Trenes de Alta Velocidad,

únicamente necesita de un ordenador con unos requisitos mínimos

de memoria y procesador que se encuentran en la actualidad en la

mayoría de las administraciones públicas.

El hecho de estar realizado en la plataforma Visual Studio .NET de

Microsoft y demás software Microsoft facilita su instalación y uso

en prácticamente la totalidad de los ordenadores, puesto que en su

mayoría, funcionan con sistemas operativos de la misma marca.

Tampoco se necesita invertir en personal para su instalación ya que

es muy simple y cualquier persona con unos conocimientos

mínimos en informática puede hacerlo.

En consecuencia, se puede decir que el simulador de trenes de alta

velocidad es un proyecto viable debido a que no precisa ningún esfuerzo

económico, es fácil de manejar y puede tener unos beneficios altos.

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Parte III ESTUDIO

ECONÓMICO

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Capítulo 1 PRESUPUESTO Y VALORACIÓN

ECONÓMICA.

Se han de tener en cuenta, en el desarrollo de este proyecto, los costes

derivados de las horas de trabajo así como de las herramientas utilizadas.

El software utilizado es de la firma Microsoft, lo que hace necesario el

pago de licencias para su uso. Se ha utilizado, tanto la herramienta de desarrollo

Microsoft Visual Studio .NET, como las herramientas del Microsoft Office:

Excel, Access y Word. También se añade el coste del hardware usado.

1.1 VALORACIÓN DE TRABAJO POR HORAS.

Se va a considerar que la hora de trabajo de un desarrollador de software

se paga a 50 €

A continuación se muestra una tabla con las distintas partes de este

proyecto con sus respectivas horas de trabajo y con el precio que conllevan.

CONCEPTO Unidades

(horas)

Precio

unitario

(€/h)

Precio Total

(€)

Análisis del 50 50 2.500

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sector

ferroviario y

captura de

datos para el

simulador

Análisis y

especificación

de Requisitos

90 50 4.500

Diseño de

Software y

codificación

250 50 12.500

Revisión y

corrección del

simulador

20 50 1.000

Documentación

de la Memoria

120 50 6.000

Pruebas y

Validación

100 50 5000

Total

580 50 31.500

Tabla 13: Precio por horas

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1.2 HERRAMIENTAS DEL SOFTWARE.

Ahora en este apartado se hará un presupuesto de los programas utilizados

para el simulador.

CONCEPTO PRECIO TOTAL

Microsoft Visual

Studio .Net 2008

1148

Office 2007 678

Total 1826

Tabla 14: Precio Software

1.3 HERRAMIENTAS HARDWARE.

En este apartado se pone el presupuesto del hardware usado que en este

caso se usó un ordenador personal

CONCEPTO PRECIO TOTAL

Ordenador personal:

Aspire 1642LMI

850

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Intel Pentium M740

80GB disco duro

1024MB de RAM

Intel graphics media accelerator

900

Total 850

Tabla 15: Precio Hardware

1.4 COSTE TOTAL

Ahora se sumarán los totales de horas de trabajo más material de software

y hardware.

CONCEPTO PRECIO TOTAL

Mano de obra 31.500

Software 1.826

Hardware 850

Total 34.176

Tabla 16: Precio total

El presupuesto total del proyecto simulador de trenes de alta velocidad es de

TREINTA Y UN MIL SEISCIENTOS SETENTA Y SEIS.

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INGENIERO INDUSTRIAL

Parte IV MANUAL DE

USUARIO

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Capítulo 1 INTRODUCCIÓN DE DATOS

En este capítulo se mostrará como introducir los datos de carga, la

distancia del siguiente tren, y la elección de tren y línea o la forma para crear

nuevos trenes y líneas.

1.1 LA EJECUCIÓN DE LA APLICACIÓN

Para empezar a ejecutar la aplicación se debe tener un ordenador de gama

media con 200 Mb de disco duro libre, Windows XP, Windows Media Player y

una resolución de pantalla de 1200x960.

Una vez metido el Cd de la aplicación se deberá hacer doble clic en la

carpeta de ―PFC_Simulador_trenes_AV‖. Dentro de esa carpeta hay dos carpetas

más, una que se llama ―Código‖ y otra ―Aplicación‖. Stiene que entrar en la

carpeta de ―Aplicación‖ para poder ejecutar la simulación.

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Figura 68: Carpeta aplicación

Una vez dentro de esa carpeta estará el programa de la aplicación que se

deberá hacer doble clic para ponerla en marcha como se muestra en la siguiente

figura.

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Figura 69: Acceso a la aplicación

Se mostrará entonces la pantalla de bienvenida del simulador que

desaparecerá transcurridos 3 segundos. Para poder ver correctamente el

simulador, es preciso que la configuración de pantalla sea de 1280x800 píxeles.

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Figura 70: Pantalla de bienvenida

1.2 EL FORMULARIO PADRE.

Tras la desaparición de la pantalla de bienvenida, se habilita el menú

principal de la aplicación situado en la barra de herramientas de la ventana

principal o ―padre‖. Esta ventana siempre estará abierta independientemente de la

interfaz con la que esté interactuando el usuario en cada momento.

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Figura 71: Pantalla principal

1.2.1 EL MENÚ PROGRAMA.

En el menú ―Programa‖ se encuentran las opciones de:

- Comenzar: En todo momento se puede comenzar una simulación nueva

pulsando esta opción. Se cerrarán las ventanas activas y se volverá a ejecutar la

aplicación desde el comienzo.

- Salir: Se termina la ejecución del programa y se sale de él. Si la simulación de

conducción del tren ya había comenzado, se ofrecerá la posibilidad de generar un

archivo de resultados como se verá más adelante.

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Figura 72: Menú programa

1.2.2 EL MENÚ RECORRIDO.

Las opciones del menú Recorrido no estarán habilitadas hasta que

comience la simulación del tren, por lo que las opciones posibles se explicarán

más adelante.

Figura 73: Menú recorrido

Page 278: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

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1.2.3 EL MENÚ AYUDA

El menú Ayuda da respuesta a las preguntas más frecuentes acerca del

simulador y su desarrollador.

Figura 74: Menú ayuda

Haciendo clic en ―Ayuda‖ se muestran las opciones de:

- Manual de Usuario: Se muestra un archivo pdf con este manual que podrá

consultar el usuario en cualquier momento de la simulación.

- Acerca de: Aparece una pequeña ventana con la información del programa. Para

cerrarla basta con pulsar el botón ―Aceptar‖.

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Figura 75: Ventana acerca de

1.3 ELECCIÓN DE TREN Y LÍNEA.

La primera ventana que aparece automáticamente en el simulador tras la

de bienvenida, es la de ―Elección del tren y línea‖. En ella el usuario deberá

escoger qué tren desea simular y por qué línea desea que realice el recorrido.

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Figura 76: Pantalla elección de tren

Se muestran los nombres de las series de los trenes que existen desde un

principio en la base de datos de la aplicación. Para realizar la simulación de uno

de ellos basta con hacer clic en el elegido.

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Figura 77: Pantalla elección de línea

Por el contrario, el usuario puede escoger la opción ―Nuevo Tren‖ para

introducir las características del tren que él desee. En este caso, se muestra un

cuadro de texto vacío, para que el usuario escriba el número de la serie que va a

simular. El nombre deberá constar únicamente de 4 números.

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Figura 78: Pantalla elección de nuevo tren

El programa comprueba, en el caso de que se escoja la opción ―Nuevo

Tren‖, que el número de la serie introducida, sea correcto.

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Figura 79: Comprobación de elección de tren 1

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Figura 80: Comprobación elección de tren 2

Cuando se selecciona una serie con el ratón, aparecen en la casilla de la

derecha las líneas por las que la serie escogida puede circular.

Page 285: ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA

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Figura 81: Elección de una línea para un tren establecido

De la misma manera que con el modelo de tren, el usuario puede escoger

la opción ―Nueva Línea‖ para configurar un recorrido distinto para su simulación.

Al igual que en el caso de la serie, aparecerá una casilla en blanco para que el

usuario introduzca el número de línea y el programa comprobará que se trata de

un dato numérico correcto.

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Figura 82: Introducción de nueva línea

Una vez introducido un modelo de tren y una línea, ya sean de la base de

datos, o de nueva configuración por el usuario, el botón ―Aceptar‖ se habilitará

para tras pulsarlo, pasar a la siguiente ventana.

1.4 CONFIGURACIÓN CARACTERÍSTICAS DEL TREN

En el caso de haber escogido en la ventana anterior la opción ―Nuevo

Tren‖ (figura 76), tras pulsar el botón ―Aceptar‖, se mostrará la pantalla de

―Configuración de las características del Tren‖ para que el usuario pueda

introducir los datos necesarios para la simulación.

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Figura 83: Configuración características del tren

Las tablas se muestran rellenas con los datos de una serie estándar para

que el usuario no tenga más que cambiar aquellas características en las que se

diferencie su serie elegida, y que previsiblemente no serán muchas.

1.4.1 CARACTERÍSTICAS DEL TREN.

En la tabla superior (figura 81) de la Pantalla de ―Configuración de las

Características de un Tren‖ se deben modificar los datos que caracterizan a la

unidad de tren:

Longitud: Longitud de la unidad de tren en metros.

Tara: Peso del tren vacío en toneladas

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CargaMax: Porcentaje respecto a la tara que indica la carga máxima que

puede llevar el tren.

PesoInercias: Masa de las inercias en porcentaje respecto a la masa en

vacío. Tiene en cuenta la energía del motor empleada en el movimiento de

las masas rotativas del tren.

tDerivaFreno: Valor que simula el tiempo de respuesta de los motores del

tren cuando se cambia la orden de conducción de deriva a freno.

tFrenoFreno: Valor que simula el tiempo de respuesta de los motores del

tren cuando se cambia la orden de freno.

tTracDeriva: Valor que simula el tiempo de respuesta de los motores del

tren cuando se cambia la orden de conducción de tracción a deriva.

tTracFreno: Valor que simula el tiempo de respuesta de los motores del

tren cuando se cambia la orden de conducción de tracción a freno.

tTracTrac: Valor que simula el tiempo de respuesta de los motores del tren

cuando se cambia la orden de tracción.

A: Coeficiente de la Fuerza de resistencia aerodinámica debido a la

resistencia a la rodadura.

B: Coeficiente de la Fuerza de resistencia aerodinámica debido al

rozamiento.

C: Coeficiente de la Fuerza de resistencia aerodinámica que modela dicha

resistencia.

Figura 84: Características del tren

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1.4.2 INTRODUCCIÓN DE CARACTERÍSTICAS DE TRACCIÓN

En esta tabla se deben introducir los puntos de la curva de Tracción y de

Intensidad que se absorbe, del tren que se quiere simular, en función de la

velocidad. Un ejemplo de curva de tracción y freno de un tren se muestra en el

Capitulo 2, Motores de Tracción Eléctrica. En ella se deben introducir los datos

de:

Velocidad: Velocidad del tren en km/h.

Fuerza: Fuerza de los motores en llantas en kN.

Intensidad: Corriente en Amperios que se absorbe de la red en la tracción.

Figura 85: Introducción características de tracción

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1.4.3 CARACTERÍSTICAS DE FRENO NEUMÁTICO.

Se introducen en esta tablalos valores de presión de los cilindros de freno para

cada tipo de frenado.

Frenado: Estado del freno neumático, ya sea este aflojado, de emergencia,

de retención o en escalones de freno moderable entre el valor máximo

introducido (―MaxEscalón‖) y el mínimo (―MinEscalón‖)

Presión: Valor de presión en bar para los estados anteriores de frenado.

Figura 86: Introducción datos freno neumático

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1.4.4 CARACTERÍSTICAS DE FRENO ELÉCTRICO.

En esta tabla se deben introducir los puntos de la curva de Freno eléctrico y de

Intensidad que se genera en el frenado, del tren que se quiere simular, en función

de la velocidad, los cuales serán:

Velocidad: Velocidad del tren en km/h.

Fuerza: Fuerza de los motores en llantas en kN.

Intensidad: Corriente en Amperios que se devuelve a la red o se consume

en las resistencias durante el frenado.

Una vez introducidos todos los datos, se pulsa el botón ―Aceptar‖ para pasar a la

siguiente interfaz.

Figura 87: Introducción de freno eléctrico

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1.5 CONFIGURACIÓN DEL TRAYECTO

En el caso de haber escogido en la ventana de ―Elección de tren y línea‖ la

opción ―Nuevo Línea‖ se muestra la pantalla de ―Configuración del Trayecto‖

para que el usuario pueda introducir los datos característicos de la vía. Esta

pantalla se mostrará, bien después de la de ―Configuración de las Características

del Tren‖ si se escogió simular un ―Nuevo tren‖, o bien después de la de

―Elección de tren y línea‖, si por el contrario se eligió una ―Nueva Línea‖ con un

modelo de tren de la base de datos.

Figura 88: Introducción datos de trayecto

Inicialmente se muestran dos tablas con los datos de una línea estándar para que el

usuario no tenga que partir de cero a la hora de introducir los valores. Cada tabla

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muestra las características de una interestación, es decir, del tramo de vía

comprendido entre una estación, y la siguiente.

Los datos que deberán introducirse son:

PuntoKm: Punto kilométrico de la vía, en metros, en el que existe algún

cambio en el perfil, ya sea en pendiente, o en radio de curva.

Curva: Radio de la curva de la vía en metros para el punto kilométrico

anterior.

Pendiente: Pendiente del terreno en % para el punto kilométrico anterior.

Vmax: Velocidad máxima de circulación permitida en función de las

características de la vía para cada punto kilométrico, en función de los

circuitos de vía y la posición de la estación.

Una vez introducidos los datos de las dos tablas, es decir, de las dos primeras

interestaciones, se pulsa el botón ―Siguiente‖ para rellenar, de la misma manera,

los datos de dos interestaciones más.

Tras finalizar la introducción de datos de las cuatro interestaciones, se puede

pulsar el botón ―Aceptar‖ para pasar a la siguiente ventana.

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Figura 89: Introducción datos de trayecto 2

1.6 CARGA Y CONFIGURACIÓN DE ASFA

A esta interfaz se puede llegar desde tres caminos:

Tras pulsar el botón ―Aceptar‖ en la pantalla de ―Elección de tren y línea‖

en la que se escogió un modelo de tren y una línea de la base de datos.

Tras pulsar el botón ―Aceptar‖ en la pantalla de ―Configuración de las

Características del Tren‖ si se escogió la opción de simular un ―Nuevo

Tren‖ pero una línea de la base de datos.

Tras pulsar el botón ―Aceptar‖ en la pantalla de ―Configuración del

Trayecto‖ si se escogió en la pantalla de ―Elección de tren y línea‖ la

opción de simular una ―Nueva Línea‖ independientemente del tren

escogido.

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Figura 90: Pantalla configuración carga y ASFA

En esta pantalla se debe introducir el valor de la carga, en tanto por ciento

respecto a la carga máxima, que llevará el tren para su simulación. El programa

comprobará que los datos introducidos son correctos y si no lo son mandará un

mensaje de error.

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Figura 91: Error introducción de carga

Además de la carga, se debe introducir el número de Cantones, los cuales

se encuentra el tren posterior, este número se debe encontrar entre 1 y 8; si no se

encuentra en este intervalo se enviará al usuario un mensaje de error.

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Figura 92: Error introducción cantones

Si tanto la carga como el número de cantones son los correctos se podrá

pulsar el botón ―Aceptar‖ finalizando la introducción de los datos.

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Capítulo 2 LA CABINA DE CONDUCCIÓN.

Tras la introducción de datos, se llega por fin al simulador propiamente

dicho. Se trata de la representación de la cabina de conducción de una unidad de

tren. A continuación se describirán los elementos que la componen y su

funcionamiento.

Figura 93: Pantalla cabina de simulación

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2.1 PANEL DE PUESTA EN SERVICIO

Antes de la conexión del panel de puesta en servicio hay que conectar una

serie de elementos que constan de tres botones de conexión (rojos) y tres de

desconexión (verdes) que se corresponden con: llave para conectar el interruptor

principal, subida del pantógrafo y conexión del disyuntor principal. Después de

esto iremos al panel de puesta en servicio.

Figura 94: Panel de conexión primario

El panel de puesta en servicio consta de nueve botones de conexión (rojos)

y nueve de desconexión (verdes) que se corresponden con: la batería, los sistemas

auxiliares, el compresor auxiliar, el convertidor, el compresor principal, el

alumbrado, el aire acondicionado, la megafonía y el freno de estacionamiento.

Cuando se actúa sobre ellos pinchando con el ratón, cambian de color simulando

su iluminación.

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Figura 95: Panel de puesta en servicio

2.2 LA MANETA DE INVERSIÓN DE MARCHA

También conocida como ―Rana‖ se utilizará para simular la preparación de

los motores para la tracción. Se maneja desplazando la barra con el ratón, hacia

delante o hacia atrás.

Se habilitará cuando se haga una conexión correcta del panel de mando.

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Figura 96: Maneta de inversión de marcha

2.3 LA SETA DE PARO DE SECUENCIA.

Este botón simula la Seta de Paro de Secuencia de la cabina de

conducción. Su actuación haciendo clic con el ratón, puede provocar el cambio de

los botones del Panel de Puesta en Servicio como se verá más adelante.

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Figura 97: Seta de paro de secuencia

2.4 SETA DE EMERGENCIA.

La Seta de Emergencia se encarga de detener el tren en caso de una

incidencia.

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Figura 98: Seta de emergencia

Actuando sobre la Seta de Emergencia con el ratón, se simula su

enclavamiento y tras una nueva actuación, su desenclavamiento.

Figura 99: Seta sin enclavar.

Pero si la pulsamos se queda enclavada y aplica freno de emergencia.

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Figura 100: Seta enclavada

2.5 REGULADOR DE MANDO.

Esta palanca funciona de la misma manera que la ―Rana‖, desplazando el

indicador con el ratón, hacia delante para traccionar, o hacia atrás para frenar.

El cuadro de texto próximo, muestra el valor de tracción (positivo) o

frenado (negativo) en %. La última muesca inferior se corresponde con el ―Freno

de Emergencia‖ y se indicará con el texto ―Emer‖ en dicho cuadro.

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Figura 101: Regulador de mando

2.6 PULSADORES DE PUERTAS Y SELECTOR DE VÍA.

El Selector de Vía simula un conmutador que se puede mover simplemente

pinchando encima con el ratón. Por cada clic, se moverá una posición.

Posición 0: Apertura de puertas no habilitada.

Posición 1: Se habilita la apertura de puertas de la vía 1 (izquierda).

Posición 2: Se habilita la apertura de puertas de la vía 2 (derecha).

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Figura 102: El selector de vía

Existen además 6 pulsadores de puertas, 3 por cada lado de la vía

“Selec Izq/Dcha”: El botón orrespondiente al lado de vía seleccionado

con el Selector de Vía se iluminará indicando que debe pulsarse para poder

abrir las puertas de dicho lado.

“Cerrar”: Si las puertas están abiertas, se cerrarán haciendo clic sobre

este botón.

“Abrir”: Tras pulsarse el botón ―Selec Izq‖ o ―Selec Dcha‖ se ilumina el

pulsador correspondiente al lado seleccionado indicando que puede

activarse para abrir las puertas.

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Figura 103: Los pulsadores de puertas

2.7 EL SILBATO.

Haciendo clic sobre el botón ―Silbato‖ suena el claxon del tren.

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Figura 104: El silbato

2.8 EL MANÓMETRO.

La aguja del Manómetro indicará al comienzo de la simulación, presión 0

en los cilindros de freno. Cuando se conecte el Freno de Estacionamiento o se

comience la marcha del tren, la aguja roja indicará la variación de presión.

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Figura 105: El manómetro

2.9 EL VELOCÍMETRO.

El Velocímetro mostrará una franja amarilla que indique la velocidad

simulada en km/h.

Figura 106: El velocímetro

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2.10 LA GRÁFICA DE VELOCIDADES

Desde el momento en que la Interfaz de Cabina aparece, se muestra una

ventana ―Velocidades‖ donde se dibuja la gráfica de velocidad máxima para cada

punto kilométrico de la línea escogida.

Figura 107: Ventana de velocidades

2.11 LA GRÁFICA DE INTENSIDADES.

Aparece además una ventana ―Intensidad‖ ,en este caso vacía, donde el eje X

muestra la distancia en metros de la interestación que se está simulando, al igual

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que la ventana ―Velocidades‖. Cuando la simulación comience, se mostrará una

gráfica con los valores de corriente absorbidos o generados según el caso.

Figura 108: Gráfica intensidades

2.12 VENTANA DE INFORMACIÓN DE ESTADO (IE)

Esta ventana situada en el centro de la pantalla muestra en todo momento

la información de las acciones que se están realizando y los posibles errores que

cometa el usuario en la simulación.

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Figura 109: Ventana información de estado

2.13 EL INDICADOR DE CONSUMO

Se trata de un pequeño indicador que informa en todo momento del

consumo acumulado del tren en kWh según la simulación que se realice.

Figura 110: Indicador de consumo

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2.14 EL VATÍMETRO.

El Vatímetro se encarga de proporcionar en todo momento la energía

consumida por el tren (siendo positiva) o generada por éste durante el frenado

(negativa), la unidad utilizada es el Kw.

Figura 111: El vatímetro

2.15 EL ESFUERCÍMETRO

El Esfuercímetro se encarga de proporcionar el esfuerzo provocado por el

tren durante la aceleración de este (esfuerzo positivo) o durante su frenado

(esfuerzo negativo), la unidad utilizada son los KiloNewtons (k N).

Figura 112: El esfuercímetro

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2.16 EL ASFA

En la cabina hay varios elementos relacionados con el ASFA. El sistema

ASFA de se encarga de aumentar la seguridad del tren a través de:

Señales luminosas en la vía que irán saliendo a medida que avanza

el tren y dependiendo a cuantos cantones de distancia está el

siguiente tren.

Figura 113: Señales luminosas ASFA

Pulsador de reconocimiento ASFA, que se habilitará cuanto

veamos una señal en amarillo para saber que tenemos que actuar y

frenar y que delante tendremos una señal en rojo.

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Figura 114: Pulsador reconocimiento ASFA

Indicador máxima velocidad ASFA: este indicador irá mostrando al

maquinista la máxima velocidad a la que podrá ir y si pasa aplicará

freno de emergencia.

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Figura 115: Indicador máxima velocidad ASFA

2.17 EL RELOJ.

En el extremo opuesto al ―Indicador de Consumo‖ se muestra un reloj que

iniciará su cuenta cuando el tren comience su marcha, y se detendrá cuando el

usuario detenga el tren o éste se pare por aplicación del Freno de Emergencia en

tiempo de simulación.

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Figura 116: El reloj

2.18 EL DISPOSITIVO DE HOMBRE MUERTO

Este dispositivo se deberá pulsar como mínimo una vez cada 25 segundos

para saber el tren que al maquinista no le pasa nada. Si no se pulsa pasado ese

tiempo se aplicará freno de emergencia.

Figura 117: Hombre muerto

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2.19 PALANCA DE VALOR DE RÉGIMEN

Esta palanca sirve para poner un tope de velocidad, es decir, por mucho

que tracciones si con el valor de régimen he puesto que a 50km/h no superará esa

velocidad. Si el valor de régimen está por debajo de la velocidad del tren, el trne

frenará hasta llegar a ese valor.

Figura 118: Valor de régimen

2.20 MANIPULADOR DE FRENO

Esta palanca sirve para aplicar freno neumático y eléctrico. Si con la

palanca de freno eléctrico no tenemos suficiente freno se debe aplicar freno con

esta palanca.

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Figura 119: Manipulador de freno

2.21 MENÚ DE INCIDENCIAS

Este menú está en la parte superior de la pantalla principal. Aquí podremos

elegir entre una serie de averías e incidencias para que se simule de acuerdo con

esa avería.

Figura 120: Menú de incidencias

Según la incidencia que se haya escogido saldrá en una pantalla a la

izquierda de la cabina indicando la avería.

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Figura 121: Ventana de incidencias.

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Capítulo 3 FUNCIONAMIENTO Y MANEJO DEL

SIMULADOR

En este capítulo se mostrará cómo se tiene que hacer una simulación,

cómo conectar todos los equipos, como guardar resultados, etc.

3.1 LA CONEXIÓN DE LOS EQUIPOS

Lo primero que se debe hacer al aparecer la Interfaz de Cabina, es realizar

la conexión de los equipos del tren pulsando en los botones ―CON‖ (rojos).

La conexión correcta se realiza haciendo clic una vez sobre cada uno de

los botones rojos que se irán iluminando tras ser pulsados, siempre en orden de

izquierda a derecha y sin saltarse ninguno. En la IE se irá mostrando el equipo

conectado tras pulsar cada botón.

Si la secuencia de conexión fuera incorrecta, los pulsadores de nuevo

volverían a su estado inicial y en la IE se indicaría que debe comenzarse de nuevo

la secuencia de conexión.

Si el usuario por ejemplo, se salta uno de los botones, podrá interrumpir la

secuencia pulsando la ―Seta de Paro de Secuencia‖ y comenzar de nuevo.

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Figura 122: Secuencia de marcha correcta

Cuando se pulsa el último botón rojo ―Freno de Estacionamiento‖, el tren

emite un sonido neumático y la aguja del ―Manómetro‖ se desplaza indicando el

aumento de presión.

3.2 CONEXIÓN DE LOS MOTORES.

Tras la correcta conexión de los equipos del tren, la ―Rana‖ se habilita

precisando ser desplazada hacia delante para conectar los motores y disponerlos

para traccionar hacia delante. La IE muestra la información de que los motores

están preparados para la tracción.

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3.3 APERTURA Y CIERRE DE PUERTAS

Tras la conexión de los motores, el tren cumple las condiciones para que se

puedan abrir las puertas:

- Motores preparados para la tracción.

- Velocidad 0

Por tanto se puede realizar la apertura de puertas, para ello habrá que

seguir los siguientes pasos:

1. Mover el ―Selector de Vía‖ hasta que indique el lado de apertura de

puertas deseado.

2. Pulsar el botón ―Selec Izq‖ o ―Selec Dcha‖ según corresponda, que estará

iluminado.

Figura 123: Botón selección de puerta

3. Pulsar el botón ―Abrir‖ que se habrá iluminado. El tren emitirá un sonido

de apertura de puertas.

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Figura 124: Botón abrir

Por último, se podrán cerrar las puertas pulsando el botón ―Cerrar‖ del

lado correspondiente. El simulador emitirá un sonido de cierre de puertas. En todo

momento, además, se muestran en la IE, los pasos realizados.

3.4 LA CONDUCCIÓN Y LOS RESULTADOS

Una vez cerradas las puertas, se puede comenzar con la simulación de

marcha. Para ello deberá moverse el Regulador de Mando hacia delante o hacia

detrás, dependiendo hacia donde queremos ir, tanto como se quiera traccionar.

El tren comenzará su movimiento viéndose el recorrido por pantalla

mediante la pantalla video y reflejándose en la ventana ―Velocidades‖ donde se

irá representando la velocidad real de simulación para cada punto kilométrico y en

la ventana ―Intensidad‖ donde se mostrará una gráfica con la corriente que

absorba o genere el tren, también para cada punto kilométrico. Además, la

velocidad se mostrará en el Velocímetro. El Indicador de Consumo, el Reloj, el

vatímetro y el Esfuercímetro también irán cambiando sus valores dinámicamente,

también el Indicador de Velocidad máxima del ASFA irá variando dándonos la

velocidad máxima del tren. También dependiendo a cuantos cantones esté el

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siguiente tren se nos irá informando mediante señales luminosas los que debemos

hacer.

Actuando sobre el Regulador de Mando, la aplicación simulará la

respuesta del tren, mostrándoselo en todo momento al usuario mediante las

ventanas y los indicadores señalados.

Figura 125: Simulador en funcionamiento

Tanto si se desplaza el Regulador de Mando hacia abajo del todo, lo que

indica frenado de emergencia, como si se supera la gráfica de velocidad máxima,

no se activa el hombre muerto o se pulsa la Seta de Emergencia el simulador

dejará de responder a las órdenes del usuario, frenando el tren con freno máximo

hasta su parada total.

Una vez parado el tren, por orden del usuario o por aplicación del freno de

emergencia, el reloj de la simulación también se detendrá. Es imposible reiniciar

la marcha del tren desde la parada. Para continuar simulando será preciso acudir al

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menú ―Recorrido‖ y hacer clic sobre la opción ―Reiniciar recorrido actual‖ (que

en este proyecto no está habilitada) .Entonces se cerrará la Interfaz de Cabina, y se

mostrará un cuadro de diálogo pidiendo confirmación al usuario. Pulsando ―No‖,

se volverá al estado anterior mientras que pulsando ―Sí‖ se mostrará un nuevo

cuadro de diálogo que pregunte al usuario si desea generar un archivo de

resultados.

Figura 126: Confirmación de archivo de resultados

Si se desea generar un archivo de resultados, se abrirá un libro de

Microsoft Excel en el que se escribirán todos los datos de la simulación realizada

así como las gráficas obtenidas. El usuario podrá escoger dónde guardar este

archivo.

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Figura 127: Tabla de resultados

3.5 LA DESCONEXIÓN

En todo momento el usuario podrá finalizar la simulación mediante el

menú ―Programa‖ o con el botón que toda aplicación Windows muestra en su

esquina superior derecha. Antes de cerrarse la aplicación, si se había comenzado

la simulación, se le preguntará al usuario si desea generar el archivo de resultados.

Sin embargo, se puede realizar la desconexión real del tren una vez

finalizada la simulación. Para ello es necesario que el tren esté detenido y la

correcta actuación sobre los pulsadores ―DES‖ (verdes) del Panel de Puesta en

Servicio. La desconexión correcta se realiza haciendo clic una vez sobre cada uno

de los botones verdes que se irán iluminando tras ser pulsados, siempre en orden

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de derecha a izquierda y sin saltarse ninguno. En la IE se irá mostrando el equipo

desconectado tras pulsar cada botón.

Figura 128: Desconexión del panel de puesta en marcha

Si la secuencia de conexión fuera incorrecta, los pulsadores de nuevo

volverían a su estado inicial y en la IE se indicaría que debe comenzarse de nuevo

la secuencia de desconexión. Si por el contrario, la desconexión fue correcta, se

―apagarán‖ todos los pulsadores del Panel de Puesta en Servicio y la simulación

habrá acabado.