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│1Knorr-Bremse Gr oup

LEADER EU

LEADER – Sistema de Ayuda a la Conducción de Trenes de Manera Eficiente, con Bajo Desgaste y Alta Puntualidad

Barcelona 29 de Noviembre de 2011

Manuel González Conde

I Foro Internacional Ferroviario BCNRail

LEADER


LEADER EU

Presentación Grupo KNORR


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LEADER EU

Año fundación 1905

Experiencia 100 años de innovación

Independencia Propiedad familiar

Empleados 16.000

Facturación 3.700 Mil EUR

Inversión I+D 175 Mil EUR (dato año 2010)

Ubicaciones Más de 65 plantas en 25 países

Divisiones Principales Sistemas para Ferrocarril, Sistemas para Vehículos Industriales

Productos Líder en todo el mundo con dos pilares principales:– Líder en sistemas de frenos para vehículos ferroviarios – Líder en sistemas de a bordo (HVAC, puertas de acceso a trenes y

puertas de plataforma)– Líder en sistemas de frenos para vehículos industriales + Visco

Amortiguadores

Grupo Knorr-Bremse – Visión General



LEADER EU

Sistemas de freno y equipos neumáticos

Control de freno

Unidades de controlVálvulas de mando de frenoESRA Sensores

Bogie

Discos de freno y guarnicionesPinzas de frenoFrenos magnéticos al carril Sistemas de areneros

Suministro de aire

CompresoresSecados de aire y filtrosColectores de Condensados

Hidráulica

Unidades hidráulicasActuadores

On-train

Puertas de accesoSistemas de aire acondicionado (HVAC)Alimentación de potenciaWC´s de vacíoLimpiaparabrisasSistemas de información

Off-train

Sistemas de seguridadSistemas de señalizaciónSistemas de información a pasajerosPuertas de andén (PSD)

Sistemas embarcados y otros relacionados


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LEADER EU

Introducción / Historia

Principios Básicos

Experiencia en Campo en la Operación de Trenes de Viajeros

Operaciones y Funciones auxiliares [Back Office]

Conclusiones



LEADER EU

Ventajas para el cliente

• Menor consumo de energía (reducción de CO2)• Mayor puntualidad• Menor desgaste• Mejoras operativas de largo alcance• Fácil implementación, gracias a la solución “conectar y listo” independiente del

mando del tren

LEADER es un sistema avanzado de ayuda a la conducción que permite a losmaquinistas operar sus trenes de forma:• Energéticamente eficiente• Con la puntualidad como hito esencial • Suave

¿Que es el LEADER?

Descripción


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• 5 locomotoras• >100 vagones • Masa: 5000 t• Distancia: ~ 500 km

Objetivo original: Conseguir un adecuado manejo de trenes de mercancía pesada, reduciendo significativamente fuerzas dinámicas y costes de combustible.

Aplicación en Norfolk Southern para la operación de trenes pesados de mercancías:

- Tensiones internas de tren minimizadas - Ahorro de Energía >15% conseguido

¿Por qué nace el LEADER en 1996?


• 5 locomotoras• >100 vagones• Masa: 5000 t• Distancia: ~ 500 km

El sistema se implanta en las explotaciones AAR teniendo éxito en USA, Canadá, Sudamérica, Sudáfrica y Australia.

Típica explotación de trenes AAR de mercancía pesada

• Norfolk Southern (LEADER Standard, Integration de PTC)

• Union Pacific (LEADER Standard, Marcha automática)

• BNSF (LEADER Standard)

• VALE (LEADER Standard, Integration de PTC)

• MRS (LEADER Standard, Integration de PTC)

• 5 locomotoras• >100 vagones• Masa: 5000 t• Distancia: ~ 500 km

• ¡Se demuestra una clara posibilidad de ahorro energético!

• Se desarrolla una versión orientada al mercado europeo considerando sus necesidades.

• En 2008 salta a Europa

Ejemplo de Explotaciones con LEADER


LEADER EU

Trenes Europeos de Viajeros Objetivo inicial del LEADER

Circulación Característica de un Tren Europeo de Viajeros Objetivo inicial para el empleo del LEADER es:

• Unidad Diesel Múltiple• 6 - 8 coches• Masa: 400 - 500 t• Distancia por viaje: ~200 km

En base a la experiencia de años en sistemas AAR y el conocimiento del grupo KB de la dinámica del freno se pretende:-Un ahorro de energía >15% -Reducción del 30 % en esfuerzo/energía de freno.-Emplear el LEADER en vehículos de tracción eléctrica y de cualquier otra configuración.


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LEADER en operación en USA Integración de LEADER en una cabina de conducción europea



LEADER EU

LEADER Cuenta con una Larga Experiencia en Ahorro de Energía

1996 - 1998 1999 - 2000 2001 - 2003 Desde 2004 Desde 2008Transferencia de tecnología al mercado europeo

Aplicación en serie en los operadores más importantes del mercado AAR (Asociación de Ferrocarriles de Norteamérica)

Automatización de la gestión de datos;integración con el simulador del tren

Validación del concepto; aplicación ferroviaria

Proyecto de Knorr-Bremse en NYAB en EEUU

E v o l u c i ó n de L E A D E R

En 2011

Primer ClienteEuropeo


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LEADER EU


Principios Básicos



Conclusiones



LEADER EU

Ahorrar energía (reducir CO2)Puntualidad

Gestión de FlotasLocalización de vehículos

Actualización de forma remota

Auto adaptativoFácilmente HomologableVálido para todo tipo vehículo

Objetivos deLEADER EU


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LEADER EU

Perfil óptimo de viaje

Vel

ocid

ad

Distancia

Equilibrio energético

Combustible

Energía Eléctrica

Energía Potencial

Energía Cinética

Frenos Dinámicos

Frenos Neumáticos

Resistencias

Vehículo

Horarios

Posición

Línea

El Principio Básico de LEADER es el Ahorro de Energía

- Manteniendo la puntualidad- Minimizando las fuerzas internas del tren - Reduciendo el ruido en zonas urbanas durante la noche



LEADER EU

Trenes Europeos de Viajeros Objetivo inicial del LEADER

Circulación Característica de un Tren Europeo de Viajeros Objetivo inicial para el empleo del LEADER es:

Recordemos:



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Modo principal de ahorro de energía de LEADER

Tracción recomendada para hacer funcionar el motor con un alto grado de eficienciaReducción de la velocidad máxima para evitar la acumulación de energía cinética y minimizar los factores dependientes de la velocidad (ej. resistencia del aire)Conducción anticipada en deriva para reducir el consumo de energía en tracciónComo consecuencia: Armonización en la forma de conducir de los maquinistas

¿Cómo consigue LEADER ahorrar energía?

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0 20 40 60 80 100 120 140 160 km 2000

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225

Vel

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Velocidad LEADERVelocidad de referenciaConsumo de combustible LEADERConsumo de combustible de referencia

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Principios de diseño del Sistema


LEADER EU

LEADER – Efecto sobre la Puntualidad

Suprimir los retrasosMayor satisfacción del usuario

Suprimir las llegadas anticipadasUtilizar los márgenes de tiempo para conseguir la optimización del perfil de velocidad Evitar paradas en las señales de entrada a la estación

Puntualidad significa llegar a tiempo, no antes de tiempo

-80%

ConLEADER

SinLEADER

Desviación Media sobre la Hora de Llegada Prevista



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LEADER EU

Energía de freno (MJ)

Dif respecto a valor de

Referencia(%)Referencia 3181 -

1 2366 -25,63

2 2532 -20,41

3 2127 -33,14

4 1899 -40,31

5 2184 -31,35

LEADER reduce el Desgaste y de ese modo los Costes del Ciclo de Vida

- Desgaste menor por menor uso de: ruedas, discos , guarniciones, zapatas

- Mayor vida por menores solicitaciones a: ruedas, discos , guarniciones, zapatas, motores eléctricos y diesel, convertidores, acoplamientos (Voith), ganchos de tracción, topes,…

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

15/02/2010 16/02/2010 17/02/2010 18/02/2010 19/02/2010Fecha

Func

iona

mie

nto

del F

reno

(GJ)

Referencia

1 2 3 4 5




LEADER EU

Login / Cambio de Maquinista

Información del Maquinista (Datos iniciales del tren)

Login / LogoutCambio de Maquinista

Login Status

Datos del Maquinista

Analizador



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LEADER EU

Analizador de Situación

Analizador de Situación Optimizador

Perfil de Velocidad Recomendado

Hora (reloj de la estación)

Posición Actual

Velocidad Actual

Destino

GPS


Arquitectura Lógica del Sistema


LEADER EU

Optimizador

OptimizadorPerfil de Velocidades

Recomendadas

Parámetros del Tren

Horario de Circulación

Información de la línea

Hora estimada de Llegada (ETA=Estimated Time of Arrival)

Analizadorde Situación


Información de la línea:Puntos kilométricos, Perfil de vía (gradientes y curvas)Ubicación de estacionesRestricciones*

Puntos de Interés (POI)**

Horario de Circulación:Horas de llegadaHoras de salidaIdentif icación de estaciones IDs

Parámetros de tren:Masas, longitud,resistencia al avance,curva de esfuerzo de freno,curva de esfuerzo de tracción

Operación Recomendada- Vector de tiempo- Vector de velocidad- Vector recomendado de esfuerzo de freno- Vector recomendado de esfuerzo de tracción- Cálculo de energía consumida

* Restricciones de velocidad:PSR (Permanent Speed Restriction) = Restricciones de velocidad permanentes:TSR (Temporary Speed Restriction) = Restricciones de velocidad temporalesESR (Emergency Speed Restriction) =Restricciones de velocidad por emergencias**POI (Point of Interest) = Puntos de Interés: Señales, puentes, túneles, pasos a nivel, etc.

Arquitectura Lógica del Sistema

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LEADER EUI Foro Internacional Ferroviario BCNRail

Estructura Hardware del Sistema


LEADER EU

Visión de conjunto del sistema

LEADER EU Sistema de Gestión de Datos


GPRSRed-VPN

Back office

Control de Tren

Display Cabina

LEADER

GPS/GPRS Antena Suministro de Energía: Tensión de Batería

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LEADER EU

LEADER es un Sistema Independiente y Autónomo


Suministro de Energía

Flujo de datos

Control del Tren

Comunicaciones Vía Radio

Concepto certificado por RailCert

• Exceptuando la alimentación eléctrica, LEADER no interactúa con el tren

• Diseño y hardware cumplen estándares UE (Ej. EN 50155, EN 50121)

• Hardware altamente contrastado en uso ferroviario

• Interfaz del equipo del maquinista totalmente adaptable a las necesidades del cliente

Estructura Hardware del Sistema


LEADER EU


Principios Básicos



Conclusiones


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Ensayos en campo con First Great Western

Ensayos realizados en 2010

• Coche motor “Class 43 Power Car”• Composición de 7 u 8 Coches “MK3 Coaches”• Tráfico de pasajeros• Tren de alta velocidad• Velocidad máxima: 200 km/h• Paradas intermedias: 4• Masa: 400 - 500 t• Recorrido: ~ 200 km

Participación en la oferta de FGW para DAS en 2010

• LEADER fue uno de los dos finalistas para esta oferta y reconocido como la mejor solución técnica con la más alta reducción de consumo de energía.

Resultados

Ahorro de energía > 20 %Reducción esfuerzo de freno > 35 %Incremento de la puntualidad > 75 %



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Ensayos en campo con Operador Privado Alemán

Ensayos en 2011

• Unidad diesel LINT 41 • Composición de dos (2) UTs• Tráfico de pasajeros• Tren Regional• Velocidad máxima: 120 km/h• Paradas intermedias: 9• Masa: ~ 65 t• Recorrido: ~ 130 km

Participación en análisis comparativo “Benchmark” con otros Sistemas de ayuda a la conducción (DAS) en 2011

• Resultados preliminares: LEADER ha conseguido el mayor ahorro de energía

Resultados

Ahorro de energía >15 %


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LEADER EU

En la actualidad realizando ensayos en campo con el Mayor Operador Públicode Centro Europa*.

Evaluación preliminar de potenciales ahorros

• Locomotora de tracción eléctrica• Composición de 6 a 8 Coches• Tráfico de pasajeros• Tren “Inter City”• Velocidad máxima: 140 km/h• Paradas intermedias: 4• Masa: ~ 170 t• Recorrido: ~ 211 kmEnsayos actualmente en curso

• Ensayos sobre trenes diesel ya concluidos habiendo conseguido los ahorros esperados > 15 %

• Ensayos sobre trenes de tracción eléctrica con freno regenerativo iniciados a finales de Septiembre. Los recorridos de análisis muestran un ahorro de energía potencial al menos igual que para los trenes diesel.

(* Por favor, tener en cuenta las restricciones de pubicidad directa realizadas a petición de nuestro cliente)



LEADER EU

Primer Cliente para Tráfico de Pasajeros: Locomotoras Vossloh para Israel Railways

Instalación Pre-serie en 2011

• Locomotora de tracción• Composición de 8 Coches• Tráfico de pasajeros• Tren Suburbano• Velocidad máxima: 160 km/h• Paradas intermedias: 22• Masa: ~ 140 t• Recorrido: ~ 230 km

Ahorro de energía >15 %

LEADER será instalado en 2012 en 15 locomotoras Vosslohclase "EURO 3000"• Vossloh ha pedido 30 unidades del LEADER

(2 por locomotora)

Resultados


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LEADER EU

Las Aplicaciones en Trenes Europeos de Viajeros Muestran Resultados Prometedores

Circulación Característica de un Tren Europeo de Viajeros de Viajeros Objetivo inicial para el empleo del LEADER


Los ensayos en campo llevados a cabo han sido tremendamente exitosos y el grupo KB ha recibido la primera orden de producción para este innovador sistema.

La experiencia de años en USA y el conocimiento del grupo KB de la dinámica del freno ha dado lugar a un ahorro energético muy superior a los ahorros de otras soluciones.


Ahorro de energía alcanzado >15%

Reducción del esfuerzo / energía de freno en un 30 %

El empleo del LEADER en vehículos de tracción eléctrica y de cualquier otra configuración es igualmente posible


LEADER EU


Principios Básicos


Opciones y Funciones auxiliares [Back Office]

Conclusiones


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LEADER EU

LEADER EU Display Propuesta de velocidad del LEADER

Información adicional (Horario, itinerario, etc.

Limite de velocidad, kilometraje y perfil

Acción propuesta del LEADER (deriva, etc.)

Llegada estimada



LEADER EU

Pantalla personalizada

El optimizador recomienda el perfil de velocidad óptimo hasta la siguiente parada Integración total de horario y límite de velocidadEntorno amigableSolución de pantalla integrada que se puede personalizar según necesidades específicasLos distintos tamaños de pantalla permiten su integración en los distintos vehículos

El cliente define el contenido y el diseño de la pantalla


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LEADER EU

Funciones básicas

La gestión de datos permite:

• Monitorizar la flota • Acceder online a la información del viaje en tiempo real• Automatizar procesos de información • Actualizar software y datos básicos a bordo

Otros módulos y funciones de software disponibles:

• Interfaz para importar datos • Programa para crear un procesador de datos• Gestión de recursos

Sistema de Gestión de Datos LEADER EU

El software se subdivide en tres módulos:

• Comunicación de datos • Gestión de datos (interpretación, horarios, operador…)• Localización del Material



LEADER EU

Los datos del LEADER se pueden emplear en Simuladores para formación Sydac de Knorr- Bremse

ProductosOrígenes Mercados

• Surgen en Australia en 1988, en investigaciones sobre accidentes

• Líder en el mercado Ferroviario Australiano

• Expertos en Alta Velocidad, Viajeros, Mercancías, Metros…

• Atención al cliente en todo el mundo mediante la red KB

• Especialistas en formación con la más alta fidelidad a las condiciones reales de explotación

• Estrecha colaboración con los clientes

• Coste de ciclo de vida optimizado


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LEADER EU


Principios Básicos



Conclusiones



LEADER EU

El LEADER de Knorr-Bremse Ofrece una Solución Llave en Mano de un Único Proveedor

• Hardware• Software a bordo• Software de funciones auxiliares “Back office”• Medidas topográfica sobre las líneas• Instalación• Servicio• Formación• Servicio postventa de accesorios y repuestos

Knorr-Bremse ofrece una amplia gama de productos y servicios


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LEADER EU

ConclusionesConclusiones

Con LEADER el operador será capaz de…

• Facilitar el trabajo al maquinista, mostrando: Restricciones de velocidad, señales, pasos a nivel, tiempo y distancia a las estaciones, etc.

• Llevar a cabo una condución mas segura, información detallada sobre la linea, indicación visual de cola de tren, ubicación del tren en condiciones de visibilidad reducida, etc.

• Conocer el cumplimiento de horarios a través de datos de todos los viajes

• Incrementar el confort del pasajero, conducción suave y velocidad recomendada en función de las condiciones de la linea y del horario.

• Mejorar la formación de los maquinistas usando los datos registrados para próximos recorridos y analizando la estrategia de conducción con el maquinista.

• Conducción homogenea: Consigue dotar de experiencia a los maquinistas noveles en poco tiempo.



LEADER EU

Conclusiones

El sistema está disponible para ...

• La operación de trenes de viajeros diesel y eléctricos• La operación de trenes de mercancías• Realizar gestión de datos mediante el “Back Office”• Integrarlo con Simuladores Sydac para la formación de maquinistas y para el análisis de

los criterios de conducción

• Una conducción más eficiente desde el punto de vista energético• Reducir el desgaste gracias a una menor velocidad y un menor uso del freno• Mejorar la puntualidad

LEADER contribuye a …


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LEADER EU

Ahorrar energía (reducir CO2)Puntualidad

Auto adaptativoFácilmente HomologableVálido para todo tipo vehículo

Gestión de FlotasLocalización de vehículos

Actualización de forma remota

Objetivos deLEADER EU



LEADER EU

Manuel González CondeAM Engineering Department Manager MAD-R/AM1 Tel: +34911459439E-mail:[email protected]

MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN

Contactos


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