BR102015006612B1

BR102015006612B1 - Equipamento de detecção e sistema de sinalização para uma via férrea

Info

Publication number: BR102015006612B1
Application number: BR102015006612-0A
Authority: BR
Inventors: Mathieu Bresson; Jean-Louis Venencie; Jocelyn Perrot
Original assignee: Alstom Transport Technologies
Priority date: 2014-03-25
Filing date: 2015-03-25
Publication date: 2022-10-11
Also published as: CN105151084A; FR3019128B1; FR3019128A1; CA2885132A1; CN105151084B; HK1214797A1; SG10201501984RA; CA2885132C; BR102015006612A2; EP2923915A1

Abstract

EQUIPAMENTO DE DETECÇÃO E SISTEMA DE SINALIZAÇÃO PARA UMA VIA FÉRREA" O equipamento (20), de acordo com a invenção, para um sistema de detecção para trilhos de uma arquitetura de controle de tráfego ferroviário automático é associado a uma zona de uma via férrea e tem capacidade para gerar informações de liberação para a dita zona, a partir de sinais recebidos de sensores (28A; 28B), o equipamento (20) compreende uma camada de hardware (42), que compreende uma interface de entrada (55), para produzir um sinal digital a partir dos sinais entregues, e um quadro de comunicação (61 ), para se comunicar com uma rede (22) e permitir a comunicação com um sistema de intertravamento o equipamento (20) compreende uma camada de software (44), que compreende um software de aplicativo (63) para adquirir o sinal digital e gerar informações de liberação, e um software piloto (65) para enviar as ditas informações ao sistema de intertravamento.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se a um equipamento para um sistema de detecção secundária para trilhos de um sistema de intertravamento para um sistema de sinalização, mais particularmente a uma arquitetura de controle de trem automático para trens que percorrem uma rede ferroviária. Tal arquitetura é denominada como Controle de Trem Automático (ATC).

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] De modo conhecido, uma arquitetura de ATC compreende diferentes sistemas que cooperam entre si para permitir que os trens percorram a rede de maneira segura.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[003] Existem diferentes arquiteturas de ATC; no entanto, a presente invenção se refere mais especificamente a uma arquitetura de ATC do tipo "controle de trens baseado na comunicação" (CBTC). Uma arquitetura de CBTC é ilustrada de modo diagramático na Figura 1.

[004] A arquitetura de CBTC é baseada na presença de computadores a bordo dos trens. O computador 26 de um trem determina um certo número de parâmetros operacionais e se comunica com vários sistemas no solo para permitir que o trem realize sua missão de modo seguro. Esse computador, por um lado, cobre as necessidades funcionais do trem, isto é, por exemplo, as estações a serem servidas e, por outro lado, controla os pontos de segurança, isto é, por exemplo, verifica que o trem não está percorrendo em uma velocidade excessiva. O computador 26 de um trem é, pelo menos, conectado a uma unidade de radiocomunicação de bordo 27, com capacidade para estabelecer uma ligação por rádio com estações-base 25 de uma infraestrutura de comunicação que, por sua vez, é conectada a uma rede de comunicação 29 da arquitetura de CBTC.

[005] No solo, a arquitetura de CBTC compreende um controlador de zona (ZC) referenciado pela Figura 50 na Figura 1. Esse controlador de zona 50 é particularmente responsável, por um lado, por monitorar a presença de trens na rede ferroviária e, por outro lado, em uma arquitetura centralizada, é responsável por fornecer autorizações de movimentação aos trens que têm a natureza de garantia de sua movimentação segura, isto é, por exemplo, para não fornecer uma autorização de movimentação a um trem que pudesse fazer com que o mesmo passasse a frente de um trem que o precedesse.

[006] A arquitetura de CTC é parte de um sistema global, denominado sistema de sinalização (SS na Figura 1), que também tem capacidade para comandar uma pluralidade de peças do equipamento na via.

[007] O sistema de sinalização compreende um sistema de supervisão automática de trem (ATS). O sistema de ATS é implantado em uma unidade operacional e compreende interfaces homem / máquina, o que permite que os operadores intervenham nos vários sistemas do sistema de sinalização e, em particular, no equipamento ao longo da via. Por exemplo, o operador pode controlar remotamente o desligamento do sinal (acendendo uma luz vermelha) do ATS.

[008] O sistema de sinalização também compreende um sistema de intertravamento. Tal sistema de intertravamento tem capacidade para gerenciar o equipamento ao longo da via, tal como sinais luminosos, acionadores de comutação, etc., sendo que o equipamento ao longo da via permite que os trens se movam de modo seguro e evita a movimentação conflitante entre os mesmos. Uma vez baseado em relés eletromecânicos, o sistema de intertravamento funciona, hoje, por meio de computadores apropriados para comandar o equipamento ao longo da via. Tal computador de intertravamento é referenciados pelo número 19 na Figura 1.

[009] A rede ferroviária é composta por seções de via férrea, sendo que cada seção de via é subdividida em zonas. Na Figura 1, são mostradas três zonas sucessivas 14A, 14B e 14C.

[010] A ocupação de uma zona de uma seção de via é uma informação-chave para a segurança ferroviária. A determinação dessa informação será agora descrita.

[011] O controlador de zona recebe as informações, por um lado, de um sistema de detecção primária e, por outro, de um sistema de detecção secundária.

[012] O sistema de detecção primária faz com que seja possível determinar a zona ocupada por um trem com base na posição instantânea do trem determinada pelo próprio trem. Mais especificamente, o controlador de zona recebe a posição instantânea de um trem a partir de cada computador 26 a bordo desse trem 16. Essa posição é determinada pelo computador a bordo por meio da detecção de faróis 24 dispostos ao longo da via 12, e cujas posições geográficas são conhecidas, de meio de odometria com que o trem é equipado, o que permite que o computador 26 determine a distância percorrida pelo trem desde o último farol ultrapassado. Em outra realização, o trem usa outros meios para determinar sua posição: por exemplo, um acelerômetro (no lugar do odômetro) ou um GPS (no lugar dos faróis). A partir da posição instantânea do trem, o controlador de zona usa um mapa geográfico da rede, em que cada zona é identificada de forma única, para deduzir a zona em que o trem está atualmente localizado. Um primeiro estado E1 da zona em que o trem está localizado assume, então, o valor "ocupado".

[013] Deve-se verificar que, por motivos de segurança, de acordo com o sistema de detecção primária, não só a zona em que o trem se localiza está no estado "ocupado", como estão também as zonas adjacentes antes e depois da zona central, de forma a definir uma área de segurança ao redor do trem. A área adicional cobre a distância máxima que o trem pode percorrer entre o momento em que se calcula a posição que será enviada ao controlador de zona e o momento em que esse controlador de zona recebe a informação.

[014] Ademais, contanto que nenhuma outra informação de posição seja recebida pelo controlador de zona, o mesmo continua a inferir a posição do trem para cobrir seus possíveis movimentos.

[015] O primeiro estado E1 das zonas em que nenhum trem está localizado no momento atual assume o valor "livre".

[016] Dessa forma, uma primeira informação de ocupação para cada zona é determinada pelo controlador de zona.

[017] O sistema de detecção secundária tem capacidade de prover apoio ao sistema de detecção primária; por exemplo, no caso de a unidade de comunicação por rádio 27 de um trem 16 não estar mais funcionando, o controlador de zona 50 não poderá obter a posição instantânea do trem. É importante verificar que um sistema “puramente” de CBTC pode operar apenas com a detecção primária. O sistema secundário é, no entanto, importante, por um lado, para cobrir os modos de falha da comunicação de CBTC e, por outro lado, para permitir que trens não equipados com CBTC percorram a mesma rede ferroviária.

[018] Através do uso de equipamento de via adequado, posicionado ao longo da via, o sistema de detecção secundária tem capacidade de detectar a presença de um trem em uma determinada zona.

[019] Em uma primeira realização, o sistema de detecção secundária é baseado na contagem do número de eixos em um veículo que esteja passando em frente a um sensor de eixo situado em cada extremidade da zona considerada. Tal sistema é denominado como "Contador de Eixos". Assim, quando um veículo entra em uma zona, o sensor de entrada, situado na entrada dessa zona, permite a incrementação de um contador de estado associado a tal zona, cada vez que a passagem de um eixo do veículo é detectada. Quando o veículo deixa a zona considerada, o sensor de saída, situado na saída dessa zona, torna possível o decréscimo de uma unidade do mesmo contador de estado, cada vez que a passagem de um eixo do veículo é detectada. Assim, a zona estará no estado "livre" quando o contador de estado associado a essa zona for igual a zero. De outro modo, a zona estará no estado "ocupado".

[020] Em uma segunda realização, o sistema de detecção secundária compreende um sensor do tipo de circuito da via. Tal sensor torna possível a detecção da presença de um curto-circuito quando cada linha dos trilhos da zona considerada estiver energizada. De fato, se um veículo estiver presente nessa zona, o eixo do veículo conecta eletricamente as duas linhas de trilhos e cria um curto-circuito. Assim, a detecção de um curto-circuito torna possível se colocar um contador de estado binário no valor de unidade correspondente ao estado “ocupado” dessa zona. De outro modo, o contador de estado assume o valor zero e a zona fica no estado "livre".

[021] Nessas duas realizações, o sistema de detecção secundária compreende, além de uma pluralidade de sensores de via, uma pluralidade de itens de equipamento intermediário, o que torna possível o uso de sinais de medição analógica na saída dos sensores para gerar informações de ocupação para a via que podem ser enviadas ao sistema de intertravamento. Assim, a interface entre os sensores de via e o sistema de intertravamento pode ser dividida em duas partes: - uma parte "a montante", que conecta os sensores de via a uma peça do equipamento de detecção. Essa parte é constituída por um cabo que conecta os sensores ao equipamento de detecção, que, por sua vez, é constituído de relés eletromecânicos, o que torna possível a aquisição de sinais analógicos na saída dos sensores, e permite a implantação de sensores de estado de ocupação para as zonas correspondentes através de comutadores controlados; - uma parte "a jusante", que conecta o equipamento de detecção ao sistema de intertravamento. Essa parte tem capacidade de emitir um sinal de leitura do sensor de estado de ocupação de uma zona do equipamento de detecção, gerar uma mensagem adequada que compreenda as informações de ocupação e enviá-la ao sistema de intertravamento. No estado da técnica, essa parte a jusante também é constituída de peças do equipamento composto de relés eletromecânicos e quadros eletrônicos para as interfaces com o sistema de intertravamento.

[022] De forma geral, essas peças do equipamento intermediário são instaladas em um local técnico disposto para esse fim na margem da via férrea.

[023] O sistema de detecção secundária do estado da técnica tem algumas desvantagens.

[024] Em particular, o equipamento intermediário do sistema de detecção secundária é dispendioso, volumoso e de difícil instalação e manutenção. Em particular, a segunda parte, chamada de "a jusante", para a interface com o sistema de intertravamento é complexa.

[025] A presente invenção tem como objetivo resolver os problemas supracitados. Em particular, seu objetivo é propor uma interface entre os sensores e um sistema de intertravamento para um sistema de detecção secundária em solo que é mais compacto, menos dispendioso, mais simples para instalar e fácil de manter. A presente invenção tem como objetivo simplificar a segunda parte, chamada de "a jusante", de tal interface diminuindo drasticamente o número necessário de componentes. Essa simplificação envolve modificar o equipamento de detecção da parte chamada de "a montante" de tal interface.

[026] Para esse fim, a invenção se refere a uma peça do equipamento de detecção para um sistema de detecção secundária de trilhos de uma arquitetura de controle de tráfego ferroviário automático em uma via férrea, sendo que tal via férrea é subdividida em uma pluralidade de zonas, em que o dito equipamento é associado a pelo menos uma zona particular e tem capacidade de gerar informações de liberação para a dita zona particular em que haja um veículo percorrendo a via, a partir de pelo menos um sinal de medição recebido de pelo menos um sensor do sistema de detecção secundária conectado ao dito equipamento, em que o dito equipamento é um computador que compreende: - uma camada de hardware que compreende: - meio de computação; - meio de armazenamento; - uma interface de entrada que compreende: um conector, para conectar o dito pelo menos um sensor ao dito equipamento, e meio de digitalização, para produzir um sinal digital a partir do sinal de medição entregue pelo dito pelo menos um sensor; - um quadro de comunicação, para conectar o equipamento a uma rede de comunicação e permitir uma comunicação bidirecional entre o equipamento e um sistema de intertravamento de um sistema de sinalização, ao qual a dita arquitetura de controle de tráfego automático pertence, sendo que o dito sistema de intertravamento é conectado à rede de comunicação; - uma camada de hardware que compreende: - software de aplicativo com capacidade para adquirir o sinal digital da interface de entrada e gerar informações de liberação para a dita zona particular; - software piloto com capacidade para gerar uma mensagem de dados das ditas informações de liberação da dita zona particular, sendo que a mensagem de dados respeita um protocolo de comunicação seguro, e passar a mensagem de dados ao quadro de comunicação para que o mesmo envie a mensagem de dados através da rede de comunicação ao sistema de intertravamento.

[027] De acordo com outros aspectos vantajosos da invenção, o equipamento compreende uma ou mais das funções a seguir, consideradas por si sós ou de acordo com todas as combinações tecnicamente possíveis: - o dito sensor do sistema de detecção secundária é um sensor de circuito de via, sendo que o dito conector e o dito software de aplicativo são adaptados ao dito sensor; - o dito sensor do sistema de detecção secundária é um sensor de eixos, sendo que o dito sensor e o dito software de aplicativo são adaptados a esse sensor; - o dito quadro de comunicação é um quadro de comunicação do tipo ETHERNET; - o dito protocolo de comunicação seguro é o protocolo definido pela norma FSFB2; - o dito software piloto tem capacidade para comandar uma reinicialização das informações de liberação para a dita zona particular a partir de uma mensagem de reinicialização proveniente do dito sistema de intertravamento e recebida pelo dito quadro de comunicação.

[028] A invenção também se refere a um sistema de sinalização para uma via férrea que compreende: uma rede de comunicação, preferencialmente do tipo ETHERNET; um sistema de intertravamento para controlar o tráfego de veículos que percorrem a via; e uma arquitetura de controle automático para o tráfego ferroviário na via, sendo que tal arquitetura é do tipo baseado no controle dos veículos por meio de computadores de bordo, em que a dita via férrea é subdividida em uma pluralidade de zonas, e a dita arquitetura compreende: - um sistema de detecção primária para detectar a presença de um veículo em pelo menos uma zona particular a partir de uma determinação da posição do veículo realizada por um computador a bordo do dito veículo, sendo que o sistema de detecção primária tem capacidade de gerar uma primeira informação de liberação e - um sistema de detecção secundária de via, para detectar a presença de um veículo em pelo menos uma zona particular da via, que compreende um sensor situado ao longo da via, associado à dita zona particular e com capacidade para gerar um sinal de medição, sendo que o dito sistema de detecção secundária tem capacidade para gerar uma segunda informação de liberação e comunicá-la ao sistema de intertravamento, sendo que o sistema de detecção secundária é independente do sistema de detecção primária, em que o sistema de detecção secundária compreende uma peça do equipamento de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, cuja interface de entrada é conectada ao dito pelo menos um sensor e cujo quadro de comunicação é diretamente conectado ao sistema de intertravamento, através da rede de comunicação.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[029] A invenção será mais bem compreendida com o uso da descrição a seguir, fornecida apenas como um exemplo não limitante e produzida em referência aos desenhos anexos, em que: - a Figura 1 é uma vista diagramática de uma arquitetura de controle de tráfego ferroviário automático em uma via férrea de acordo com a invenção e um veículo que percorre aquela via férrea; - a Figura 2 é uma vista diagramática de uma peça do equipamento do sistema de detecção secundária de via da arquitetura da Figura 1.

DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO

[030] O sistema de sinalização 10 para uma via férrea 12 é ilustrado na Figura 1.

[031] A via férrea 12 é dividida em uma pluralidade de seções, sendo que cada seção é subdividida em uma pluralidade de zonas nas quais o tráfego ferroviário é monitorado. A Figura 1 ilustra uma seção da via férrea 12, que é subdividida em três zonas designadas pelas referências 14A, 14B e 14C.

[032] Cada zona 14A, 14B ou 14C compreende um identificador, o que torna possível que a mesma seja distinguida de forma única e exata do conjunto de zonas da via 12.

[033] A Figura 1 ilustra também um veículo 16 percorrendo a via férrea 12. O veículo é ilustrado no momento em que entra na zona 14B: o mesmo atravessa um primeiro limite 18A, situado entre as zonas 14A e 14B e que forma um limite de entrada para a zona 14B, e segue em direção um segundo limite 18B, situado entre as zonas 14B e 14C e que constitui um limite de saída da zona 14B.

[034] "Veículo" se refere a qualquer veículo com capacidade para percorrer a via férrea 12.

[035] O veículo 16 compreende uma pluralidade de eixos, sendo que pelo menos uma roda para cada linha de trilhos da via férrea 12 é montada em cada eixo para permitir que o veículo 16 se mova ao longo da via férrea. Os eixos e as rodas são produzidos a partir de um material eletricamente condutor. Na Figura 1, o veículo 16 compreende quatro eixos designados pelas referências 17A, 17B, 17C e 17D.

[036] O sistema de sinalização 10 compreende um sistema de intertravamento 19 para controlar o percurso dos veículos que percorrem a via férrea 12 e, em particular, o percurso do veículo 16. Tal sistema de intertravamento da via férrea 12 também é referido, no estado da técnica, como intertravamento.

[037] O sistema de intertravamento 19 tem capacidade de acionar a operação de uma pluralidade de peças do equipamento distribuídas ao longo da via 12, sendo que somente uma peça do equipamento de detecção 20, descrito com mais detalhes abaixo, é mostrada na Figura 1. Assim, por exemplo, tais peças do equipamento assumem a forma de acionadores de comutação, luzes de sinalização ou outros dispositivos eletromecânicos conhecidos por si sós no estado da técnica.

[038] O sistema de intertravamento 19, por exemplo, compreende uma pluralidade de computadores com capacidade para analisar e controlar o tráfego ferroviário na via férrea de forma automática ou semiautomática. O sistema de intertravamento 19 está situado distante do equipamento da via férrea 12 e é conectado à mesma por uma rede de comunicação apropriada 22, preferencialmente do tipo ETHERNET.

[039] O sistema de sinalização 10 compreende uma arquitetura de controle de tráfego automático para trens na via, que é uma arquitetura do tipo de controle de trens baseado em comunicação (CBTC).

[040] Essa arquitetura compreende um controlador de zona 50 com capacidade para conciliar as informações de ocupação da via de um sistema de detecção primária e um sistema de detecção secundária.

[041] Essa arquitetura compreende, assim, um sistema de detecção primária SPD utilizando os faróis 24A, 24B ou 24C. Esses ficam situados, respectivamente, nas zonas 14A, 14B e 14C e têm capacidade de enviar sua posição geográfica precisa a um computador 26 a bordo do veículo 16.

[042] A posição instantânea é computada pelo computador 26, a partir da posição geográfica do último farol cruzado, que é atualizada com a medição do trajeto percorrido pelo veículo desde o último farol cruzado, obtida pelo uso do meio de odômetro com que o veículo 16 é equipado.

[043] O veículo 16 compreende também unidades de comunicação por rádio de bordo 27 com capacidade para enviar e receber sinais sem fio com estações-base 25 posicionadas no solo ao longo da via 12. Essas estações-base 25 são conectadas a uma rede de comunicação 29 do sistema 10.

[044] As unidades 27 permitem a comunicação ao controlador de zona 50 de uma mensagem que compreende a posição instantânea e um identificador do veículo 16, o que torna possível que o mesmo seja distinguido de forma única e exata de outros veículos que percorram a via 12.

[045] Com base no plano do arranjo da via, isto é, a subdivisão em zonas geograficamente identificadas da via 12, e a posição instantânea do veículo 16, o computador de zona 50 determina o identificador da zona na qual o veículo está localizado. O mesmo associa o estado "ocupado" a essa zona.

[046] Para compensar uma falha do sistema de detecção primária SPD ou para permitir o percurso de trens não equipados com CBTC na mesma rede ferroviária, o sistema de detecção primária SPD é apoiado por um sistema de detecção secundária SSD, que tem capacidade de detectar o estado de ocupação das zonas da via 12 através de uma medição direta da presença do veículo em cada zona.

[047] A arquitetura compreende, assim, um sistema de detecção secundária SSD para detectar a presença ou ausência de um veículo nas zonas 14A, 14B e 14C da via férrea 12. O sistema de detecção secundária SSD gera uma segunda informação de ocupação que é comunicada ao computador de zona 50.

[048] O sistema de detecção secundária SSD compreende uma pluralidade de sensores e uma pluralidade de peças do equipamento de detecção 20.

[049] Em uma primeira realização mostrada na Figura 1, o sistema de detecção secundária SSD compreende sensores de eixos. Para determinar o estado de ocupação da zona 14B, um sensor de entrada 28A e um sensor de saída 28B são colocados ao longo da via no primeiro limite 18A e no segundo limite 18B da zona 14B, respectivamente. Cada sensor 28A ou 28B é um dispositivo de contagem com capacidade para enviar um sinal de medição quando um eixo cruza o limite 18A ou 18B, respectivamente. O sinal de medição é, por exemplo, um pulso de curta duração.

[050] Cada zona da via 12 é associada a um sensor de entrada e um sensor de saída. Vantajosamente, para reduzir custos, o sensor de saída da zona também é o sensor de entrada da próxima zona.

[051] Deve-se observar que, na Figura 1, uma zona é uma porção da via com duas extremidades, porém poderia ser uma zona que compreende várias extremidades de entrada e/ou saída, tal como uma zona que corresponde a um comutador.

[052] Os dois sensores de uma zona são conectados à entrada de uma peça do equipamento de detecção 20. Mais particularmente, para o caso da zona 14B, os sensores 28A e 28B são diretamente conectados ao equipamento de detecção 20 por conexões cabeadas.

[053] Na realização exemplificativa mostrada aqui em detalhes, o equipamento de detecção é dedicado a uma zona. É, portanto, associado a um par de sensores. De forma alternativa, uma peça do equipamento de detecção é compartilhada por uma pluralidade de zonas que são geograficamente adjacentes umas às outras. Os sensores de cada uma das zonas são conectados à entrada do equipamento de detecção, que mede o estado de ocupação de cada uma dessas zonas em cada momento.

[054] O equipamento de detecção 20 também é diretamente conectado ao sistema de intertravamento 19, através de uma rede de comunicação 22.

[055] O equipamento de detecção 20 tem capacidade de adquirir os sinais de medição provenientes de um par de sensores e processar os mesmos para determinar o estado de ocupação da zona correspondente e enviar as informações de ocupação ao sistema de intertravamento 19, através da rede de comunicação 22.

[056] O sistema de intertravamento 19 retransmite essas informações e as envia ao controlador de zona 50, através da rede de comunicação 29 do sistema 10.

[057] O equipamento 20 é ilustrado com mais detalhes na Figura 2.

[058] Assim, conforme ilustrado na Figura 2, o equipamento 20 é um computador 40 que compreende uma camada de hardware 42 e uma camada de software 44.

[059] A camada de hardware 42 compreende um meio de computação 51 e um meio de armazenamento 53. O meio de armazenamento 53 é, por exemplo, uma memória com capacidade para armazenar as instruções para uma pluralidade de programas de software. O meio de computação 51 é, por exemplo, um processador com capacidade para executar o software armazenado no meio de armazenamento 53.

[060] A camada de hardware 42 compreende, também, uma interface de entrada 55. A interface de entrada compreende uma pluralidade de conectores 57, em que cada conector 57 torna possível a conexão do equipamento 20 a um sensor, tais como os sensores 28A e 28B. A interface de entrada compreende um meio de digitalização 59 para produzir um sinal digital de um sinal de medição analógica proveniente de um sensor 28A ou 28B.

[061] A camada de hardware 42 compreende, também, um quadro de comunicação 61 do tipo ETHERNET para conectar o equipamento 20 à rede de comunicação 22. Esse quadro de comunicação 61 permite, assim, comunicação bidirecional direta entre o equipamento de detecção 20 e o sistema de intertravamento 19, através da rede de comunicação 22.

[062] Na técnica anterior, o meio de hardware para conectar o equipamento de detecção ao sistema de intertravamento não é um quadro de comunicação, e sim um quadro de conversão digital/analógico com capacidade para gerar um sinal digital/analógico que é enviado, através de uma pluralidade de peças do equipamento intermediário com fio (como relés com capacidade de realizar uma adaptação de impedância), a um equipamento intermediário de entrada no sistema de intertravamento. Esse equipamento de entrada compreende quadros de entrada conectados por uma rede de comunicação ao sistema de intertravamento. Assim, o presente equipamento de detecção elimina as muitas camadas intermediárias entre os sensores e o sistema de intertravamento 19.

[063] A camada de software 44 compreende um programa de software de aplicativo 63 armazenado no meio de armazenamento 53. Quando executado, o software de aplicativo 63 tem capacidade de adquirir os sinais digitais fornecidos na saída do meio de digitalização 59 e, a partir desses sinais, para cada zona da via à qual o equipamento 20 é associado, manter atualizado um contador de estado e gerar informações de ocupação como uma função do valor atual desse contador de estado.

[064] O contador de estado de uma zona, por exemplo, assume a forma de uma variável de número inteiro 64, associada a essa zona e armazenada no meio de armazenamento 53. O software de aplicativo 63 tem capacidade de realizar a incrementação ou o decréscimo do valor dessa variável 64 como uma função dos sinais de medição provenientes dos sensores associados a essa zona ou uma mensagem de reinicialização MR proveniente do sistema de intertravamento 19 através da rede de comunicação 22.

[065] Por motivos de segurança, as informações de ocupação são, na verdade, expressas na forma de seu estado inverso, isto é, de informações de liberação. As informações de liberação são uma propriedade binária que assume um valor "falso" quando o contador de estado for diferente de zero, em que a zona correspondente está no estado "ocupado", e um valor "verdadeiro" quando o contador de estado for igual a zero, em que a zona correspondente está no estado "livre".

[066] A camada de software 44 compreende, também, um programa de software piloto 65 armazenado no meio de armazenamento 63 e com capacidade para gerar uma mensagem de dados MD das informações de liberação geradas pelo software de aplicativo 63 e pelo identificador da zona correspondente.

[067] A mensagem de dados MD é gerada pelo software piloto de forma que respeite um protocolo de comunicação seguro, por exemplo, o protocolo FSFB2 (Fail Safe Field Bus 2nd generation - Barramento de Campo à Prova de Falhas de 2a geração). Esse protocolo, em particular, torna possível o envio da mensagem de dados MD, através da rede de comunicação 22, com o nível de segurança exigido para aplicações ferroviárias.

[068] O software piloto 65 tem capacidade para passar a mensagem de dados MD ao quadro de comunicação 61 de forma que esse último a envie ao sistema de intertravamento através da rede de comunicação 22.

[069] O software piloto 65 também tem a capacidade de reinicializar o contador de estado de uma zona, isto é, de reinicializar a variável correspondente 64, a partir de uma mensagem de reinicialização MR enviada pelo sistema de intertravamento 19 e recebida através da rede de comunicação 22 e do quadro de comunicação 61.

[070] A operação do equipamento 20, de acordo com a primeira realização da invenção, será explicada agora.

[071] Inicialmente, quando nenhum veículo percorre a zona 14B da via férrea 12, o contador de estado associado a tal zona é igual a zero, o que corresponde ao valor de inicialização. A zona 14B está, portanto, em estado "livre".

[072] Quando o veículo 16 entra na zona 14B atravessando o primeiro limite 18A, o sensor de entrada 28A detecta o primeiro eixo 17A e envia um sinal de medição correspondente à detecção de um eixo à interface de entrada 55 do equipamento 20.

[073] O sinal de medição é, então, convertido em um sinal digital pelo meio de digitalização 59 e é processado pelo software de aplicativo 63 executado pelo meio de computação 51.

[074] Assim, o software de aplicativo 63 incrementa a variável 64 em uma unidade. Quando o sensor de estado é diferente de zero, o estado de ocupação muda para o estado "ocupado".

[075] Se a variável 64 for diferente de zero, o software piloto 65 gera uma mensagem de dados MD que compreende a informação de liberação "falso", que indica o estado "ocupado" da zona 14B e o identificador da zona 14B. O mesmo envia, então, a mensagem MD ao sistema de intertravamento 19.

[076] De forma similar, após cada passagem de um dos eixos 17B, 17C ou 17D, a variável 64 é incrementada em uma unidade. Assim, na realização da Figura 1, após a passagem de todos os eixos do veículo 16, a variável 64 é igual a "4".

[077] Quando o primeiro eixo 17A do veículo 18 cruza o segundo limite 18B da zona 14B, o sensor de saída 28B envia um sinal de medição à interface de entrada 55 do equipamento 20.

[078] Esse sinal de medição é, então, convertido em um sinal digital que é processado pelo software de aplicativo 63. Uma vez que é recebido, o software de aplicativo 63 realiza um decréscimo da variável 64 em uma unidade.

[079] De forma similar, após cada passagem de um eixo 17B, 17C ou 17D, a variável 64 é sofre decréscimo de uma unidade.

[080] Sempre que essa variável for novamente igual a zero, o software piloto 65 gera uma mensagem de dados MD que compreende a informação de liberação "verdadeiro", que indica o estado de ocupação da zona 14B é "livre”, e o identificador da zona 14B. Essa mensagem MD é enviada ao sistema de intertravamento 19.

[081] A zona 14B é considerada, pelo sistema de intertravamento 19, como estando livre até que uma mensagem MD seja recebida com a indicação de que o estado é "ocupado".

[082] Se o equipamento 20 receber uma mensagem de reinicialização MR desse sistema de intertravamento 19, a variável 64 é reinicializada ao seu valor de inicialização, isto é, zero. A mensagem MR compreende, assim, o identificador da zona cujo contador de estado deve ser reinicializado.

[083] De acordo com uma segunda realização (não ilustrada), a operação do sistema de detecção secundária SSD para detectar a presença do veículo em uma zona é baseada em um circuito da via associado a essa zona, também conhecido no estado da técnica como Circuito de Via.

[084] Nessa realização, as linhas dos trilhos da via férrea são conectadas umas às outras através de condutores elétricos posicionados nos limites de entrada e de saída de uma zona para se obter um circuito elétrico que forme um laço.

[085] O circuito de detecção secundária SSD compreende um sensor, o que possibilita, quando esse laço é ligado, detectar a presença de um curto-circuito nesse laço, criado por um eixo de um veículo.

[086] O sinal de medição enviado por esse sensor à interface de entrada do equipamento, uma vez digitalizado, é adequadamente processado pelo software de aplicativo.

[087] Esse sinal de medição, por exemplo, corresponde ao valor de impedância do circuito elétrico. Assim, uma variação desse valor permite que o software de aplicativo determine o estado de ocupação da zona.

[088] Mais especificamente, se essa variação estiver fora de um intervalo predeterminado para a zona correspondente, o software piloto gera uma mensagem de dados que compreende a informação de liberação "falso", que indica o estado de ocupação da zona é "ocupado", e o identificador da zona 14B. Essa mensagem é enviada ao sistema de intertravamento. Quando essa variação estiver novamente situada no intervalo predeterminado, o software piloto gera uma mensagem de dados que compreende a informação de liberação "verdadeiro", que indica o estado de ocupação da zona 14B é "livre", e o identificador da zona, para enviar essa mensagem ao sistema de intertravamento.

[089] A vantagem particular do equipamento de detecção e sua interface com o sistema de intertravamento está nas suas dimensões menores em relação àquelas dos vários itens de equipamento de componente de um sistema de detecção secundária do estado da técnica. Ademais, o equipamento, assim como sua interface com o sistema de intertravamento, pode ser facilmente instalado e é particularmente fácil de manter. O custo de fabricação e o custo operacional são especialmente baixos. Esse equipamento pode, ainda, ser facilmente adaptado a diferentes protocolos de comunicação e diferentes arquiteturas de controle por meio de uma simples modificação de sua camada de software.

Claims

1. EQUIPAMENTO DE DETECÇÃO (20), para um sistema de detecção secundária para trilhos de uma arquitetura de controle de tráfego ferroviário automático (10) em uma via férrea (12), sendo que a via férrea (12) é subdividida em uma pluralidade de zonas (14A; 14B; 14C), em que o equipamento (20) é associado a pelo menos uma zona particular (14A; 14B; 14C) e tem capacidade de gerar informações de liberação para a zona particular (14A; 14B; 14C), em que haja um veículo (16) percorrendo a via (12), a partir de pelo menos um sinal de medição recebido de pelo menos um sensor (28A; 28B) do sistema de detecção secundária conectado ao equipamento (20); caracterizado pelo equipamento (20) ser um computador (40) que compreende: uma camada de hardware (42) que compreende: - meio de computação (51); - meio de armazenamento (53); - uma interface de entrada (55) que compreende: um conector (57) para conectar o pelo menos um sensor (28A; 28B) ao equipamento (20), e meio de digitalização (59) para produzir um sinal digital a partir do sinal de medição entregue pelo pelo menos um sensor (28A; 28B); - um quadro de comunicação (61) para conectar o equipamento (20) a uma rede de comunicação (22) e permitir uma comunicação bidirecional direta entre o equipamento (20) e um sistema de intertravamento (19) de um sistema de sinalização, ao qual a arquitetura de controle de tráfego automático (10) pertence, sendo que o sistema de intertravamento é conectado à rede de comunicação (22); uma camada de hardware (44) que possui: - capacidade para adquirir o sinal digital da interface de entrada (55) e gerar informações de liberação para a zona particular (14A; 14B; 14C); e - capacidade para gerar uma mensagem de dados a partir das informações de liberação da zona particular (14A; 14B; 14C), em que a mensagem de dados respeita um protocolo de comunicação seguro, e capacidade para passar a mensagem de dados ao quadro de comunicação (61), para que o mesmo envie a mensagem de dados através da rede de comunicação (22) ao sistema de intertravamento (19); em que o sensor do sistema de detecção secundária, é um sensor de circuito de via ou um sensor de eixos, sendo que o conector (57) e a camada de hardware (44) são adaptados ao sensor selecionado; e em que o protocolo de comunicação seguro é o protocolo definido pela norma FSFB2.

2. EQUIPAMENTO (20), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo quadro de comunicação (61) ser um quadro de comunicação do tipo ETHERNET.

3. EQUIPAMENTO (20), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado pela camada de hardware (44) ter capacidade para comandar uma reinicialização das informações de liberação para a zona particular (14A; 14B; 14C) a partir de uma mensagem de reinicialização proveniente do sistema de intertravamento (19) e recebida pelo quadro de comunicação (61).

4. SISTEMA DE SINALIZAÇÃO PARA UMA VIA FÉRREA (12), que compreende: uma rede de comunicação (22), um sistema de intertravamento (19) para controlar o percurso de veículos (16) que percorrem a via férrea (12); e uma arquitetura de controle automático (10) para o tráfego ferroviário na via férrea (12), sendo que a arquitetura (10) é do tipo baseado no controle dos veículos (16) por meio de computadores a bordo (26), sendo que a via férrea (12) é subdividida em uma pluralidade de zonas (14A; 14B; 14C), em que a arquitetura (10) compreende: um sistema de detecção primária, para detectar a presença de um veículo (16) em pelo menos uma zona particular (14A; 14B; 14C) a partir de uma determinação da posição do veículo (16) realizada por um computador (26) a bordo do veículo (16), sendo que o sistema de detecção primária tem capacidade de gerar uma primeira informação de liberação; e um sistema de detecção secundária de via para detectar a presença de um veículo (16) em pelo menos uma zona particular (14A; 14B; 14C) da via (12), que compreende um sensor situado ao longo da via (12), associado à zona particular (14A; 14B; 14C) e com capacidade para gerar um sinal de medição, sendo que o sistema de detecção secundária tem capacidade para gerar uma segunda informação de liberação e comunicá-la ao sistema de intertravamento (19), sendo que o sistema de detecção secundária é independente do sistema de detecção primária, em que o sistema é caracterizado pelo sistema de detecção secundária compreender um equipamento (20), conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 3, cuja interface de entrada (55) é conectada ao pelo menos um sensor (28A; 28B) e cujo quadro de comunicação (61) é diretamente conectado ao sistema de intertravamento (19), através da rede de comunicação (22).