Metro de Madrid

El objetivo principal del proyecto TECRAIL radica en determinar la viabilidad de adaptación del sistema LTE (LONG TERM EVOLUTION) y la CONVERGENCIA IP para entornos ferroviarios, de manera que sean aplicables a la señalización ferroviaria, a la conducción automática, a las comunicaciones embarcadas y a las comunicaciones tren-tierra, con el propósito de contribuir a su estandarización y desarrollo.

El espectacular crecimiento de los dispositivos 3G y smartphones ha hecho que los volúmenes de datos de banda ancha móvil aumenten exponencialmente, y todos los indicadores prevén que en los próximos años se producirá una explosión en la demanda de este tipo de tráfico. 

Como consecuencia, las redes 3G empiezan a mostrar limitaciones en capacidad y rendimiento para soportar las nuevas aplicaciones que requiere el mercado, tanto por el volumen de datos como por las características funcionales que requieren.

LTE ha sido adoptada por el 3GPP (3rd Generation Partnership Project) para responder a las necesidades de las redes móviles de próxima generación y es la tecnología de referencia para la evolución de las redes actuales.

Estas redes ofrecen:

• Mayor velocidad para aplicaciones móviles, que se traduce en descargas y carga de páginas Web, vídeos, música y fotos más rápidas
• Mayor calidad de vídeo, tanto en la resolución y velocidad
• Uso de varias aplicaciones móviles simultáneamente
• Tiempo de respuesta más rápido que se traduce en mejora de la interactividad 
 
De manera similar, en el entorno ferroviario, cada vez más la operación y gestión eficiente de la infraestructura y del material rodante requiere la integración inteligente de información en tiempo real en los procesos de operación y decisión. Además, los pasajeros demandan servicios de alta calidad durante el viaje. Todo esto tiene como consecuencia el incremento significativo de las necesidades de comunicación entre el tren en movimiento y los sistemas en la vía.

La aplicación de la nueva generación de móviles LTE y la convergencia IP tanto para prestaciones de misión crítica como de gran público en el entorno ferroviario da respuesta a esta necesidad. Esto hace que la industria ferroviaria empiece a considerar ahora cómo se puede aplicar esta tecnología.

Estas tecnologías no son directamente trasladables al entorno ferroviario que tiene características específicas que hacen necesarias la definición de adaptaciones en las tecnologías. Entre ellas, la seguridad es la consideración principal. La adaptación de la tecnología LTE al entorno ferroviario debe ser similar al de la tecnología GSM-R que surgió como evolución del sistema GSM público, al que se le añadieron mejoras, funcionalidades y servicios de valor añadido para el sector ferroviario.

La tecnología LTE pública está ya disponible de forma experimental; se propone una evolución similar de estandarización, desarrollo y pruebas durante los próximos 10 años para que hacia 2020 se disponga de una tecnología LTE-R que pueda ser aplicada al ferrocarril. Este sistema no reemplazará inmediatamente al GSM-R sino que ambos coexistirán durante un largo periodo de tiempo y se complementarán sus funcionalidades principalmente en dos aspectos:

• Mejora de las ayudas a la explotación
• Sistemas de señalización avanzados: conducción automática 

Este proyecto pretende estudiar esta problemática, analizando las situaciones y las tecnologías, y trabajando en el desarrollo de nuevos conceptos que garanticen el aprovechamiento mutuo de tecnologías de comunicaciones y entorno ferroviario en la solución óptima a los nuevos retos, tanto para los escenarios interurbanos y convencionales como para la alta velocidad, de la manera más integral posible. Todo ello teniendo como objetivo el proporcionar las comunicaciones IP tren-centro de control con la calidad requerida por las nuevas necesidades en control y seguridad, como la conducción automática.

Por lo tanto, el proyecto se configura como una propuesta de desarrollo tecnológico que englobaría las fases de estandarización y desarrollo del sistema LTE-R. Para ello se pretende abarcar toda la cadena de valor de las aplicaciones de comunicaciones tren-tierra, en todas las vertientes de interés para las empresas del consorcio promotor, que son:

a) Comunicaciones LTE multiservicio, en torno a LTE-R como evolución de GSM-R/TETRA
b) Convergencia IP en comunicaciones en entorno ferroviario
c) Comunicación tren-tierra de banda ancha IP, multi-entorno, desde suburbano a alta velocidad 
 
Todas estas tecnologías están representadas tanto desde el punto de vista del operador ferroviario (ADIF y Metro de Madrid), como de los fabricantes desarrolladores de tecnología (Alcatel-Lucent) y de los laboratorios de pruebas y desarrolladores de soluciones de medida (AT4 wireless). El conocimiento de carácter investigador está aportado en este caso por los grupos de investigación, pertenecientes a las Universidades Politécnica de Madrid, Universidad de A Coruña y Universidad de Málaga.

Es importante destacar que el proyecto incluirá pruebas en campo en un entorno real en vía con equipamiento embarcado en trenes que permitirá demostrar la aplicación real de las conclusiones. Para ello, se usarán instalaciones del Metro de Madrid y las nuevas instalaciones de ADIF en el Centro de Tecnologías Ferroviarias de Málaga que permitirá evaluar los resultados tanto en entornos interurbanos como ferrocarriles convencionales y alta velocidad.