BR102021021788B1

BR102021021788B1 - System for identifying the approach of railway vehicles through optical sensing and analysis of the vibration generated by locomotives, wagons and the like

Info

Publication number: BR102021021788B1
Application number: BR102021021788-0A
Authority: BR
Inventors: Wilson Fernandes
Original assignee: Wilson Fernandes
Priority date: 2021-10-29
Filing date: 2021-10-29
Publication date: 2022-05-24
Also published as: BR102021021788A2

Abstract

SISTEMA PARA IDENTIFICAÇÃO DA APROXIMAÇÃO DE VEÍCULOS FÉRREOS POR MEIO DE SENSORIAMENTO ÓPTICO E ANÁLISE DA VIBRAÇÃO GERADA POR LOCOMOTIVAS, VAGÕES E SIMILARES. Refere-se o presente pedido de patente de invenção a um sistema (1) composto por um dispositivo 2) que incorpora um conversor de fibra óptica monomodo (3) 1 F.O, que permite o acesso do sensoriamento óptico (4), formado por um cabo de fibra óptica (5) 12 F.O e um cabo de sensoriamento óptico sensível (6), para identificação da aproximação de veículos férreos em pontos de cruzamento em nível da linha férrea (P), como em via rodoviária e vias urbanas, garantindo uma margem de segurança contra falhas ou acionamentos falhos. O sistema (1) realiza também a detecção da vibração dos trilhos (T) por meio do sensoriamento óptico (4), possibilitando a análise dos perfis de vibração das rodas metálicas dos veículos em atrito com os trilhos (T), para prover manutenções preventivas e corretivas. O sistema (1) ainda permite a automação para barreiras em cruzamentos com linhas férreas, oferecendo melhorias no sistemas de segurança pública, promovendo automação do fechamento de barreiras para cruzamentos com via férrea.SYSTEM FOR IDENTIFICATION OF THE APPROACH OF IRON VEHICLES THROUGH OPTICAL SENSING AND ANALYSIS OF THE VIBRATION GENERATED BY LOCOMOTIVES, WAGONS AND THE LIKE. The present patent application refers to a system (1) composed of a device 2) that incorporates a single-mode fiber optic converter (3) 1 F.O, which allows access to the optical sensor (4), formed by a fiber optic cable (5) 12 F.O and a sensitive optical sensing cable (6), for identifying the approach of railway vehicles at crossing points at the level of the railway line (P), such as on highways and urban roads, guaranteeing a safety margin against failures or faulty activations. The system (1) also detects the vibration of the rails (T) through optical sensing (4), enabling the analysis of the vibration profiles of the metallic wheels of vehicles rubbing against the rails (T), to provide preventive maintenance and corrective. The system (1) also allows automation for barriers at railroad crossings, offering improvements in public safety systems, promoting automation of closing barriers for railroad crossings.

Description

FIELD OF THE INVENTION

[001] Refere-se o presente pedido de patente de invenção a um sistema para identificação da aproximação de veículos férreos nos cruzamentos em nível com a via rodoviária e vias urbanas. Em tempo, além de realizar a detecção da aproximação dos veículos férreos, como trens, por exemplo, o sistema permite a análise dos perfis de vibração das rodas metálicas do veículos em atrito com os trilhos, possibilitando a identificação de possíveis avarias nas rodas metálicas, bem como prover manutenções preventivas e corretivas.[001] The present invention patent application refers to a system for identifying the approach of rail vehicles at intersections at level with roadways and urban roads. In time, in addition to detecting the approach of railway vehicles, such as trains, for example, the system allows the analysis of the vibration profiles of the metallic wheels of the vehicles in friction with the rails, allowing the identification of possible damages in the metallic wheels, as well as providing preventive and corrective maintenance.

PROBLEM TO BE SOLVED

[002] Atualmente, no Brasil são utilizados pelo menos dois tipos de sistemas de detecção para passagens de trens. O primeiro deles é o sensor de detecção de massa metálica, que funciona por meio de um laço indutivo, o outro consiste em um sensor que identifica corrente elétrica alternada.[002] Currently, in Brazil, at least two types of detection systems are used for train passages. The first one is the metallic mass detection sensor, which works through an inductive loop, the other consists of a sensor that identifies alternating electrical current.

[003] Assim, a detecção de massa metálica feita por laço indutivo, consiste em um dispositivo que compreende um módulo de detecção de passagem de trem, composto por um detector microprocessado, que recebe informações de quatro laços indutivos (sensores de passagem) e algoritmos de um software, especialmente projetados para o controle do cruzamento, sendo, portanto, quatro laços que se encontram em posições específicas ao longo da linha férrea. Assim, os laços indutivos são sensores que detectam a passagem do trem e, a liberação do cruzamento que ocorre logo em seguida da passagem do último segmento do trem pela passagem de nível, uma vez que, um sensor monitora a última passagem junto ao cruzamento. Os referidos laços indutivos são construídos para somente serem acionados quando detectam grandes massas metálicas, comparáveis à massa de locomotivas, vagões e carros de serviço.[003] Thus, the detection of metallic mass made by inductive loop, consists of a device that comprises a module of detection of train passage, composed of a microprocessor detector, which receives information from four inductive loops (passage sensors) and algorithms of a software, specially designed for the control of the crossing, being, therefore, four loops that are in specific positions along the railway line. Thus, inductive loops are sensors that detect the passage of the train and the release of the crossing that occurs shortly after the passage of the last train segment through the level crossing, since a sensor monitors the last crossing at the crossing. These inductive loops are built to only be activated when they detect large metallic masses, comparable to the mass of locomotives, wagons and service cars.

[004] No entanto, a detecção de massa metálica feita por laço indutivo apresenta possibilidade de falha na detecção do trem, uma vez que, quando se tem tráfego de apenas um único vagão (ou locomotiva), o laço pode falhar, pois a área de detecção fica menor. Ainda, a referida tecnologia utiliza cabos de cobre para detecção de massa metálica, ou quais são frequentemente vandalizados e furtados, tornando esse sistema completamente inoperante. Além disso, a infraestrutura necessária para instalação desses laços indutivos metálicos, é completamente mais dispendiosa que a infraestrutura do sistema composto por sensoriamento óptico, como reivindica a presente invenção.[004] However, the detection of metallic mass made by inductive loop presents the possibility of failure in the detection of the train, since, when there is traffic of only a single car (or locomotive), the loop can fail, because the area detection becomes smaller. Furthermore, the aforementioned technology uses copper cables to detect metallic mass, or which are frequently vandalized and stolen, making this system completely inoperative. In addition, the infrastructure necessary for installing these metallic inductive loops is completely more expensive than the infrastructure of the system composed of optical sensing, as claimed by the present invention.

[005] Em suma, os fatores descritos acima podem ser suficientes para causar um grave acidente, devido às vulnerabilidades supra citadas.[005] In short, the factors described above may be enough to cause a serious accident, due to the aforementioned vulnerabilities.

[005] Em tempo, a tecnologia de corrente elétrica ou circuito elétrico, em corrente alternada, apresenta um dispositivo de detecção de presença de trem, que é utilizado na maioria dos cruzamentos de trens atuais, sendo composta de um circuito elétrico, que torna os trilhos da via férrea monitorados e controlados pelo circuito eletrônico controlador. Entretanto, a uma certa distância em ambos os lados da passagem de nível (aproximadamente 100m, existem circuitos entre os trilhos, sendo um total de quinze responsáveis pelo fechamento do circuito elétrico de detecção. Desta forma, o funcionamento dessa tecnologia é similar ao laço indutivo, o qual apresenta um determinada frequência, tendo, a aproximação de uma composição de trem por alguma das direções, assim, estes curtos-circuitos fixos nos trilhos são substituídos pelo eixo do próprio trem, que faz com que o circuito controlador perceba que o curto-circuito está “se movendo em direção da passagem de nível”, por mudança de frequência da apresentada no circuito-laço. Assim, o controlador, então, se encarrega de acionar os dispositivos adequados a sinalização do cruzamento, enquanto o trem passa. Contudo, o cruzamento apenas é liberado quando o circuito de detecção (laço) voltar ao seu estado inicial, ou seja, com a frequência constantes determinada pelo circuito com os curtos-circuitos fixos. Portanto, o cruzamento será liberado quando o trem já estiver mais de 100 metros, neste caso, da passagem de nível, quando o último curto-circuito fixo será restabelecido.[005] In time, the technology of electric current or electric circuit, in alternating current, presents a device to detect the presence of train, which is used in most of the crossings of current trains, being composed of an electric circuit, which makes the rail tracks monitored and controlled by the electronic controller circuit. However, at a certain distance on both sides of the level crossing (approximately 100m, there are circuits between the rails, with a total of fifteen responsible for closing the electrical detection circuit. In this way, the operation of this technology is similar to the inductive loop , which has a certain frequency, having the approach of a train composition by one of the directions, thus, these short-circuits fixed on the tracks are replaced by the axis of the train itself, which makes the controller circuit realize that the short -circuit is "moving towards the level crossing", by changing the frequency presented in the loop-circuit. Thus, the controller is in charge of activating the appropriate devices to signal the crossing, while the train passes. , the crossing is only released when the detection circuit (loop) returns to its initial state, that is, with the constant frequency determined by the circuit with the short circuits. fixed items. Therefore, the crossing will be released when the train is already more than 100 meters, in this case, from the level crossing, when the last fixed short circuit will be re-established.

[006] Em suma, a tecnologia descrita acima, apresenta possibilidade de falha na detecção do trem, uma vez que se por algum motivo ocorrer o burilamento da detecção colocando-se uma barra de ferro a uma distância muito pequena do cruzamento, o circuito controlador interpretará como um novo curto-circuito fluxo e, não acionará qualquer proteção ou sinalizado ao cruzamento, no caso de aproximação de um trem, o que pode ser suficiente para causar um grave acidente, devido à proximidade que este “falso” curto-circuito pode estar no cruzamento.[006] In short, the technology described above presents the possibility of failure in the detection of the train, since if for some reason the detection improvement occurs by placing an iron bar at a very small distance from the crossing, the controller circuit will interpret it as a new flow short circuit and will not trigger any protection or signaling at the crossing, in the event of a train approaching, which can be enough to cause a serious accident, due to the proximity that this “false” short circuit can cause. be at the intersection.

[007] Não obstante, o mercado apresenta tecnologias empregadas em sensoriamento industrial, que podem ser aplicadas ao cenário de cruzamento em nível com vias férreas. Tais tecnologias já estão presentes em rotinas de manutenção da estrutura dos trilhos e, até em monitoramento das estruturas em túneis de passagem ferroviários e rodoviários. Pode-se usar como exemplo, a Alemanha, onde sensores ultrassónicos são utilizados para detecção de falhas ou desgastes nas linhas férreas para transporte de cargas e passageiros.[007] Nevertheless, the market presents technologies used in industrial sensing, which can be applied to the level crossing scenario with railways. Such technologies are already present in rail structure maintenance routines and even in monitoring structures in rail and road passage tunnels. Germany can be used as an example, where ultrasonic sensors are used to detect failures or wear and tear on railway lines for transporting cargo and passengers.

[008] Dado o exposto acima, o inventor em apreço desenvolveu um sistema para identificação da aproximação de veículos férreos nos cruzamentos em nível com a via rodoviária e vias urbanas, cujo sistema realiza a detecção da vibração dos trilhos com sensoriamento por fibra óptica, ou seja, o monitoramento e classificação das vibrações dos trilhos da linha férrea é feita com um cabo de fibra óptica, que torna-se um microfone de alta sensibilidade, possibilitando a identificação de possíveis avarias nas rodas metálicas, bem como prover manutenções preventivas e corretivas. Desta forma, o sistema que acompanha a evolução tecnológica, proporcionando mais segurança e conforto a todos os usuários dos sistemas de transporte, tanto ferroviários, como rodoviários.[008] Given the above, the inventor in question has developed a system to identify the approach of railway vehicles at level crossings with highways and urban roads, whose system performs the detection of rail vibration with optical fiber sensing, or In other words, the monitoring and classification of the vibrations of the railroad tracks is done with a fiber optic cable, which becomes a high-sensitivity microphone, enabling the identification of possible damage to the metal wheels, as well as providing preventive and corrective maintenance. In this way, the system follows the technological evolution, providing more safety and comfort to all users of transport systems, both rail and road.

CURRENT STATE OF THE TECHNIQUE

[009] É conhecido do atual estado da técnica o documento MU 7901995-1 U2, depositado em 31/08/1999, descreve um dispositivo com controladores de cruzamento com linhas férreas em geral, também chamado passagem de nível, mais especificamente a um dispositivo de controle de passagem de nível - detecção de aproximação, presença e passagem de trem para ser utilizado em cruzamento com linha férrea Com design e formato específico, características de praticidade no manuseio, instalação e funcionalidade, e devido as suas características e dimensões, facilmente adaptável a qualquer cruzamento com linha férrea. A presente patente consiste de um dispositivo para detecção de aproximação, presença e passagem de trem nas adjacências do cruzamento controlado, através de rádios do tipo "transponder" e laços indutivos e instalados em posições específicas sob a linha férrea, o qual deve controlar o fluxo de veículos/pedestres no cruzamento de forma a dar direito de passagem exclusivo ao trem.[009] It is known from the current state of the art the document MU 7901995-1 U2, deposited on 08/31/1999, describes a device with crossing controllers with railway lines in general, also called level crossing, more specifically to a device level crossing control - detection of train approach, presence and passage to be used at a railway crossing With a specific design and format, features of practicality in handling, installation and functionality, and due to its characteristics and dimensions, easily adaptable at any railroad crossing. The present patent consists of a device for detecting the approach, presence and passage of trains in the vicinity of the controlled crossing, through "transponder" type radios and inductive loops and installed in specific positions under the railway line, which must control the flow of vehicles/pedestrians at the crossing in order to give the train exclusive right of way.

[010] Contudo, embora a anterioridade acima revele uma solução para aproximação de trens em um cruzamento com linhas férreas, ela não antecipa em momento algum, um conceito que envolva sensoriamento por fibra óptica, que além da detecção da aproximação dos trens, torna possível analisar os perfis de vibração das rodas metálicas em atrito com os trilhos, podendo ainda, ser possível identificar possível avarias nas rodas, e prever manutenções preventivas e corretivas.[010] However, although the above above reveals a solution for approaching trains at a crossing with railway lines, it does not anticipate at any time, a concept that involves fiber optic sensing, which in addition to detecting the approach of trains, makes it possible analyze the vibration profiles of the metal wheels in friction with the rails, and it may also be possible to identify possible damage to the wheels, and predict preventive and corrective maintenance.

[011] O documento EP1128171A1, depositado em 29/08/2001, descreve um sensor de carga de fibra óptica para detecção de veículos ferroviários, que consistem em um padrão de barras em uma estrutura quase rígida com uma fibra óptica intercalada entre as barras e embutida em um elastômero. Localizada entre o trilho e seu dormente, quando um veículo passa pela flexão nas barras, flexiona a fibra e modifica suas propriedades de transmissão de luz, fornecendo sinais que detectam a passagem, a direção da viagem e a velocidade de um veículo.[011] The document EP1128171A1, filed on 08/29/2001, describes a fiber optic load sensor for detecting rail vehicles, which consists of a pattern of bars in a quasi-rigid structure with an optical fiber interleaved between the bars and embedded in an elastomer. Located between the rail and its sleeper, when a vehicle passes through the flex in the bars, it flexes the fiber and modifies its light transmitting properties, providing signals that detect the passage, direction of travel, and speed of a vehicle.

[012] Em que pese a direta comparação da anterioridade com a presente invenção, o presente sistema não propõe e não necessita de estrutura rígida intercalada entre as barras para fazer a medição dos dados, podendo a fibra ser fixada livremente sobre os “dormentes” dos trilhos, ou nos grampos de fixação. Os dados coletados são armazenados e em nuvem e/ou em softwares específicos e podem ser analisados em tempo real, com interface WEB.[012] Despite the direct comparison of the prior art with the present invention, the present system does not propose and does not require a rigid structure interspersed between the bars to measure the data, the fiber can be freely fixed on the "ties" of the rails, or in the clamps. The collected data are stored in the cloud and/or in specific software and can be analyzed in real time, with a WEB interface.

[013] O documento EP1100707A1, depositado em 23/05/2011, traz ensinamentos prévios sobre uma série de sensores de força que são configurados como placas de suporte de trilhos, ao passo que ao longo da seção de medição substituem as referidas placas no nível de ambos os trilhos. Os sinais elétricos emitidos pelos sensores de força são enviados via pré-amplificadores para um analisador de sinais, que é conectado a um computador. Desta forma, resultados relevantes gerados pelo computador, ou seja, resultados que indicam pontos planos ou mesmo fraturas de rodas de veículos ferroviários, são transmitidos por fio, cabo de fibra ótica ou rádio para uma estação de controle ferroviária.[013] The document EP1100707A1, deposited on 05/23/2011, brings previous teachings about a series of force sensors that are configured as rail support plates, while along the measurement section they replace said plates at the level of both tracks. The electrical signals emitted by the force sensors are sent via preamplifiers to a signal analyzer, which is connected to a computer. In this way, relevant results generated by the computer, that is, results that indicate flat spots or even fractures of wheels of railway vehicles, are transmitted by wire, fiber optic cable or radio to a railway control station.

[014] Contudo, o conceito da anterioridade se difere da presente invenção, uma vez que o pedido ora reivindicado apresenta um sistema composto por um conversor de fibra óptica, switch comutador, sensoriamento óptico incorporado por um cabo de fibra óptica 12 F.O e um cabo de sensoriamento óptica sensível, com módulo de automação I/O, que em conjunto, permitem colher informações sobre as variações de vibrações geradas por rodas metálicas, ainda, realizar a identificação da aproximação do trem, e possibilitar o acionamento de dispositivos de proteção, como cancelas e sinaleiras audiovisuais.[014] However, the concept of the prior art differs from the present invention, since the application now claimed presents a system composed of a fiber optic converter, switch switch, optical sensor incorporated by a fiber optic cable 12 F.O and a cable of sensitive optical sensing, with an I/O automation module, which together allow to collect information about the variations of vibrations generated by metallic wheels, still carry out the identification of the train approach, and enable the activation of protection devices, such as barriers and audiovisual signs.

[015] O documento US2018222498, depositado em 09/08/2018, que traz ensinamentos prévios sobre um método e aparelho para a detecção de anomalias nos rodados de veículos ferroviários, por exemplo, para detecção de defeitos, como planos de roda. O método usa um sensor acústico distribuído tendo uma fibra óptica de detecção implantada ao longo de pelo menos parte de uma via férrea, quando um trem se move ao longo dessa parte da via. O sensor acústico distribuído detecta sinais acústicos de uma pluralidade de porções de detecção longitudinal da fibra óptica de detecção. Ainda, possui um processador que analisa os sinais acústicos para determinar a velocidade do trem. Tendo determinado a velocidade do trem, o processador também analisa os sinais acústicos de modo a detectar uma anomalia em um rodante do trem.[015] Document US2018222498, filed on 08/09/2018, which provides previous teachings on a method and apparatus for the detection of anomalies in rail vehicle wheelsets, for example, for the detection of defects, such as wheel planes. The method uses a distributed acoustic sensor having an optical fiber sensing deployed along at least part of a track when a train moves along that part of the track. The distributed acoustic sensor detects acoustic signals from a plurality of longitudinal sensing portions of the sensing fiber optic. Also, it has a processor that analyzes the acoustic signals to determine the speed of the train. Having determined the speed of the train, the processor also analyzes the acoustic signals in order to detect an anomaly in a wheel of the train.

[016] A presente invenção tem o diferencial por ser um sistema composto por um conversor de fibra óptica, switch comutador, sensoriamento óptico incorporado por um cabo de fibra óptica 12 F.O e um cabo de sensoriamento óptica sensível, com módulo de automação I/O, que em conjunto, permitem colher informações sobre as variações de vibrações geradas por rodas metálicas, ainda, realizar a identificação da aproximação do trem, possuindo meios para identificar a presença da passagem do tem em cruzamentos com vias rodoviárias, e possibilitar o acionamento de dispositivos de proteção, como cancelas e sinaleiras audiovisuais.[016] The present invention has the differential of being a system composed of a fiber optic converter, switch switch, optical sensing incorporated by a 12 F.O fiber optic cable and a sensitive optical sensing cable, with an I/O automation module , which together make it possible to collect information on the variations in vibrations generated by metallic wheels, also to identify the approach of the train, having means to identify the presence of the passage of the train at intersections with highways, and enable the activation of devices protection, such as barriers and audiovisual signs.

[017] O documento US2020103223, depositado em 02/04/2020, traz ensinamentos prévios sobre um sistema e método para detectar e determinar a localização de defeitos nos trilhos da ferrovia e a presença de trens nos trilhos. Ainda, apresenta um cabo de fibra ótica sensível à deformação ligado a cada seção do trilho, com os cabos dos trilhos adjacentes sendo interconectados por um cabo de fibra ótica não sensível à deformação. O sistema possui ainda, uma fonte de luz para transmitir um sinal óptico modulado através dos referidos comprimentos de cabo, e um cabo para detectar retroespalhamento resultante da deformação.[017] Document US2020103223, deposited on 04/02/2020, provides previous teachings on a system and method to detect and determine the location of defects in railway tracks and the presence of trains on the tracks. In addition, it features a strain-sensitive fiber optic cable attached to each section of the rail, with the cables from adjacent rails being interconnected by a strain-insensitive fiber optic cable. The system further comprises a light source for transmitting a modulated optical signal through said cable lengths, and a cable for detecting backscatter resulting from deformation.

[018] No entanto, a presente invenção tem o diferencial por ser um sistema composto por um conversor de fibra óptica, switch comutador, sensoriamento óptico incorporado por um cabo de fibra óptica 12 F.O e um cabo de sensoriamento óptica sensível, com módulo de automação I/O, que em conjunto, permitem colher informações sobre as variações de vibrações geradas por rodas metálicas, ainda, realizar a identificação da aproximação do trem em cruzamentos com vias rodoviárias, e possibilitar o acionamento de dispositivos de proteção, como cancelas e sinaleiras audiovisuais.[018] However, the present invention has the differential of being a system composed of a fiber optic converter, switch switch, optical sensing incorporated by a 12 F.O fiber optic cable and a sensitive optical sensing cable, with automation module I/O, which together, make it possible to collect information on the variations in vibrations generated by metallic wheels, also to identify the approach of the train at intersections with highways, and enable the activation of protection devices, such as barriers and audiovisual signs. .

ADVANTAGES OF THE INVENTION

[019] A presente invenção apresenta as seguintes vantagens: • Permite a automação para barreiras em cruzamentos com linhas férreas; • Oferece melhorias nos sistemas de segurança pública, promovendo automação do fechamento de barreiras para cruzamentos com via férrea; • Identifica aproximação dos trens, com antecedência, garantindo uma margem de segurança contra falhas ou acionamentos falhos; • Proporciona tempo de frenagem e margem de segurança necessária para identificar aproximação dos trens com uma distância onde um sistema/dispositivo tenha tempo com margem de segurança para acionar as barreiras físicas (cancelas); • É um sistema para grandes locomotivas com vários vagões, como para a detecção de apenas uma locomotiva, ou trens com poucos vagões; • Pode ser integrado com outras tecnologias, sendo preciso acionar barreira e/ou dispositivos de avisos sonoros e visuais, que atendam as normas técnicas e exigências dos órgãos de fiscalização e segurança; • É um sistema inteligente e integrado à um software que emite um alerta aos administradores em caso de falhas físicas, elétricas ou eletrônicas; • Possibilita o acionamento de dispositivos de proteção, como cancelas e sinaleiras audiovisuais; • Permite que os dados sejam coletados pelo sensoriamento óptico e transmitidos a outros equipamentos e/sistemas via internet, não havendo barreiras para manipulação e análises destes dados, possibilitando inclusive, a inclusão destes dados na nuvem; • Permite o sensoriamento em diversos pontos, em um raio de 10km; • Os dados coletados são armazenados e em nuvem e/ou em softwares específicos e podem ser analisados em tempo real, com interface WEB.[019] The present invention has the following advantages: • Allows automation for barriers at crossings with railway lines; • Offers improvements in public safety systems, promoting automation of closing barriers for crossings with railroads; • Identifies trains approaching in advance, ensuring a safety margin against failures or faulty activations; • Provides braking time and safety margin necessary to identify trains approaching at a distance where a system/device has time with safety margin to activate physical barriers (gates); • It is a system for large locomotives with several wagons, such as for detecting only one locomotive, or trains with few wagons; • It can be integrated with other technologies, requiring the activation of barriers and/or audible and visual warning devices, which meet the technical standards and requirements of inspection and security bodies; • It is an intelligent system integrated with software that alerts administrators in case of physical, electrical or electronic failures; • Enables the activation of protection devices, such as barriers and audiovisual signs; • Allows data to be collected by optical sensing and transmitted to other equipment and/systems via the internet, with no barriers to manipulation and analysis of this data, even enabling the inclusion of this data in the cloud; • Allows sensing at several points, within a radius of 10km; • The collected data are stored in the cloud and/or in specific software and can be analyzed in real time, with a WEB interface.

DESCRIPTION OF DRAWINGS

[020] Para auxiliar no entendimento, são anexadas as seguintes figuras: Fig. 1: mostra a vista lateral da topologia e instalação do sistema; Fig. 2: mostra a vista superior esquemática do sistema aplicado em um trilho da via férrea; Fig. 3: mostra a vista esquemática do sistema mapeando pontos com cruzamento em nível com via férrea de forma automatizada.[020] To aid understanding, the following figures are attached: Fig. 1: shows the side view of the system topology and installation; Fig. 2: shows the schematic top view of the system applied to a rail track; Fig. 3: shows the schematic view of the system mapping points with level crossing with rail in an automated way.

DETAILED DESCRIPTION

[021] O “SISTEMA PARA IDENTIFICAÇÃO DA APROXIMAÇÃO DE VEÍCULOS FÉRREOS POR MEIO DE SENSORIAMENTO ÓPTICO E ANÁLISE DA VIBRAÇÃO GERADA POR LOCOMOTIVAS, VAGÕES E SIMILARES”, motivo deste requerimento de patente de invenção, consiste em sistema (1) composto por um dispositivo (2) que incorpora um conversor de fibra óptica monomodo (3) 1 F.O, que permite o acesso do sensoriamento óptico (4), formado por um cabo de fibra óptica (5) 12 F.O, e um cabo de sensoriamento óptico sensível (6), possibilitando, ainda, que os dados coletados pelo sensoriamento óptico (4) sejam transmitidos à outros equipamentos e/sistemas via internet, não havendo barreiras para manipulação e análises destes dados, possibilitando inclusive, a inclusão destes dados na nuvem. Os dados coletados são armazenados e em nuvem e/ou em softwares específicos e podem ser analisados em tempo real, com interface WEB. O conversor de fibra óptica monomodo (3), produz um sinal digital, que pode ser transmitido via internet a outros softwares e promover integrações com sistemas redundantes, como câmeras de monitoramento, sistemas de proteção para cruzamentos de nível, e monitoramento de vibrações geradas por avarias nas rodas em contato com os trilhos. Ainda, o conversor de fibra óptica monomodo (3) possibilita que o sensoriamento óptico (4) seja estendido nos trilhos (T) por pelo menos 100m. O dispositivo (2) do sistema (1), possui, ainda, um switch (7) cinco portas, sendo um comutador que possibilita a conexão em rede do sistema (1). Não obstante, o dispositivo (2) apresenta um módulo de automação (8) I/O, cuja função é permitir a troca de informações do sistema (1), assim como, melhor a organização do sistema (1).[021] THE "SYSTEM FOR IDENTIFICATION OF THE APPROACH OF IRON VEHICLES BY MEANS OF OPTICAL SENSING AND ANALYSIS OF THE VIBRATION GENERATED BY LOCOMOTIVES, WAGONS AND SIMILAR", reason for this patent application, consists of a system (1) composed of a device ( 2) that incorporates a single-mode fiber optic converter (3) 1 F.O, which allows access to the optical sensing (4), formed by a fiber optic cable (5) 12 F.O, and a sensitive optical sensing cable (6) , also allowing the data collected by optical sensing (4) to be transmitted to other equipment and/systems via the internet, with no barriers to manipulation and analysis of these data, even enabling the inclusion of these data in the cloud. The collected data are stored in the cloud and/or in specific software and can be analyzed in real time, with a WEB interface. The single-mode fiber optic converter (3) produces a digital signal, which can be transmitted via the internet to other software and promote integration with redundant systems, such as monitoring cameras, protection systems for level crossings, and monitoring of vibrations generated by damage to the wheels in contact with the rails. Furthermore, the single-mode fiber optic converter (3) allows the optical sensing (4) to be extended on the rails (T) for at least 100m. The device (2) of the system (1) also has a switch (7) with five ports, being a switch that enables the network connection of the system (1). However, the device (2) has an automation module (8) I/O, whose function is to allow the exchange of system information (1), as well as better organization of the system (1).

[022] O dispositivo (2) do sistema (1), possui um elemento inicial (9) para o sensoriamento óptico (3) e um elemento final (10) para sensoriamento óptico (3), tendo ainda, um nobreak (11) para contenção energética.[022] The device (2) of the system (1), has an initial element (9) for optical sensing (3) and a final element (10) for optical sensing (3), also having a UPS (11) for energy containment.

[023] O modo de aplicação do sistema (1) se dá pelo fato do dispositivo (2) serem instalados pela extensão da linha férrea, sendo instalados juntamente com os cabo de fibra óptica (5) 12 F.O, em cada ponto de cruzamento em nível da linha férrea (P) com variações de distância, de modo que, o sensoriamento óptico (4) formado por um cabo de fibra óptica (5) 12 F.O e o cabo de sensoriamento óptico sensível (6) são instalados nos trilhos (T) de cada ponto de cruzamento em nível da linha férrea (P), em que cada cabo de sensoriamento óptico sensível (6) deriva do elemento final (9) para sensoriamento óptico (4) situado no dispositivo (2).[023] The method of application of the system (1) is due to the fact that the device (2) is installed by the extension of the railway line, being installed together with the fiber optic cables (5) 12 F.O, at each crossing point in level of the railway line (P) with variations in distance, so that the optical sensor (4) formed by a fiber optic cable (5) 12 F.O and the sensitive optical sensor cable (6) are installed on the rails (T ) of each crossing point at the level of the railway line (P), where each sensitive optical sensing cable (6) derives from the final element (9) for optical sensing (4) located in the device (2).

[024] Desta forma, o sistema (1) realiza a identificação da aproximação de veículos em cada ponto de cruzamento em nível da linha férrea (P), com a via rodoviária e vias urbanas, a medida em que, o sensoriamento óptico (4) torna-se um microfone de alta sensibilidade, por ser formado por um cabo de fibra óptica (5) 12 F.O e um cabo de sensoriamento óptico sensível (6), os quais também realizam a detecção da vibração dos trilhos (T), ou seja, o monitoramento e classificação das vibrações dos trilhos (T) da linha férrea, permitindo a análise dos perfis de vibração das rodas metálicas do veículos em atrito com os trilhos (T), possibilitando a identificação de possíveis avarias nas rodas metálicas, bem como prover manutenções preventivas e corretivas.[024] In this way, the system (1) performs the identification of the approach of vehicles at each crossing point at the level of the railway line (P), with the roadway and urban roads, as the optical sensing (4) ) becomes a highly sensitive microphone, as it is formed by a fiber optic cable (5) 12 F.O and a sensitive optical sensing cable (6), which also detect the vibration of the rails (T), or that is, the monitoring and classification of the vibrations of the rails (T) of the railway line, allowing the analysis of the vibration profiles of the metallic wheels of the vehicles in friction with the tracks (T), allowing the identification of possible damages in the metallic wheels, as well as provide preventive and corrective maintenance.

[025] Contudo, o sistema (1) da presente invenção, além de informar sobre as variações de vibrações geradas por rodas metálicas, e realizar a identificação da aproximação do trem, possibilita o acionamento de dispositivos de proteção, como cancelas e sinaleiras audiovisuais.[025] However, the system (1) of the present invention, in addition to informing about the variations of vibrations generated by metallic wheels, and performing the identification of the train's approach, allows the activation of protection devices, such as barriers and audiovisual signals.

Claims

1) "SYSTEM FOR IDENTIFICATION OF THE APPROACH OF RAIL VEHICLES THROUGH OPTICAL SENSING AND ANALYSIS OF THE VIBRATION GENERATED BY LOCOMOTIVES, WAGONS AND SIMILARS", consists of a system (1) for identifying the approach of rail vehicles at crossing points at line level (P), characterized by being a system (1) composed of a device (2) that incorporates a single-mode fiber optic converter (3) 1 F.O, which allows access to the optical sensor (4), formed by a cable of optical fiber (5) 12 F.O. and a sensitive optical sensing cable (6); by the single-mode fiber optic converter (3) to allow the sensitive optical sensing (6) to be applied and extended on the tracks (T) of each crossing point at the level of the railway line (P) to identify approaching trains and analysis of the profiles of vibration of the vehicle's metallic wheels rubbing against the rails (T); by the device (2) of the system (1), also having a switch (7) with five ports, being a switch that allows the connection in the system (1) network; further, by the device (2) having an automation module (8) I/O, an initial element (9) for optical sensing (4) and a final element (10) for optical sensing (4), also having a UPS (11) for energy containment.