BR102019005711A2 - Veículo ferroviário, instalação ferroviária e método de gerenciamento automático - Google Patents

Veículo ferroviário, instalação ferroviária e método de gerenciamento automático Download PDF

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Abstract

“veículo ferroviário, instalação ferroviária e método de gerenciamento automático” este veículo ferroviário (v) compreende um dispositivo a bordo (42) para o controle automático do veículo ferroviário apto a comunicar com uma infraestrutura terrestre (36). a infraestrutura terrestre (36) é capaz de enviar ao veículo ferroviário uma mensagem de controle de movimento do veículo ferroviário e compreende um sistema de supervisão (ats). o dispositivo a bordo (42) é configurado para operar, após a detecção de uma falha de comunicação com o sistema de supervisão (ats), em um modo de operação rebaixado, no qual o dispositivo a bordo (42) comanda o movimento do veículo para uma estação de troca de passageiros seguinte (s1, s2, s3) se o veículo estiver entre duas estações de troca de passageiros e mantém o veículo parado em uma estação de troca de passageiros (s1, s2, s3) por um primeiro período predeterminado se o veículo estiver parado em uma estação de troca de passageiros.

Description

“VEÍCULO FERROVIÁRIO, INSTALAÇÃO FERROVIÁRIA E MÉTODO DE GERENCIAMENTO AUTOMÁTICO” [001] A presente invenção refere-se a um veículo ferroviário, bem como a uma instalação ferroviária associada e a um método para gerenciamento automático do tráfego de um veículo ferroviário em uma linha ferroviária.
[002] A invenção, em particular, refere-se ao campo de métodos para gerenciar o tráfego de um trem ao longo de uma linha ferroviária, implementado por uma instalação de controle automático para o tráfego ferroviário na linha ferroviária do tipo “Controle de Trem Baseado em Comunicação” (CBTC).
[003] É especialmente conhecido equipar uma linha ferroviária que se estende entre duas estações e compreende um conjunto de vias ferroviárias com uma instalação de controle de tráfego ferroviário automático associada ao conjunto de vias ferroviárias, de tal modo que é possível controlar o movimento de veículos automaticamente, e em particular de trens na linha.
[004] A instalação de controle de tráfego automático compreende uma infraestrutura no solo e uma infraestrutura a bordo dos veículos.
[005] A infraestrutura no solo compreende um sistema de supervisão da linha ferroviária chamado sistema de supervisão de trem automático (ATS), um sistema de interligação, chamado sistema IXL, e um controlador de zona (ZC), que é responsável por monitorar a presença de cada trem na linha ferroviária e fornecer a cada trem uma autorização de movimento, para permitir que o trem realize com segurança a missão que lhe foi atribuída.
[006] A infraestrutura a bordo compreende um sistema de controle automático de trens (ATC).
[007] O ATS é implementado em uma unidade operacional. Compreende diferentes subsistemas que permitem calcular uma rota da linha
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2/24 ferroviária a ser atribuída a cada veículo e, em particular, determinar a respectiva parte de via ferroviária a reservar para a circulação de cada veículo ferroviário em um dado momento. A parte da via ferroviária a ser reservada geralmente corresponde a uma parte da rota a ser atribuída ao veículo ferroviário correspondente. O ATS é capaz de enviar o sistema de interligação e as solicitações do controlador de zona para atribuir/ abrir a rota a ser atribuída a cada veículo e/ou solicitações para reservar/ abrir a parte da via a ser reservada para cada veículo.
[008] O sistema de interligação, chamado sistema IXL, é capaz de gerenciar equipamentos de via, tais como sinais iluminados, acionadores de comutação, etc., para reservar/ abrir uma rota para tráfego por um trem de acordo com uma solicitação do sistema ATS. O sistema IXL verifica e realiza uma pluralidade de condições lógicas e ações lógicas para colocar as várias peças de equipamento de uma zona associada à rota a ser atribuída em um estado de interligação solicitado. A zona associada à rota a ser atribuída corresponde a uma parte da via ferroviária a ser reservada. Diz-se então que o sistema IXL traça a rota. Anteriormente baseado em relés eletromecânicos, hoje o sistema IXL é baseado em computadores (“CBI” para “interligação baseada em computador”). Em geral, para uma linha ferroviária do tipo carrossel, um único computador é, assim, capaz de controlar o estado de interligação do equipamento de via de modo a traçar uma rota em frente a um veículo, isto é, liberar uma rota para cada veículo.
[009] O controlador de zona monitora a presença de cada trem na linha ferroviária, cada trem comunicando regularmente sua posição atual ao dito controlador de zona. Além disso, o controlador de zona é capaz de fornecer a cada trem uma autorização de movimento, o que garante a segurança de viagem do trem considerado em uma parte da via ferroviária (por exemplo, não dar ao trem uma autorização de movimento que o permita passar
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3/24 do final do trem em frente a ele). A autorização de movimento é determinada, em particular, a partir de dados recebidos do sistema de interligação e da posição atual dos trens.
[010] Deve-se notar que a ocupação de uma zona é determinada pelo controlador de zona a partir de informações que recebe, por um lado, a partir de um sistema de detecção primário e, por outro lado, a partir de um sistema de detecção secundário.
[011] O sistema de detecção primário permite determinar a zona ocupada por um trem com base na posição instantânea do trem determinada pelo próprio trem e comunicada ao controlador de zona. O controlador de zona é então capaz de desenvolver uma primeira parte de informação de ocupação.
[012] O sistema de detecção secundário é capaz de auxiliar o sistema de detecção primário no caso em que, por exemplo, a unidade de comunicação de rádio de um trem não está mais funcionando, o sistema do controlador de zona não pode obter a posição instantânea do trem.
[013] Utilizando equipamento de via adequado, tais como contadores de eixos ou circuitos de via, dispostos ao longo da via, o sistema de detecção secundário é capaz de detectar a presença de um trem em uma dada zona e comunicar uma segunda parte de informação de ocupação ao controlador de zona.
[014] O controlador de zona reconcilia a primeira e segunda parte de informação de ocupação. Diferentes estratégias são implementadas em seguida quando essas duas partes de informações diferem uma da outra. Deve-se notar que um controlador de zona envia informações de zona “ocupada” ou “livre” para o sistema IXL, sendo o estado de ocupação da zona parte das condições lógicas verificadas para traçar uma rota.
[015] O sistema ATC é baseado na presença de computadores a bordo de trens autorizados a viajar na linha ferroviária. O computador de um
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4/24 trem determina um certo número de parâmetros de operação e se comunica com o equipamento no solo, em particular o ATS e o controlador de zona. Este computador, por um lado, fornece cobertura das necessidades funcionais (parando nas várias estações a serem servidas, por exemplo) e, por outro lado, fornece a inspeção dos pontos de segurança (verificação de que o trem não tem velocidade excessiva, por exemplo). O computador de um trem é conectado a uma unidade de radiocomunicações a bordo, capaz de estabelecer uma ligação de rádio com estações base de uma infraestrutura de comunicação pertencente à infraestrutura no solo.
[016] Em caso de mau funcionamento do sistema ATS e/ ou mau funcionamento da comunicação entre o sistema ATS e o sistema ATC, qualquer percurso na linha ferroviária automaticamente sem condutor é geralmente interrompido, uma vez que o sistema ATC não recebe mais as ordens de missão do Sistema ATS.
[017] A presente invenção visa resolver este problema.
[018] Para tal, a invenção refere-se a um veículo ferroviário apto a viajar em uma linha ferroviária equipada com uma instalação de controle automático para o tráfego ferroviário na linha ferroviária, a linha ferroviária compreendendo uma pluralidade de estações sucessivas de troca de passageiros, o veículo ferroviário compreendendo um dispositivo a bordo para controle automático do veículo ferroviário, sendo o dispositivo a bordo capaz de comunicar com uma infraestrutura terrestre da instalação de controle, a infraestrutura terrestre sendo capaz de enviar ao veículo ferroviário uma mensagem de controle de movimento do veículo ferroviário e compreendendo uma sistema de supervisão, denominado sistema ATS, capaz de enviar ao veículo ferroviário uma mensagem de pedido de informação, o dispositivo a bordo sendo configurado para operar em um modo de operação nominal, no qual comanda o movimento do veículo com base nos dados compreendidos na
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5/24 mensagem de controle. De acordo com a invenção, após a detecção de uma falha na comunicação com o sistema de supervisão, o dispositivo a bordo é configurado para operar em um modo de operação rebaixado, no qual o dispositivo a bordo comanda o movimento do veículo para uma seguinte estação de troca de passageiros se o veículo estiver entre duas estações de troca de passageiros e mantém o veículo parado em uma estação de troca de passageiros por um primeiro período predeterminado se o veículo estiver parado em uma estação de troca de passageiros.
[019] De acordo com outros aspectos vantajosos da invenção, o veículo ferroviário compreende uma ou mais das seguintes características, consideradas isoladamente ou de acordo com todas as combinações tecnicamente possíveis:
- o dispositivo a bordo compreende um elemento para detectar uma falha na comunicação com o sistema de supervisão, sendo o elemento de detecção capaz de detectar a referida falha quando o veículo ferroviário já não recebe uma mensagem de pedido de informação do sistema de supervisão a partir de um segundo período predeterminado;
- o dispositivo a bordo compreende um módulo para armazenar perfis de velocidade a serem respeitados entre duas estações sucessivas de troca de passageiros e o dispositivo a bordo é configurado para, quando está em modo rebaixado, controlar o movimento do veículo ferroviário com base em perfis de velocidade armazenados e uma posição do veículo;
- a linha ferroviária é dividida em uma pluralidade de zonas, e a infraestrutura terrestre compreende um controlador de zona, capaz de determinar um estado de ocupação instantâneo de cada zona e enviar uma autorização de movimento a um ponto final para cada veículo com base no estado de ocupação das zonas e o dispositivo a bordo está configurado para, quando está em modo rebaixado, também comandar o movimento do veículo
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6/24 com base na autorização de movimento enviada pelo controlador de zona;
- o dispositivo a bordo está configurado para, quando está em modo rebaixado, comandar o movimento do veículo, parado em uma estação de troca de passageiros, para uma estação de troca de passageiros seguinte, com base na autorização de movimento enviada pelo controlador de zona, e automaticamente quando o veículo está parado na estação a partir de um período correspondente ao primeiro período predeterminado ou quando um dispositivo de segurança associado à estação de troca de passageiros na qual o veículo está parado é ativado e vantajosamente o veículo é parado na estação por um período correspondente ao primeiro período predeterminado;
- a linha ferroviária é uma linha do tipo carrossel que compreende uma via de saída e uma via de entrada, estações terminais, bem como primeira e segunda vias de inversão permitindo que um veículo vá de uma via para outra entre as vias de entrada e de saída, vantajosamente localizadas em cada uma das estações terminais, o dispositivo a bordo sendo configurado para, quando está no modo rebaixado, detectar a chegada do veículo a uma estação terminal e para comandar o movimento do veículo da via de entrada para a via de saída ou vice-versa, quando a veículo sai da estação terminal;
- o dispositivo a bordo é configurado para, quando está em modo rebaixado, comandar o fechamento das portas do veículo, parado em uma estação, quando o veículo está parado em uma estação a partir de um período correspondente ao primeiro período predeterminado.
[020] A invenção também se refere a uma instalação ferroviária compreendendo um veículo ferroviário como descrito acima e a instalação de controle automático para o veículo ferroviário, a infraestrutura terrestre compreendendo um sistema de interligação capaz de controlar uma pluralidade de peças de equipamento ferroviário associadas à linha ferroviária de modo a traçar rotas para cada veículo ferroviário, o sistema de interligação sendo
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7/24 configurado para, após detectar uma falha na comunicação com o sistema de supervisão, traçar uma pluralidade de rotas padrão, de modo a permitir operação automática continuada da linha em um modo rebaixado.
[021] Vantajosamente, a linha ferroviária é uma linha do tipo carrossel que compreende uma via de saída e uma via de entrada, estações terminais, bem como primeira e segunda vias de inversão permitindo que um veículo vá de uma via para outra entre as vias de entrada e de saída, vantajosamente localizadas em cada uma das estações terminais, o sistema de interligação sendo configurado para, após a detecção de uma falha na comunicação com o sistema de supervisão, definir rotas padrão e/ou sequências de rotas padrão, permitindo uma operação automática da linha de acordo com a qual os veículos viajam ao longo de um trajeto padrão formando um circuito.
[022] A invenção refere-se também a um método para gerenciamento automático da viagem de pelo menos um veículo ferroviário em uma linha ferroviária equipada com uma instalação de controle automático para o tráfego ferroviário na linha ferroviária, em que a linha ferroviária compreende uma pluralidade de estações sucessivas de troca de passageiros, o veículo ferroviário compreendendo um dispositivo a bordo para o controle automático do veículo ferroviário, em que o método compreende as seguintes etapas:
- comunicação do dispositivo a bordo com uma infraestrutura terrestre da instalação de controle, em que a infraestrutura terrestre compreende um sistema de supervisão, denominado ATS, em que a etapa de comunicação compreende o envio pela infraestrutura terrestre, ao veículo ferroviário, de uma mensagem de controle de movimento do veículo ferroviário e o envio, pelo sistema de supervisão, de uma mensagem de pedido de informação,
- o controle do dispositivo a bordo de acordo com um modo de
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8/24 operação nominal, no qual controla o movimento do veículo com base nos dados compreendidos na mensagem de controle;
- a detecção, de preferência pelo dispositivo a bordo, de uma falha na comunicação com o sistema de supervisão,
- o controle do dispositivo a bordo de acordo com um modo de operação rebaixado, o dispositivo a bordo comandando o movimento do veículo para uma estação de troca de passageiros seguinte se o veículo se encontrar entre duas estações de troca de passageiros e mantendo o veículo parado em uma estação de troca de passageiros durante um primeiro período predeterminado se o veículo estiver parado em uma estação de troca de passageiros.
[023] A invenção será melhor compreendida usando a seguinte descrição, fornecida apenas como um exemplo não limitativo e feita em referência aos desenhos anexos, nos quais:
- a Figura 1 é uma ilustração esquemática de uma linha ferroviária do tipo carrossel, equipada com uma instalação de controle de tráfego ferroviário automático, sobre a qual percorre um veículo ferroviário de acordo com uma forma de realização da invenção; e
- a Figura 2 é um fluxograma de um exemplo de método para gerenciamento automático do percurso de um veículo ferroviário de acordo com a invenção na linha ferroviária da Figura 1.
[024] A invenção consiste em configurar um sistema ATC de um veículo ferroviário para que, mediante falha de um sistema ATS associado, o sistema ATC forneça uma parada gradual do percurso do veículo ferroviário na linha ferroviária, garantindo que todos dos passageiros não permanecem bloqueados no veículo, ou a continuação da viagem do veículo ferroviário na linha ferroviária em um modo padrão predeterminado.
[025] O veículo ferroviário (10) mostrado na Figura 1 é uma linha
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9/24 do tipo carrossel.
[026] A linha ferroviária (10) é percorrida por um veículo ferroviário (V), em particular um trem ou um metrô.
[027] A linha ferroviária (10) compreende duas vias de entrada e saída (11, 12) viajando em paralelo, cada via sendo unidirecional e duas vias (13, 14), também chamadas de primeira e segunda via de inversão, permitindo que os trens virem para que eles possam ir de uma via para a outra entre as vias de saída e de entrada. As vias de inversão (13, 14) conectam as vias de saída (11) e de entrada (12) para permitir que um trem vá da via de saída para a via de entrada e da via de entrada para a via de saída, respectivamente.
[028] A linha ferroviária (10) compreende assim a via de saída (11), entre uma primeira estação terminal (S1) e uma segunda estação terminal (S3), e a via entrada (12), entre a segunda estação terminal (S3) e a primeira estação terminal (S1). Na Figura 1, além da primeira e segunda estações terminais, a linha compreende uma estação intermediária (S2).
[029] As estações (S1, S2, S3) são estações de troca de passageiros.
[030] Vantajosamente, cada estação (S1, S2, S3) está equipada com um dispositivo de segurança (M1, M2, M3) capaz de enviar a um veículo (V) parado na estação, uma mensagem de partida da estação. Também vantajosamente, o dispositivo de segurança é capaz de enviar a mensagem de partida após a ativação de um módulo de validação, não mostrado, associado ao dispositivo de segurança. O módulo de validação é, por exemplo, um botão para ser ativado na estação por um operador. Alternativamente, o módulo de validação é posicionado em uma sala de equipamentos associada à estação ou em um centro de supervisão que abriga o sistema ATS.
[031] A direção do percurso na via de saída (11) é indicada pela seta (F11) e a direção de percurso dos trens na via de entrada (12) é indicada
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10/24 pela seta (F12), seta oposta (F11). Os descritores a montante e a jusante de uma via são relativos à direção da viagem nessa via.
[032] A via de saída (11) é subdividida em seções ou zonas: uma seção de entrada (S10), duas seções entre estações ((S11) entre a primeira estação terminal (S1) e a estação intermediária (S2) e (S12) entre a estação intermediária (S2) e a segunda estação terminal (S3)), e uma estação de saída (S13).
[033] A via de entrada (12) é subdividida em seções: uma seção de extremidade a montante (S31), uma seção de entrada (S20), duas seções entre estações ((S21) entre a segunda estação terminal (S3) e a estação intermediária (S2) e (S22) entre a estação intermediária (S2) e a primeira estação terminal (S1)) e uma estação de saída (S23) e uma seção de extremidade a jusante (S40).
[034] A seção de saída (S13) da via de saída (11) e a seção de entrada (S20) da via de entrada (12) estão equipadas com comutadores (A1) e (A2), respectivamente, cada um definindo, na direção correspondente do percurso, uma saída direta ligada a uma continuação da seção correspondente (S13, S20) e uma saída desviada ligada à primeira via de inversão (13). A primeira via de inversão (13) define uma seção de inversão (S30).
[035] Similarmente, a seção de saída (S23) da via de entrada (12) e a seção de entrada (S10) da via de saída (11) são equipadas com comutadores (A4) e (A3), respectivamente, cada um definindo, na direção correspondente do percurso, uma saída direta conectada a uma continuação da seção correspondente (S10, S23) e uma saída desviada ligada à segunda via de inversão (14). A segunda via de inversão (14) define uma seção de inversão (S41).
[036] As seções (S13), (S30), (S31) e (S20) definem uma primeira área de inversão, dedicada a transferir o veículo (V) a partir da via de
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11/24 saída (11) para a via de entrada (12).
[037] As seções (S23), (S40), (S41) e (S10) definem uma segunda área de inversão, dedicada a transferir o veículo (V) a partir da via de entrada (12) para a via de saída (11).
[038] A linha (10) compreende diversas peças de equipamento de via, tais como os comutadores (A1) a (A4); sinais iluminados na entrada da via (também denominados sinais de “saída da estação”), tais como os sinais (L11, L12, L13), ao longo da via de saída (11) e sinais (L20, L21, L22, L23, L24) ao longo da via de entrada (12); e os contadores de eixos (E2) e (E1) em cada uma das zonas de inversão, por exemplo, para a seção de extremidade (S31) e a seção de extremidade (S40). Na Figura 1, apenas um contador de eixos é mostrado esquematicamente para cada comutador, mas na realidade as cabeças de contagem de eixos são posicionadas em torno de cada comutador.
[039] Cada seção de via compreende um conjunto de equipamentos na via comandado por um cartão eletrônico (30), conectado a uma rede de comunicação (32).
[040] Vantajosamente e de uma forma conhecida, o conjunto de equipamento de via compreende balizas de comunicação com o veículo ferroviário (V) capazes de enviar a informação de posição do veículo ferroviário, bem como informações de controle do veículo ferroviário.
[041] A linha ferroviária (10) está equipada com uma instalação de controle automático (34) para o tráfego ferroviário na linha ferroviária.
[042] A instalação de controle (34) e o veículo (V) formam uma instalação ferroviária (35).
[043] A instalação de controle de tráfego automático (34) compreende uma infraestrutura no solo (36) e uma infraestrutura a bordo (38), a bordo do veículo (V) e, mais especificamente, cada veículo que viaja na linha
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12/24 ferroviária (10).
[044] A infraestrutura terrestre (36) compreende um sistema de supervisão, chamado sistema ATS, um sistema de comutação, chamado IXL, e um controlador de zona (ZC).
[045] A infraestrutura terrestre (36) também compreende vantajosamente uma pluralidade de estações base, distribuídas ao longo das vias, de uma infraestrutura de comunicação sem fio (não mostrada na figura), que é conectada à rede (32). As estações base são, por exemplo, combinadas com os cartões eletrônicos (30).
[046] A infraestrutura a bordo (38) compreende, para cada veículo que viaja na linha ferroviária (10), um dispositivo a bordo (42) para controle automático do veículo ferroviário, tal como um computador a bordo do veículo (V).
[047] O dispositivo a bordo (42) para controle automático do veículo ferroviário é capaz de dirigir o veículo correspondente.
[048] A infraestrutura a bordo (38) também compreende um módulo de radiocomunicação a bordo (44) para cada veículo capaz de comunicar com as estações base.
[049] Os sistemas ATS e IXL e o controlador de zona executam a mesma função descrita na parte introdutória do pedido.
[050] O sistema ATS é assim capaz de definir um trajeto para o veículo (V) e, mais geralmente, para um veículo que viaje na linha (10) e para solicitar a abertura de rotas em frente de cada veículo do sistema IXL, para gerenciar equipamentos de via, a fim de colocar cada peça de equipamento de uma zona ou seção em um estado necessário para traçar uma rota na frente do veículo, de acordo com uma solicitação de abertura de rota enviada pelo sistema ATS.
[051] O sistema ATS é capaz de enviar ao veículo ferroviário (V),
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13/24 isto é, ao dispositivo a bordo (42) e em particular a cada veículo (V) viajando na linha (10), uma mensagem para controlar o movimento do veículo ferroviário, através da rede (32), as estações base e o módulo de radiocomunicação (44).
[052] O sistema ATS também é capaz de enviar ao veículo ferroviário (V), isto é, ao dispositivo a bordo (42), uma mensagem de pedido de informação.
[053] O sistema ATS está configurado para enviar a mensagem de pedido de informação regularmente, por exemplo, a uma frequência predeterminada.
[054] A mensagem de pedido de informação, por exemplo, corresponde a uma solicitação para recuperar um estado/ status do trem, como: “viajando”, “parado”, “na estação” etc.
[055] A frequência predeterminada é, por exemplo, entre 1 e 2 Hz.
[056] O controlador de zona (ZC) é capaz de determinar o estado de ocupação instantâneo de cada zona ou seção, utilizando dados enviados por um sistema de detecção primário, por exemplo, compreendendo as balizas mencionadas acima e o computador a bordo (42) e por um sistema de detecção secundário, como circuitos de via, não mostrado, associado a cada seção.
[057] O controlador de zona (ZC) é capaz de enviar uma autorização de movimento para cada veículo (V), em particular até um ponto final nas vias como uma função do estado de ocupação das zonas.
[058] O sistema IXL é configurado para operar de acordo com dois modos de operação, um modo de operação nominal e um modo de operação rebaixado.
[059] O sistema IXL é capaz, no modo de operação nominal, após um pedido de abertura de rota enviado pelo sistema ATS, de comandar o
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14/24 equipamento de via, a fim de colocar cada um dos equipamentos de peça de uma zona ou seção em um estado solicitado de forma a traçar a rota solicitada em frente ao veículo (V).
[060] Vantajosamente, o sistema IXL é, por exemplo, capaz de monitorar, a cada momento, o estado do sistema ATS. Este monitoramento é preferencialmente feito usando um bit ativo enviado periodicamente pelo ATS para o sistema IXL. Quando o sistema IXL já não recebe bits ativos do sistema ATS e, em seguida, detecta uma avaria na comunicação com o sistema de supervisão ATS, o sistema IXL é capaz de regressar ao modo de operação rebaixado, que é vantajosamente um modo de operação predeterminado.
[061] O sistema IXL é, por exemplo, capaz de manter uma variável B em relação a um estado atual do sistema ATS, assumindo o valor LIGADO quando o sistema IXL efetivamente recebe o bit ativo do sistema ATS e o valor DESLIGADO quando o sistema IXL não recebe mais o bit ativo do sistema ATS.
[062] Quando a variável B em relação ao estado do sistema ATS muda para o valor DESLIGADO, o sistema IXL assume o controle do equipamento de via da linha (10) para permitir sua operação no modo rebaixado.
[063] No seu modo de operação rebaixado, o sistema de interligação (IXL) é configurado para traçar uma pluralidade de rotas padrão, de modo a permitir a exploração automática continuada da linha no modo rebaixado.
[064] O sistema IXL é configurado, em particular, de modo a, no seu modo de operação rebaixado, definir rotas padrão e/ou sequências padrão de rotas, permitindo a exploração automática da linha na qual cada veículo (V) está viajando ao longo de um trajeto padrão formando um circuito. Tais rotas, sequências de rotas são vantajosamente armazenadas antecipadamente pelo
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15/24 sistema IXL e preferivelmente dependem da posição dos veículos ferroviários detectados pelo controlador de zona (ZC) nas vias.
[065] Mais especificamente, neste modo rebaixado, o sistema IXL traça um conjunto de rotas padrão, isto é, coloca o equipamento na via em cada zona ou seção da linha em um estado de interligação padrão, de modo a permitir que o veículo viaje sobre cada zona, ao longo de uma rota padrão, as rotas padrão sendo definidas para estabelecer um trajeto padrão permitindo a exploração da linha.
[066] No modo rebaixado, o sistema IXL também é capaz de executar, se for definido, uma sequência de traçado de rota, ou seja, traça uma primeira rota padrão e, se determinadas condições forem atendidas, pode traçar uma segunda rota padrão, a primeira e segunda rotas compartilhando uma zona comum.
[067] Alternativamente, o sistema IXL é capaz de ser controlado em seu modo de operação rebaixado após a ativação de um elemento de segurança ativado por um operador.
[068] Vantajosamente, para a primeira área de inversão atrás da segunda estação terminal (S3), o sistema IXL é capaz de gerenciar um ciclo ou sequência de traçado de rota padrão consistindo primeiro em traçar uma primeira rota composta pelas seções (S30) ou (S31), então, uma vez que o veículo (V) esteja na seção (S31), uma segunda rota composta pelas seções (S31) e (S20). Para traçar a segunda rota, o sistema IXL espera que a segunda extremidade (S31) seja ocupada por um trem.
[069] Da mesma forma, para a segunda área de inversão atrás da primeira estação terminal (S1), o sistema IXL é capaz de gerenciar um ciclo ou sequência de traçado de rota padrão consistindo primeiro em traçar uma primeira rota composta pelas seções (S23) ou (S40), então, uma vez que o trem esteja na seção de extremidade (S40), uma segunda rota composta pelas
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16/24 seções (S40) e (S41).
[070] O sistema de interligação (IXL) é assim configurado, em uma fase antes da operação da linha, de modo a definir as diferentes rotas padrão e/ou sequências de rota a serem traçadas no modo rebaixado. Além disso, todas as rotas ou conjunto de rotas que é possível definir na linha e que estão em conflito com as rotas padrão ou sequência de rotas são identificadas. Durante a mudança para o modo rebaixado, todas essas rotas em potencial conflito são liberadas. Em seguida, as rotas padrão que permitem a exploração automática da linha são sistematicamente estabelecidas e bloqueadas.
[071] O dispositivo a bordo (42) é capaz de comunicar com a infraestrutura terrestre usando o módulo de radiocomunicação a bordo (44) e a pluralidade de estações base que estão conectadas à rede (32).
[072] O dispositivo a bordo (42) compreende, de um modo vantajoso, um computador (46) e um módulo (48) para armazenar instruções de software de programação (50) capazes de serem executadas pelo computador (46).
[073] Em alternativa, o dispositivo a bordo (42) compreende, em vez do computador e do módulo de armazenamento, um ou vários componentes lógicos programáveis, tal como um ou vários FPGAs (arranjo de portas programável em campo) ou um ou vários circuitos integrados dedicados, tal como um ou vários ASICs (circuitos integrados de aplicação específica) executando a mesma função.
[074] O módulo de armazenamento (48) é configurado para armazenar o primeiro e o segundo período. Vantajosamente, o módulo de armazenamento (48) é configurado para armazenar um primeiro período para cada estação.
[075] Vantajosamente, o módulo de armazenamento (48) é configurado para armazenar um mapa (52) da linha ferroviária (10), e em
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17/24 particular a posição das estações de troca de passageiros e equipamento de via.
[076] Também vantajosamente, o módulo de armazenamento (48) é configurado para armazenar os perfis de velocidade (54) a serem respeitados entre duas estações sucessivas de troca de passageiros e, em particular, para armazenar pelo menos um perfil de velocidade a ser respeitado para cada estação da linha (10).
[077] As instruções do software de programação (50), por exemplo, compreendem instruções de comando para movimentar o veículo (V), instruções para detectar uma avaria da comunicação do sistema de supervisão com o dispositivo a bordo (42), instruções para determinar a posição do veículo (V), instruções para comandar a passagem do sistema IXL para o seu modo de operação rebaixado e instruções para controlar as portas do veículo (V).
[078] O dispositivo a bordo (42) está configurado para operar de acordo com dois modos de operação, um modo de operação nominal e um modo de operação rebaixado.
[079] O dispositivo a bordo (42) e, em particular, as instruções de comando para movimentar o veículo, são configurados para, independentemente do seu modo de operação, comandar o movimento do veículo com base na autorização de movimento enviada pelo controlador de zona (ZC) para o veículo (V). Mais especificamente, o dispositivo a bordo (42) é capaz de controlar o movimento do veículo de acordo com a autorização de movimento. Em particular, o dispositivo a bordo (42) determina um perfil de velocidade, que é depois utilizado como entrada de velocidade para controlar o veículo. A viagem do veículo é, portanto, operada automaticamente.
[080] O dispositivo a bordo (42) e, em especial, as instruções para determinar a posição do veículo (V), estão configurados para, independentemente do modo de operação do dispositivo a bordo, determinar a
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18/24 posição do veículo (V), em especial utilizando o sistema de detecção primário.
[081] O dispositivo a bordo (42) e, em especial, as instruções de comando para movimentar o veículo, são configurados para, quando o dispositivo a bordo estiver em seu modo de operação nominal, comandar o movimento do veículo (V) também com base na mensagem de comando, isto é, com base nos dados de comando compreendidos na mensagem de comando enviada pelo sistema ATS, tal como uma ordem de inicialização ou um horário a ser respeitado pelo veículo (V).
[082] O dispositivo a bordo (42) está configurado para entrar no seu modo de operação rebaixado depois de detectar uma avaria da comunicação do sistema de supervisão com o dispositivo a bordo. Tal avaria está, por exemplo, relacionada com um defeito de funcionamento do sistema ATS ou com um comando de recepção de problemas e mensagens de pedido de informação pelo dispositivo a bordo (42) e, em particular, pelo módulo de radiocomunicação (44).
[083] Vantajosamente, o dispositivo a bordo (42) compreende um elemento para detectar uma avaria do sistema de supervisão, correspondendo às instruções para detectar uma avaria da comunicação, capaz de detectar a referida avaria quando o veículo ferroviário já não recebe uma mensagem de pedido de informação do sistema de supervisão a partir de um segundo período predeterminado.
[084] O segundo período está, por exemplo, entre 3 e 10 segundos.
[085] Também vantajosamente, o dispositivo a bordo (42) é capaz de, em particular através da execução de instruções de comando para entrar no modo rebaixado, enviar uma mensagem de comando para o sistema IXL entrar no seu modo de operação rebaixado após detectar a avaria da comunicação do dispositivo a bordo com o sistema de supervisão. Também
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19/24 vantajosamente, o dispositivo a bordo (42) é configurado, em uma fase antes da operação da linha, de modo a armazenar as diferentes rotas padrão e/ ou sequências de rota a serem traçadas no modo rebaixado e enviá-las para o sistema IXL após detectar a avaria do sistema de supervisão.
[086] No modo de operação rebaixado, o dispositivo a bordo (42) é capaz de, em particular executando instruções de comando de movimento do veículo, identificar a posição do veículo (V) na linha, a partir da posição determinada pelas instruções determinantes e o mapa da linha ferroviária (10), e comandar o movimento do veículo (V) para uma estação de troca de passageiros seguinte se o veículo estiver entre duas estações de troca de passageiros e manter o veículo parado na estação de troca de passageiros durante um primeiro período predeterminado quando o veículo estiver parado em uma estação de troca de passageiros.
[087] O primeiro período está, por exemplo, entre 5 e 60 segundos.
[088] O dispositivo a bordo (42) e, em particular, as instruções de comando para movimentar o veículo (V), são configurados para, quando o dispositivo a bordo (42) está no modo de operação rebaixado, controlar o movimento do veículo ferroviário com base nos perfis de velocidade armazenados pelo módulo de armazenamento (48) e na posição do veículo (V).
[089] O dispositivo a bordo (42) e, em particular, as instruções de comando para movimentar o veículo (V), são configurados para, quando o dispositivo a bordo (42) está no modo de operação rebaixado e o veículo foi parado em uma estação por um período correspondente ao primeiro período predeterminado, comandar o movimento do veículo em direção a uma estação seguinte automaticamente.
[090] Vantajosamente, o dispositivo a bordo (42) é capaz de, quando está em modo rebaixado, através da execução de instruções para
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20/24 comandar as portas, comandar o fechamento de portas do veículo parado em uma estação, quando o veículo é parado em uma estação a partir de um período correspondente ao primeiro período predeterminado então próximo, uma vez que as portas estão fechadas, comandar automaticamente o movimento do veículo em direção a uma estação seguinte.
[091] Na variante onde um dispositivo de segurança é instalado em cada estação, o dispositivo a bordo (42) também é configurado para, em um modo de operação rebaixado, comandar automaticamente o movimento do veículo parado em uma estação de troca de passageiros, para uma estação seguinte, em que o módulo de validação associado ao dispositivo de segurança que equipa a estação na qual o veículo está parado é ativado e vantajosamente o veículo é parado na estação por um período correspondente ao primeiro período predeterminado.
[092] Também vantajosamente, o dispositivo a bordo e em particular as instruções de comando para movimentar o veículo (V), são configurados para, quando o dispositivo a bordo (42) está no modo de operação rebaixado, detectar a chegada do veículo a uma estação terminal, o módulo de armazenamento que armazena a posição das estações terminais e o dispositivo a bordo podendo comparar a posição atual com a posição das estações terminais, e comandar o movimento do veículo desde a via de saída até a via de entrada ou vice-versa quando o veículo sai da estação terminal.
[093] Vantajosamente, o dispositivo a bordo é capaz de comunicar com o sistema IXL de modo a permitir o comando do equipamento de via de tal modo que o veículo possa ser movido da via de saída para a via de entrada ou vice-versa quando o veículo sai da estação terminal.
[094] Alternativamente, o sistema IXL é configurado para, quando está no modo de operação rebaixado e o dispositivo a bordo está no modo de operação rebaixado, comandar o equipamento de via de forma que o
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21/24 veículo possa ser movido da via de saída para a entrada via ou vice-versa, quando o veículo sai da estação terminal, com base na posição do veículo determinada pelo controlador de zona.
[095] O funcionamento da instalação ferroviária e, em particular, do dispositivo a bordo será descrito em maior detalhe abaixo, utilizando a Figura 2, mostrando um fluxograma de um exemplo de método para gerenciamento automático do percurso de um veículo ferroviário de acordo com a invenção.
[096] Durante uma primeira etapa (100), de preferência antes da exploração da linha ferroviária (10), as instruções do software de programação e o primeiro e segundo período são armazenados no módulo de armazenamento (48). Vantajosamente, o mapa (52) e os perfis de velocidade (54) também são armazenados.
[097] Em seguida, durante uma etapa (102), a linha (10) é explorada e o veículo (V) que viaja na linha (10) comunica, através do seu dispositivo a bordo (42), com a infraestrutura terrestre (36) da instalação de controle. Durante a etapa (102), a infraestrutura terrestre (36) envia ao veículo ferroviário e, em particular, ao dispositivo a bordo (42), a mensagem de controle de movimento do veículo ferroviário e a mensagem de pedido de informação.
[098] Durante uma etapa seguinte (104), o dispositivo a bordo de acordo com o seu modo de operação nominal e controla o movimento do veículo com base nos dados compreendidos na mensagem de controle.
[099] Então, durante uma etapa seguinte (106), o veículo (V) detecta, através do seu dispositivo a bordo (42), uma avaria da comunicação com o sistema de supervisão ATS.
[0100] O dispositivo a bordo (42) entra então no seu modo de operação rebaixado durante uma etapa (108) e, vantajosamente, comanda o
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22/24 sistema de interligação (IXL) para entrar no seu modo de operação rebaixado.
[0101] Durante uma etapa seguinte (110), o dispositivo a bordo (42) mantém o veículo parado em uma estação de troca de passageiros durante o primeiro período predeterminado, uma vez que o veículo é identificado como estando posicionado parado na estação de troca de passageiros (S1) no caso da Figura 1.
[0102] Além disso, se o veículo (V) tivesse sido identificado como estando posicionado entre as estações de troca (S2) e (S1), o dispositivo a bordo (42) iria então, durante a etapa (110), comandar o movimento do veículo para a seguinte estação de troca de passageiros (S1).
[0103] Tal operação permite impedir que os passageiros sejam bloqueados no veículo até que o operador chegue e/ ou até que a comunicação seja restabelecida entre o sistema ATS e o dispositivo a bordo (42).
[0104] Durante uma etapa (112), o dispositivo a bordo (42) detecta que o veículo atingiu a estação terminal (S1).
[0105] Em seguida, durante uma etapa (114), após o veículo ter permanecido parado na estação por um período correspondente ao primeiro período predeterminado, o dispositivo a bordo (42) comanda o movimento do veículo em direção à estação seguinte, isto é, a estação (S1) em nosso exemplo, mas fazendo o veículo (V) ir da via de entrada (12) para a via de saída (11). Vantajosamente, ao mesmo tempo, o dispositivo a bordo (42) também comanda o fechamento das portas do veículo quando o primeiro período predeterminado tiver decorrido, o comando do movimento do veículo em direção à estação seguinte sendo feito somente quando todas as portas estiverem fechadas.
[0106] Na variante em que um dispositivo de segurança (M1, M2, M3) é instalado em cada estação, durante a etapa (112), o dispositivo a bordo também verifica que o módulo de validação associado ao dispositivo de
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23/24 segurança (M1) que equipa a estação (S1) é ativado para comandar o movimento do veículo em direção à seguinte estação.
[0107] Vantajosamente, durante a etapa (114), o dispositivo a bordo (42) comunica com o sistema IXL para permitir o comando do equipamento de via de tal modo que o veículo possa ser movido da via de entrada para a via de saída. Alternativamente, durante a etapa (114), o sistema IXL comanda as rotas padrão com base na posição do veículo determinada pelo controlador de zona (ZC) e permite a passagem do veículo da via de entrada (12) para a via de saída (11).
[0108] Após a etapa (114), durante uma etapa (116), depois do veículo ter permanecido parado na estação (S1), ao longo da via de saída (11), por um período correspondente ao primeiro período predeterminado, o dispositivo a bordo (42) comanda o movimento do veículo em direção à seguinte estação (S2). A etapa (116) é repetida em seguida, por exemplo, até o veículo (V) atingir uma estação terminal.
[0109] Esta operação permite garantir o tráfego ferroviário continuado, mesmo em caso de perda de comunicação entre o sistema ATS e o veículo (V) e mesmo em caso de perda de comunicação entre o sistema ATS e todos os veículos (V) viajando na linha (10).
[0110] A invenção é particularmente adequada para uma linha do tipo carrossel, para a qual o trajeto padrão forma um circuito, podendo os veículos viajar com uma operação contínua.
[0111] A invenção, portanto, propõe uma solução de retirada no caso de uma falha do sistema ATS, que permite o gerenciamento automático da linha usando um plano operacional padrão.
[0112] A exploração sendo automática, não é, portanto, necessário enviar agentes para a linha para verificar o estado de ocupação de uma zona, comandar o movimento do veículo (V) ou mover um comutador, em
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24/24 particular para permitir uma manobra de inversão de modo a permitir a passagem de um veículo, em particular um trem ou metrô, de uma via para a outra.
[0113] Muitos outros métodos de permitir a inversão de um trem são bem conhecidos dos técnicos no assunto, e a presente invenção aplica-se a estas outras arquiteturas. Em particular, a linha poderia compreender uma zona de inversão no meio da linha para subdividi-la em duas seções elementares, e a seção (IXL) poderia ser configurada para usar esta zona de inversão em caso de falha do sistema ATS.
[0114] As formas de realização e alternativas consideradas acima podem ser combinadas umas com as outras para conduzir a outras formas de realização da invenção.
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Claims (10)

  1. Reivindicações
    1. VEÍCULO FERROVIÁRIO (V) apto a viajar em uma linha ferroviária (10) equipada com uma instalação de controle automático (34) para o tráfego ferroviário na linha ferroviária, a linha ferroviária compreendendo uma pluralidade de estações sucessivas de troca de passageiros (S1, S2, S3), o veículo ferroviário (V) compreendendo um dispositivo a bordo (42) para o controle automático do veículo ferroviário (V), o dispositivo a bordo (42) sendo capaz de comunicar com uma infraestrutura terrestre (36) da instalação de controle automático (34), a infraestrutura terrestre (36) sendo capaz de enviar ao veículo ferroviário (V) uma mensagem de controle de movimento do veículo ferroviário (V) e compreendendo um sistema de supervisão (ATS), denominado sistema ATS, capaz de enviar ao veículo ferroviário (V) uma mensagem de pedido de informação, o dispositivo a bordo (42) sendo configurado para operar em um modo de operação nominal, no qual comanda o movimento do veículo ferroviário (V) com base nos dados contidos na mensagem de controle, caracterizado pelo fato de que, após a detecção de uma falha na comunicação com o sistema de supervisão (ATS), o dispositivo a bordo (42) é configurado para operar em um modo de operação rebaixado, no qual o dispositivo a bordo (42) comanda o movimento do veículo ferroviário (V) para uma seguinte estação de troca de passageiros (S1, S2, S3) se o veículo ferroviário (V) estiver entre duas estações de troca de passageiros e mantém o veículo ferroviário (V) parado em uma estação de troca de passageiros (S1, S2, S3) durante um primeiro período predeterminado se o veículo ferroviário (V) estiver parado em uma estação de troca de passageiros (S1, S2, S3).
  2. 2. VEÍCULO FERROVIÁRIO, de acordo com a reivindicação
    1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo a bordo (42) compreende um elemento (50) para detectar uma falha na comunicação com o sistema de supervisão (ATS), sendo o elemento de detecção capaz de detectar a falha
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    2/5 quando o veículo ferroviário (V) já não recebe uma mensagem de pedido de informação do sistema de supervisão a partir de um segundo período predeterminado.
  3. 3. VEÍCULO FERROVIÁRIO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado pelo fato de que o dispositivo a bordo (42) compreende um módulo (48) para armazenar perfis de velocidade a serem respeitados entre duas estações sucessivas de troca de passageiros (S1, S2, S3) e em que o dispositivo a bordo (42) é configurado para, quando está em modo rebaixado, controlar o movimento do veículo ferroviário (V) com base em perfis de velocidade armazenados e uma posição do veículo.
  4. 4. VEÍCULO FERROVIÁRIO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a linha ferroviária (10) é dividida em uma pluralidade de zonas (S10, S13, S20, S23, S30, S31, S40, S41), e a infraestrutura terrestre compreende um controlador de zona (ZC), capaz de determinar um estado de ocupação instantâneo de cada zona e enviar uma autorização de movimento a um ponto final para cada veículo com base no estado de ocupação das zonas e o dispositivo a bordo (42) está configurado para, quando está em modo rebaixado, também comandar o movimento do veículo (V) com base na autorização de movimento enviada pelo controlador de zona (ZC).
  5. 5. VEÍCULO FERROVIÁRIO, de acordo com a reivindicação
    4, caracterizado pelo fato de que o dispositivo a bordo (42) está configurado para, quando está em modo rebaixado, comandar o movimento do veículo (V), parado em uma estação de troca de passageiros, para uma estação de troca de passageiros seguinte, com base na autorização de movimento enviada pelo controlador de zona (ZC), e automaticamente quando o veículo (V) está parado na estação a partir de um período correspondente ao primeiro período predeterminado ou quando um dispositivo de segurança (M1, M2, M3)
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    3/5 associado à estação de troca de passageiros (S1, S2, S3) na qual o veículo está parado é ativado e o veículo (V) é parado na estação por um período correspondente ao primeiro período predeterminado.
  6. 6. VEÍCULO FERROVIÁRIO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a linha ferroviária é uma linha do tipo carrossel que compreende uma via de saída (11) e uma via de entrada (12), estações terminais (S1, S3), bem como primeira e segunda vias de inversão (13, 14) permitindo que um veículo (V) vá de uma via para outra entre as vias de entrada e de saída, localizadas em cada uma das estações terminais, o dispositivo a bordo (42) sendo configurado para, quando está no modo rebaixado, detectar a chegada do veículo (V) a uma estação terminal e para comandar o movimento do veículo (V) da via de entrada para a via de saída ou vice-versa, quando a veículo sai da estação terminal.
  7. 7. VEÍCULO FERROVIÁRIO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o dispositivo a bordo (42) é configurado para, quando está em modo rebaixado, comandar o fechamento das portas do veículo (V), parado em uma estação, quando o veículo está parado em uma estação a partir de um período correspondente ao primeiro período predeterminado.
  8. 8. INSTALAÇÃO FERROVIÁRIA (35), caracterizada pelo fato de que compreende um veículo ferroviário (V), conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 7, e a instalação de controle automático do veículo ferroviário (34), a infraestrutura terrestre compreendendo um sistema de interligação (IXL) capaz de controlar uma pluralidade de peças de equipamento ferroviário (A1, A2, A3, A4, L11, L12, L13, L20, L21, L22, L23, L24) associadas à linha ferroviária (10) de modo a traçar rotas para cada veículo ferroviário, o sistema de interligação sendo configurado para, após detectar uma falha na comunicação com o sistema de supervisão (ATS), traçar uma pluralidade de
    Petição 870190027657, de 22/03/2019, pág. 34/41
    4/5 rotas padrão, de modo a permitir operação automática continuada da linha em um modo rebaixado.
  9. 9. INSTALAÇÃO FERROVIÁRIA, de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que a linha ferroviária é uma linha do tipo carrossel que compreende uma via de saída (11) e uma via de entrada (12), estações terminais (S1, S3), bem como primeira e segunda vias de inversão (13, 14) permitindo que um veículo (V) vá de uma via para outra entre as vias de entrada e de saída, localizadas em cada uma das estações terminais, o sistema de interligação (IXL) sendo configurado para, após a detecção de uma falha na comunicação com o sistema de supervisão (ATS), definir rotas padrão e/ou sequências de rotas padrão, permitindo uma operação automática da linha de acordo com a qual os veículos viajam ao longo de um trajeto padrão formando um circuito.
  10. 10. MÉTODO DE GERENCIAMENTO AUTOMÁTICO da viagem de pelo menos um veículo ferroviário (V) em uma linha ferroviária (10) equipada com uma instalação de controle automático (34) para o tráfego ferroviário na linha ferroviária, em que a linha ferroviária compreende uma pluralidade de estações sucessivas de troca de passageiros (S1, S2, S3), o veículo ferroviário (V) compreendendo um dispositivo a bordo (42) para o controle automático do veículo ferroviário (V), em que o método compreende as seguintes etapas:
    - comunicação (102) do dispositivo a bordo (42) com uma infraestrutura terrestre (36) da instalação de controle, em que a infraestrutura terrestre (36) compreende um sistema de supervisão (ATS), denominado ATS, em que a etapa de comunicação compreende o envio pela infraestrutura terrestre (36), ao veículo ferroviário, de uma mensagem de controle de movimento do veículo ferroviário e o envio, pelo sistema de supervisão (ATS), de uma mensagem de pedido de informação,
    Petição 870190027657, de 22/03/2019, pág. 35/41
    5/5
    - o controle (104) do dispositivo a bordo (42) de acordo com um modo de operação nominal, no qual controla o movimento do veículo (V) com base nos dados compreendidos na mensagem de controle;
    caracterizado pelo fato de que o método compreende as seguintes etapas:
    - a detecção (106) de uma falha na comunicação com o sistema de supervisão (ATS),
    - o controle (108, 110) do dispositivo a bordo de acordo com um modo de operação rebaixado, o dispositivo a bordo (42) comandando o movimento do veículo (V) para uma estação de troca de passageiros seguinte (S1, S2, S3) se o veículo se encontrar entre duas estações de troca de passageiros (S1, S2, S3) e mantendo o veículo parado em uma estação de troca de passageiros durante um primeiro período predeterminado se o veículo (V) estiver parado em uma estação de troca de passageiros (S1, S2, S3).
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