BR112013015647B1

BR112013015647B1 - sistema, método implementado por computador e aparelho para determinar taxa de propagação de ar através de um arranjo de frenagem pneumaticamente controlado de um trem

Info

Publication number: BR112013015647B1
Application number: BR112013015647-3A
Authority: BR
Inventors: Jeffrey D. Kernwein; Frank M. Wilson
Original assignee: Wabtec Holding Corp
Priority date: 2010-12-22
Filing date: 2011-12-02
Publication date: 2020-12-29
Also published as: CA2819841A1; AU2011349876A1; MX2013007040A; MX347721B; WO2012087538A2; AU2011349876B2; US9403517B2; US20120166109A1; CA2819841C; WO2012087538A3

Abstract

SISTEMA PARA DETERMINAR TAXA DE PROPAGAÇÃO DE AR ATRAVÉS DE UM ARRANJO DE FRENAGEM PNEUMATICAMENTE CONTROLADO DE UM TREM, MÉTODO IMPLEMENTADO POR COMPUTADOR E APARELHO Sistema para determinar taxa de propagação de ar através de um arranjo de frenagem pneumaticamente controlado de um trem, o arranjo de frenagem tendo um controlador para ajustar pressão de ar de ar transmitido através de uma tubulação de freio a partir de uma locomotiva condutora até um vagão posterior, o sistema incluindo: um dispositivo condutor posicionado na locomotiva condutora e configurado para associar primeiros dados de tempo com primeiros dados de pressão de ar captados na tubulação de freio em uma primeira posição; um dispositivo posterior posicionado no vagão traseiro e configurado para associar segundos dados de tempo com segundos dados de pressão de ar captados na tubulação de freio em uma segunda posição; e um dispositivo de controle configurado para determinar dados de propagação de ar com base, pelo menos parcialmente, em pelo menos um dentre os seguintes: primeiros dados de tempo, primeiros dados de pressão de ar, a primeira posição, segundos dados de tempo, segundos dados de pressão de ar, a segunda posição ou qualquer combinação dos mesmos.

Description

HISTÓRICO DA INVENÇÃO CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se, de forma geral, a trens atravessando uma rede de trilhos complexa e aos arranjos e sistemas de freios destes trens, e em especial a trens com um arranjo de sistema de freios controlado pneumaticamente, tendo um controlador para ajustar a pressão do ar de ar transmitido através de uma tubulação de freio de uma locomotiva condutora até um vagão posterior em uma composição de trem.

DESCRIÇÃO DA TÉCNICA RELACIONADA

[002] Na indústria ferroviária, múltiplos trens estão percorrendo uma rede de trilhos complexa durante operações normais, as quais requerem comunicação e controle preciso e efetivo para garantir eficiência e segurança. De modo a prover controle ao operador (ou características de controle automatizadas), trens são equipados com um arranjo e sistema de freios que permitem o controle e frenagem seguros do trem, normalmente através do uso de um arranjo de freio que está operacionalmente conectado a um ou mais vagões da composição de trem.

[003] Em uma realização específica, um trem é equipado com um arranjo de freios pneumaticamente controlado, que inclui um controlador para ajustar pressão de ar de um ar transmitido através de uma tubulação de freios de uma locomotiva condutora para um vagão posterior. Normalmente, esta operação é efetuada através do uso de uma válvula de freio (e/ou cilindro de freio) posicionada em cada vagão. Operacionalmente, a pressão do ar é comunicada da locomotiva condutora (ou controlador de freio) através da tubulação de freio e cada válvula, de modo que frenagem apropriada e uniforme ocorra.

[004] Entretanto, de modo a garantir frenagem uniforme e consistente entre os vagões, o tempo de propagação do ar para percorrer da locomotiva condutora até o final do trem (ou último vagão) através da tubulação de freio deve ser determinado. Em especial, esta taxa de propagação de ar é usada para determinar o desempenho de frenagem do trem, visto que variações na taxa de propagação de ar impactam no tempo de ajuste do freio em cada vagão no trem (e, assim, no desempenho de frenagem geral do trem). Adicionalmente, conhecer a taxa de propagação de ar real através do trem permite uma previsão precisa dos tempos de ajuste e força de frenagem, e por fim, provê menos incerteza nas previsões das distâncias até a parada.

[005] Em um trem típico, uma redução na tubulação de freios de 15 libras por polegada quadrada (psi) propaga para a parte traseira em uma taxa de aproximadamente 350 pés por segundo (pés/seg.). Presentemente, a taxa de propagação através do trem é uma constante que é escolhida em um valor conservativo considerando temperatura, pressão e umidade extremas, e a configuração física de cada vagão. Algoritmos de frenagens preditivos, tais como aqueles usados em sistemas de controle de trem, se beneficiam da eliminação de todas as constantes conservativas, e substituem as mesmas com valores conhecidos, verificáveis. A determinação precisa da taxa de propagação (ou atraso) pode conduzir a melhorias significativas nos processos preditivos de frenagem.

[006] Sob condições de operação normais, a tubulação do freio é modulada apenas a partir da parte frontal do trem para a parte traseira, por meio do sistema de controle de freios. Reduzir a pressão na tubulação de freios é um sinal para que as válvulas de freio em cada vagão controlem a força de frenagem em cada vagão. Níveis maiores de redução de pressão na tubulação dos freios indicam uma solicitação de força de frenagem maior em cada vagão através da válvula de freio a ar e cilindro de freio localizados em cada vagão. A redução da pressão na tubulação de freio em uma taxa de “serviço” indica que a válvula de freio em cada vagão deve operar em um modo de “serviço” normal. Entretanto, se a redução da pressão na tubulação de freio exceder a taxa de serviço, a válvula de freio em cada vagão opera no modo “emergência”, onde o arranjo não apenas cria uma força de frenagem no vagão onde está localizada, mas também ventila a tubulação de freio localmente para ajudar na propagação da redução da tubulação de freio.

[007] Aplicações de freio de emergência indesejadas podem ocorrer se uma válvula de freio entrar no modo de emergência sem um acionamento intencional através da tubulação de freio. Quando uma aplicação de freio de emergência indesejada ocorre, o trem inteiro entra no estado de emergência conforme o sinal é propagado através da tubulação de freio para ambas, parte da frente e parte traseira do trem a partir do dispositivo que primeiramente acionou a emergência. Portanto, é benéfico se uma válvula de freio defeituosa puder ser identificada para eliminar quaisquer destas aplicações de frenagem “defeituosa”.

[008] Vários sistemas e arranjos foram providos endereçados a certas deficiências e problemas que surgem do uso de arranjos de freios controlados pneumaticamente. Vide, por exemplo, as Publicações Norte-Americanas Números: 2005/0240322 de Peltz et al.; e 2006/0290199 de Beck et al.; e Patentes Norte-Americanas Números: 4.066.299 de Clements; 4.582.280 de Nichols et al.; 5.963.883 de Cunkelman et al.; 6.375.276 de Delaruelle; e 6.619.138 de Kettle, Jr. et al. Entretanto, existe ainda espaço considerável na técnica para sistemas e métodos que melhorem a operação de arranjos de frenagem e operações de trens existentes.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[009] De forma geral, a presente invenção provê um sistema e método para determinar dados de propagação de ar em um arranjo de freios de trem que está voltado para algumas ou todas as deficiências dos sistemas de diagnóstico existentes. Preferivelmente, a presente invenção provê um sistema e método para determinar dados de propagação de ar em um arranjo de frenagem de trem que seja efetivamente usado em conexão com um arranjo de freios de trem controlado pneumaticamente. Preferivelmente, a presente invenção provê um sistema e método para determinar dados de propagação de ar em um arranjo de freios de trem que permitem a determinação precisa de dados de propagação para uso em conexão com determinações de um sistema de controle de trem, tal como um algoritmo preditivo de frenagem. Preferivelmente, a presente invenção provê um sistema e método para determinar dados de propagação de ar em um arranjo de frenagem de trem que possa determinar atrasos de comunicação para implementação adicional na determinação de certos algoritmos e cálculos preditivos de frenagem. Preferivelmente, a presente invenção provê um sistema e método para determinar dados de propagação de ar em um arranjo de frenagem de trem que podem ser usados na determinação do comprimento do trem.

[010] Conseqüentemente, e em uma realização preferida e não limitativa, é provido um sistema para determinar taxa de propagação de ar através de um arranjo de freio pneumaticamente controlado de um trem, o arranjo de freio tendo um controlador para ajustar pressão de ar de ar transmitido através de uma tubulação de freio de uma locomotiva condutora até um vagão final. O sistema inclui: um dispositivo condutor posicionado na locomotiva condutora e configurado para associar primeiros dados de tempo com primeiros dados de pressão de ar captados na tubulação de freio em uma primeira posição; um dispositivo posterior posicionado no vagão posterior e configurado para associar segundos dados de tempo com segundos dados de pressão de ar captados na tubulação de freio em uma segunda posição; e um dispositivo de controle configurado para determinar dados de propagação de ar com base, pelo menos parcialmente, em pelo menos um dos seguintes: primeiros dados de tempo, primeiros dados de pressão de ar, a primeira posição, segundos dados de tempo, segundos dados de pressão de ar, a segunda posição ou quaisquer combinações dos mesmos.

[011] Em outra configuração preferida e não limitativa, é provido um método implementado por computador para determinar taxa de propagação de ar através de um arranjo de freio pneumaticamente controlado de um trem, o arranjo de freio tendo um controlador para ajustar a pressão de ar de ar transmitido através de uma tubulação de freio de uma locomotiva condutora para um vagão posterior. O método é implementado em pelo menos um computador tendo um meio legível por computador com instruções de programa no mesmo, que, quando implementado por um processador do pelo menos um computador, faz que o processador: receba dados de um dispositivo condutor posicionado na locomotiva condutora e primeiros dados de tempo associados com primeiros dados de pressão de ar captados na tubulação de freio em uma primeira posição; receba dados de um dispositivo posterior posicionado em um vagão posterior e segundos dados de tempos associados com segundos dados de pressão de ar captados na tubulação de freio em uma segunda posição; e determine dados de propagação de ar com base, pelo menos parcialmente, em pelo menos um dentre os seguintes: primeiros dados de tempo, primeiros dados de pressão de ar, a primeira posição, segundos dados de tempo, segundos dados de pressão de ar, a segunda posição ou qualquer combinação dos mesmos.

[012] Em uma realização adicionalmente preferida e não limitativa, é provido um aparelho para determinar a taxa de propagação de ar através de um arranjo de freio pneumaticamente controlado de um trem, o arranjo de freio tendo um controlador para ajustar pressão de ar transmitido através de uma tubulação de freio de uma locomotiva condutora para um vagão posterior. O aparelho inclui: meios para associar primeiros dados de tempo com primeiros dados de pressão de ar captados na tubulação de freio em uma primeira posição; meios para associar segundos dados de tempo com segundos dados de pressão de ar captados na tubulação de freio em uma segunda posição, e meios para determinar dados de propagação de ar com base, pelo menos parcialmente, em pelo menos um dos seguintes: primeiros dados de tempo, primeiros dados de pressão de ar, a primeira posição, segundos dados de tempo, segundos dados de pressão de ar, a segunda posição ou qualquer combinação dos mesmos.

[013] Estes e outros aspectos e características da presente invenção, assim como os métodos de operação e funções dos elementos relacionados de estruturas, e a combinação de partes e economias de manufatura, se tornarão mais aparentes considerando a descrição a seguir e as reivindicações anexas, com referência aos desenhos anexos, todos os quais constituem parte desta especificação, onde numerais de referências iguais designam partes correspondentes nas várias figuras. Deve ser expressamente entendido, entretanto, que os desenhos são apenas para objetivos ilustrativos e descritivos e não constituem uma definição dos limites da invenção. Conforme usado na especificação e nas reivindicações, a forma singular de “um”, “uma”, e “o/a” incluem os plurais das mesmas a menos que o contexto claramente indique o contrário.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[014] A Figura 1 é um diagrama esquemático de uma realização de um sistema e método para determinar taxa de propagação de ar em um arranjo de frenagem de trem de acordo com os princípios da presente invenção;

[015] A Figura 2 é um diagrama esquemático de outra realização de um sistema e método para determinar taxas de propagação de ar em um arranjo de frenagem de trem de acordo com os princípios da presente invenção;

[016] A Figura 3 é um diagrama esquemático de uma realização adicional de um sistema e método para determinar taxa de propagação de ar em um arranjo de frenagem de trem de acordo com os princípios da presente invenção;

[017] A Figura 4 é um diagrama esquemático de outra realização de um sistema e método para determinar taxa de propagação de ar em um arranjo de frenagem de trem de acordo com os princípios da presente invenção; e

[018] A Figura 5 é um diagrama esquemático de ainda outra realização adicional de um sistema e método para determinar taxa de propagação de ar em um arranjo de frenagem de trem de acordo com os princípios da presente invenção.

DESCRIÇÕES DETALHADAS DAS REALIZAÇÕES PREFERIDAS

[019] Para objetivos descritivos aqui, os termos “final”, “superior”, “inferior”, “direita”, “esquerda”, “vertical”, “horizontal”, “parte superior”, “parte inferior”, “lateral”, “longitudinal” e derivados dos mesmos devem referir-se à invenção conforme ela é orientada nas figuras. Entretanto, deve ser entendido que a invenção pode assumir diversas variações alternativas e etapas seqüenciais, exceto onde expressamente indicado o contrário. Deve ser entendido, também, que os dispositivos e processos específicos ilustrados nos desenhos anexos, e descritos na especificação a seguir, são simplesmente realizações exemplificativas da invenção. Assim, dimensões específicas e outras características físicas relacionadas às realizações reveladas aqui não devem ser consideradas como limitativas.

[020] A presente invenção é direcionada a um sistema 10 para determinar taxa de propagação de ar através de um arranjo de frenagem pneumaticamente controlado BA de um trem T. O arranjo de frenagem BA inclui um controlador C para ajustar pressão de ar de ar transmitido através de uma tubulação de freio BP. A tubulação de freio BP se estende de uma locomotiva condutora LL até um vagão final RR. O arranjo de freio BA do trem T inclui os componentes necessários para efetivamente interagir e frear o trem T em uma variedade de situações e aplicações. Conseqüentemente, o arranjo de frenagem BA pode incluir uma ou mais válvulas BV (e/ou cilindros de freio), assim como os reservatórios necessários, sensores, válvulas, componentes, utensílios, e outras unidades como são conhecidos na técnica e na indústria ferroviária.

[021] Conforme discutido acima, e como é conhecido, sob condições normais de operação, a tubulação de freio BP é modulada apenas da parte da frente do trem T por meio do controlador C do arranjo de frenagem BA. A redução na pressão na tubulação de freio BP é um sinal para cada uma das válvulas de freio BV em cada vagão RC para uso no controle da força de frenagem em cada vagão do trem RC. Adicionalmente, níveis maiores de redução de pressão na tubulação de freio BP indicam uma solicitação para força de frenagem maior em cada vagão RC através da válvula de freio de ar BV e do cilindro de freio localizados em cada vagão RC. Como também é discutido acima, a redução de pressão na tubulação de freio BP em uma taxa de serviço indica que a válvula de freio BV em cada vagão RC deve operar em um modo de serviço normal; entretanto, se a redução de pressão BP da tubulação de freio exceder esta taxa de serviço, a válvula de freio BV em cada vagão RC opera no modo de emergência. Este modo de emergência não apenas cria força de frenagem naquele vagão específico RC do qual ela está posicionada, mas também ventila localmente a tubulação de freio BP para auxiliar na propagação de redução de pressão na frenagem de emergência do trem T.

[022] Conseqüentemente, o sistema 10 da presente invenção é útil em conexão com o arranjo de frenagem BA pneumaticamente controlado descrito acima de um trem T, e é esquematicamente ilustrado em várias realizações preferidas e não limitativas nas Figuras 1-5. Entretanto, deve ser entendido que a presente invenção é igualmente útil em conexão com uma variedade de sistemas de frenagem pneumaticamente controlados ou operados que são usados em conexão com veículos, trânsito, e aplicações similares. Adicionalmente, a presente invenção provê aspectos adicionais e funciona com relação à validação de dados de posição e determinação de condição precisa de comprimento do trem.

[023] Uma realização preferida e não limitativa do sistema 10 da presente invenção é mostrada na Figura 1. Em especial, o sistema 10 inclui um dispositivo condutor 12 posicionado na locomotiva condutora LL ou próximo dela (ou algum outro vagão RC à frente). Este dispositivo condutor 12 é programado, adaptado ou configurado para associar primeiros dados de tempo 14 com primeiros dados de pressão de ar 16, onde estes primeiros dados de pressão de ar 16 são captados na tubulação de freio BP em uma primeira posição 18. Alternativamente, os primeiros dados de pressão de ar 16 são captados em uma ou mais das válvulas de freio BV (ou cilindros de freio), ou no controlador C, no arranjo de frenagem BA. Independentemente, o dispositivo condutor 12 é utilizado para associar dados de tempo, dados de pressão de ar, e posição na parte da frente do trem T, ou da posição na qual a pressão diferencial é implementada.

[024] O sistema 10 inclui ainda um dispositivo posterior 20 posicionado no vagão traseiro RR ou próximo dele. Novamente, enquanto nesta realização preferida e não limitativa, o vagão traseiro RR é uma posição preferida para colocar o dispositivo posterior 20, este dispositivo posterior 20 pode também estar posicionado em várias posições ou locais em qualquer um dos vagões RC no trem T. Adicionalmente, e como com o dispositivo condutor 12, o dispositivo posterior 20 é programado, adaptado ou configurado para associar os segundos dados de tempo 22 com segundos dados de pressão de ar 24, onde estes segundos dados de pressão de ar 24 são captados na tubulação de freio BP em uma segunda posição 26. Adicionalmente, e como com a primeira posição 18, a segunda posição 26 pode ser escolhida para adequar-se à aplicação específica, e pode ser o último vagão RC, ou algum vagão RC intermediário.

[025] Adicionalmente, e conforme ilustrado na Figura 1, o sistema 10 também inclui um dispositivo de controle 28, e este dispositivo de controle 28 é programado, adaptado ou configurado para determinar dados de propagação de ar 30 com base, pelo menos parcialmente, nos primeiros dados de tempo 14, nos primeiros dados de pressão de ar 16, na primeira posição 18, nos segundos dados de tempo 22, nos segundos dados de pressão de ar 24, na segunda posição 26 ou quaisquer combinações dos mesmos. Em uma realização preferida e não limitativa, estes dados de propagação de ar compreendem a taxa de propagação de ar do ar através da tubulação de freios BP.

[026] Na realização preferida e não limitativa da Figura 2, um controlador ONBOARD (OBC) está localizado na locomotiva condutora LL. Este controlador ONBOARD OBC está em comunicação com o dispositivo condutor 12, dispositivo posterior 20, dispositivo de controle 28, controlador de arranjo de frenagem C ou quaisquer combinações dos mesmos. Alternativamente, o controlador ONBOARD OBC está integrado ou substitui o dispositivo de controle 28. Conseqüentemente, o controlador ONBOARD OBC pode ser provido com os primeiros dados de tempo 14, primeiros dados de pressão de ar 16, primeira posição 18, segundos dados de tempo 22, segundos dados de pressão de ar 24, e/ou segunda posição 26 para uso no cálculo ou determinação dos dados de propagação de ar 30, tal como a taxa de propagação de ar através da tubulação de freio BP.

[027] Em uma realização adicional, o controlador ONBOARD OBC recebe os dados de propagação de ar 30 dos vários componentes discutidos acima no sistema 10. A seguir, o controlador ONBOARD OBC pode usar alguns ou todos estes dados de propagação de ar (ou qualquer um dos primeiros dados de tempo 14, primeiros dados de pressão de ar 16, primeira posição 18, segundos dados de tempo 22, segundos dados de pressão de ar 24, e/ou segunda posição 26) de modo a encaixar determinações e cálculos adicionais. Por exemplo, o controlador ONBOARD OBC pode usar qualquer destes dados na determinação da operação de um ou mais dos componentes do arranjo de frenagem BA, dados de tempo de ajuste, dados de força de frenagem, dados de distância de parada, dados preditivos de frenagem ou quaisquer combinações dos mesmos. Conforme discutido acima, a taxa de propagação de ar pode ser usada nos algoritmos preditivos de frenagem ONBOARD para aquele trem específico T. Portanto, ao invés de usar valores conservativos ou especificados, taxa de propagação de ar real pode ser usada na provisão de um modelo de frenagem preditivo mais preciso.

[028] Conforme discutido, os primeiros dados de tempo 14 são obtidos do dispositivo condutor 12, e os segundos dados de tempo 22 são obtidos do dispositivo posterior 20. Em adição, os primeiros dados de pressão de ar 16 e/ou os segundos dados de pressão de ar 24 podem ser determinados através do uso de um sensor 32 que está em comunicação fluida com um ou mais dos componentes do arranjo de frenagem BA, tal como a válvula de freio BV, a tubulação de freio BP, o cilindro de freio, o controlador C ou qualquer outra porção ou seção no arranjo de frenagem BA. A captação destes dados de pressão de ar 16, 24 pode ser direta ou indireta, e pode ocorrer em qualquer local adequado e em conexão com qualquer componente do arranjo de frenagem BA. Conseqüentemente, o sensor 32 pode estar na forma de um sensor de pressão, um sensor de fluido, um medidor de fluxo ou similar.

[029] Em uma realização adicional e não limitativa preferida, o dispositivo condutor 12 e/ou o dispositivo posterior 20 podem estar na forma de um dispositivo de posicionamento, um arranjo de sistema de informação geográfica, um dispositivo de sistema de posicionamento global, um dispositivo de tempo, um dispositivo de medição de tempo, um dispositivo de comunicação via satélite ou similar. Por exemplo, em uma realização, o dispositivo condutor 12 e o dispositivo posterior 20 estão na forma de um receptor de sistema de posicionamento global 34 (como visto na Figura 2). Cada receptor de sistema de posicionamento global 34 preferivelmente inclui saída serial e é programado, adaptado ou configurado para criar uma marca de tempo ou selo de tempo. É este selo de tempo que é criado por ambos, o dispositivo condutor 12 e o dispositivo posterior 20, como parte dos primeiros dados de tempo 14 e dos segundos dados de tempo 22.

[030] Nesta realização preferida e não limitativa, os dados de propagação de ar 30 incluem a taxa de propagação de ar que é determinada por correlação de pressão em ambas, na frente do trem T e na traseira do trem T, usando a função de tempo 34 do receptor de GPS, com uma observação precisa (ou captação) de alteração na pressão entre a parte da frente do trem T e traseira do trem T. Em especial, o dispositivo condutor 12 poderia ser usado para definir um relógio interno. Similarmente, o dispositivo posterior 20 também definiria ou iniciaria um relógio interno com base no tempo GPS, e seria, também, programado, adaptado ou configurado para registrar o tempo atual quando a pressão atingisse um ponto de definição específico. Desta maneira, a taxa de propagação de ar poderia ser determinada e usada, conforme discutido acima, em uma variedade de aplicações, por exemplo, atualização de algoritmos de frenagem e de fórmulas preditivas.

[031] Em uma realização adicional preferida e não limitativa, e conforme ilustrado de forma esquematizada na Figura 3, os primeiros dados de pressão de ar 16 podem estar na forma de múltiplas primeiras pressões de ar, e os primeiros dados de tempo 14 estariam na forma de múltiplos primeiros selos de tempo, conforme definido pelo dispositivo condutor 12. Cada um destes primeiros selos de tempo estaria associado a uma respectiva dentre as múltiplas e especificadas primeiras pressões de ar. Por exemplo, estas primeiras pressões de ar podem ser definidas em um incremento específico, tal como entre aproximadamente 1 e aproximadamente 10 psi. Estes incrementos, ou pontos de ajuste pré-definidos, seriam usados pelo dispositivo posterior 20, de modo que os segundos dados de pressão de ar 24 incluiriam múltiplas segundas pressões de ar que são substancialmente iguais às primeiras pressões de ar. Similarmente, os segundos dados de tempo incluem múltiplos segundos selos de tempo definidos por este dispositivo posterior 20, e estes segundos selos de tempo estão associados com uma respectiva dentre as segundas pressões de ar. Na operação, o dispositivo posterior 20 definiria um relógio interno (tal como através do uso de tempo de GPS), e, então, registrar o tempo atual (segundos dados de tempo) como queda de pressão através dos mesmos pontos de definição pré- definidos, isto é, as primeiras e segundas pressões de ar correspondentes.

[032] Nesta realização, os dados de propagação de ar estão na forma de taxa de propagação de ar, que é determinada pela comparação de um ou mais dentre os primeiros selos de tempo com um respectivo ou mais dentre os segundos selos de tempo para uma respectiva dentre as primeira e segunda pressões de ar captadas substancialmente equivalentes. Estes incrementos ou pontos de ajuste podem ser constantes, ou podem ser comunicados entre o dispositivo condutor 12 e dispositivo posterior 20, de modo a permitir flexibilidade adicional no sistema. Adicionalmente, estes pontos de definição ou incrementos poderiam ser escolhidos de acordo com a velocidade do trem, a necessidade de mais informação de frenagem precisa, de acordo com uma programação definida, e/ou com base em quando o algoritmo de frenagem foi calculado pela última vez.

[033] Em uma realização adicional, os primeiros dados de tempo 14 e/ou os segundos dados de tempo 22 poderiam estar correlacionados entre o dispositivo condutor 12 e o dispositivo posterior 20, onde o tempo da frente-final (primeiros dados de tempo 14) é transmitido para o dispositivo posterior 20, e uma confirmação ocorre através do tempo posterior-final (segundos dados de tempo 22) sendo transmitidos em uma mensagem da parte posterior para frente. Atraso de “viagem de ida e volta” poderia ser usado para estimar o tempo calibrado no dispositivo posterior 20, isto é, nos segundos dados de tempo 22.

[034] Conforme discutido acima, em certas situações, e quando uma válvula de freio BV entra no modo de “emergência”, não apenas é criada força de frenagem naquele vagão específico RC, mas também a tubulação de freio BP é ventilada localmente para auxiliar na propagação do sinal de produção de tubulação de freio. Entretanto, aplicações de freio de emergência indesejáveis podem ocorrer se uma válvula de freio BV entrar neste modo sem algum acionamento intencional através da tubulação de freio BP. Quando isto ocorre, e conforme discutido acima, o trem T inteiro entra no estado de frenagem de emergência, conforme o sinal é propagado através da tubulação de freio BP para ambos, a parte da frente e a parte posterior do dispositivo (válvula de freio BV) que primeiramente acionou a emergência. Conseqüentemente, a presente invenção provê funcionalidade única e inovativa para auxiliar a ferrovia na identificação de uma válvula de freio defeituosa BV que foi a causa da emergência indesejada.

[035] Em especial, e conforme ilustrado na Figura 4, uma válvula de freio BV em um dos vagões intermediários RC falhou, assim propagando este sinal de frenagem de “emergência” para ambas, a parte à frente e a parte posterior do trem T. Entretanto, quando o sistema 10 da presente invenção é implementado, primeiros dados de tempo 14 e segundos dados de tempo 22 (em correlação e associação com os primeiros dados de pressão de ar 16 e segundos dados de pressão de ar 24) podem ser usados para determinar o local provável onde o evento foi originado, isto é, a posição da válvula de freio defeituosa BV. Por exemplo, isto pode ocorrer através do uso de um selo de tempo em uma pressão específica e dada entre a frente do trem T e traseira do trem T.

[036] Em uma realização preferida e não limitativa ainda mais adicional da presente invenção, dados de posição 36, tais como dados que são providos através de um sistema GPS (por exemplo, os receptores GPS 34) são coordenados com os primeiros dados de tempo 14 e/ou segundos dados de tempo 22, tal como o selo de tempo GPS. Esta coordenação e determinação podem ser usadas na validação da informação da posição de final de trem e dados em qualquer tempo dado específico, de modo a permitir medições de comprimento de trem precisas pela comparação da posição da frente com aquela da traseira. Ainda adicionalmente, atrasos na provisão dos dados de posição 36 a partir do dispositivo de final de trem, tal como o dispositivo posterior 20, o receptor GPS 34, etc., em relação ao meio de freqüência de rádio e no sistema de controle de trem, por exemplo, no controlador ONBOARD OBC, pode conduzir a incerteza na posição real do final do trem. Isto conduz à incerteza sobre o comprimento real do trem T. O sistema 10 presentemente inventado se destina a esta desvantagem pela determinação e validação da posição de final do trem. Em especial, a posição de final do trem (ou dados de posição 36) pode ser validada com um selo de tempo para garantir ao controlador ONBOARD OBC que a informação de posição é convenientemente verificada, e pode ser confiável no uso para controle efetivo do trem.

[037] Desta maneira, a presente invenção provê um sistema 10 e método para determinar dados de propagação de ar 30 em um arranjo de frenagem BA de um trem T que podem ser usados em conexão com uma variedade de determinações feitas no sistema de controle de trem, tal como um algoritmo preditivo de frenagem. Adicionalmente, o sistema 10 e método da presente invenção podem ser usados para determinar atrasos de comunicação para implementação adicional na determinação de certos algoritmos preditivos de frenagem, cálculos, e informação de posição de trem. Adicionalmente, o sistema 10 e método da presente invenção podem ser usados na correlação dos dados de posição 36 com dados e informação de tempo apropriados para verificar esta informação de posição. Conseqüentemente, a presente invenção provê um sistema inovador 10 e método que conduzem à informação mais precisa para uso em uma variedade de sistemas de controle e frenagem de trem e subsistemas.

[038] Embora a invenção tenha sido descrita em detalhes para o objetivo de ilustração com base no que é atualmente considerado serem as realizações mais práticas e preferidas, deve ser entendido que este detalhe é unicamente para aquele objetivo e que a invenção não está limitada às realizações reveladas, mas, do contrário, visa abranger modificações e arranjos equivalentes que estejam dentro do espírito e escopo das reivindicações anexas. Por exemplo, deve ser entendido que a presente invenção considera que, na extensão do possível, uma ou mais características de qualquer realização podem ser combinadas com uma ou mais características de qualquer outra realização.

Claims

1. SISTEMA (10) PARA DETERMINAR TAXA DE PROPAGAÇÃO DE AR ATRAVÉS DE UM ARRANJO DE FRENAGEM PNEUMATICAMENTE CONTROLADO DE UM TREM, o arranjo de frenagem (BA) tendo um controlador (C) para ajustar pressão do ar de ar transmitido através de uma tubulação de freio de uma locomotiva condutora (LL) até um vagão final (RR), sendo o sistema caracterizado por compreender: um dispositivo condutor (12) posicionado na locomotiva condutora e configurado para associar primeiros dados de tempo com primeiros dados de pressão de ar (16) captados na tubulação de freio (BP) em uma primeira posição (18), em que os primeiros dados de pressão de ar compreendem uma pluralidade de primeiras pressões de ar e os primeiros dados de tempo (14) compreendem uma pluralidade de primeiros selos de tempo definidos pelo dispositivo condutor, cada um dentre a pluralidade de primeiros selos de tempo associado a uma respectiva dentre a pluralidade de primeiras pressões de ar; um dispositivo posterior (20) posicionado no vagão traseiro e configurado para associar segundos dados de tempo (22) com segundos dados de pressão de ar (24) captados na tubulação de freio em uma segunda posição (26) , em que os segundos dados de pressão de ar compreendem uma pluralidade de segundas pressões de ar e os segundos dados de tempo compreendem uma pluralidade de segundos selos de tempo definidos pelo dispositivo posterior, cada um dentre a pluralidade de segundos selos de tempo associado a uma respectiva dentre uma pluralidade de segundas pressões de ar; um dispositivo de controle (28) configurado para contínua ou periodicamente determinar dados de propagação de ar (30) durante condições operacionais normais e com base, pelo menos parcialmente, em pelo menos um dentre uma captação e uma observação de alteração na pressão de ar na tubulação de freio, em que o pelo menos um dentre uma captação e uma observação de alteração na pressão de ar na tubulação de freio é com base, em pelo menos parcialmente, em pelo menos um dentre o primeiro dado de pressão de ar do dispositivo condutor e do segundo dado de pressão do dispositivo posterior.

2. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda um controlador ONBOARD (OBC) na locomotiva condutora, o controlador ONBOARD em comunicação com pelo menos um dentre os seguintes: o dispositivo condutor, o dispositivo posterior, o dispositivo de controle, o controlador de arranjo de frenagem (C) ou qualquer combinação dos mesmos.

3. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo controlador ONBOARD (OBC) receber os dados de propagação de ar, o controlador ONBOARD adicionalmente configurado para determinar pelo menos um dentre os seguintes: operação de pelo menos um componente do arranjo de frenagem, dados de ajuste de tempo, dados de força de frenagem, dados de distância de parada, dados preditivos de frenagem ou qualquer combinação dos mesmos.

4. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, em que a pluralidade de primeiras pressões de ar é caracterizada por compreender uma pluralidade de primeiras pressões de ar definidas em um incremento específico.

5. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo incremento específico estar entre aproximadamente 1 e aproximadamente 10 psi.

6. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por uma pluralidade de segundas pressões de ar ser substancialmente igual à respectiva pluralidade de primeiras pressões de ar.

7. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelos dados de propagação de ar (30) serem determinados pela comparação de pelo menos um dentre a pluralidade de primeiros selos de tempo com um respectivo dentre a pluralidade de segundos selos de tempo para uma respectiva dentre as primeiras e segundas pressões de ar equivalentes.

8. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, em que pelo menos um dentre o dispositivo condutor (12) e o dispositivo posterior (20) é caracterizado por compreender pelo menos um dentre os seguintes: um dispositivo de posicionamento, um arranjo de sistema de informação geográfica, um dispositivo de sistema de posicionamento global, um dispositivo de tempo, um dispositivo de medição de tempo, um dispositivo de comunicação por satélite ou qualquer combinação dos mesmos.

9. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, em que pelo menos um dentre o dispositivo condutor (12) e o dispositivo posterior (20) é caracterizado por compreender um receptor de sistema de posicionamento global tendo saída serial e configurado para criar um selo de tempo.

10. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelos primeiros dados de pressão de ar (16) e os segundos dados de pressão de ar (24) serem pelo menos um dos determinados e comunicados entre o dispositivo condutor e o dispositivo posterior.

11. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo dispositivo posterior (20) transmitir pelo menos uma porção de segundos dados de tempo para o dispositivo condutor em pelo menos uma dentre as seguintes: uma base definida, uma base predeterminada, uma base configurada, uma base contínua, uma base dinâmica, uma base periódica ou qualquer combinação das mesmas.

12. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por pelo menos uma porção dos primeiros dados de tempo (14) ou pelo menos uma porção dos segundos dados de tempo (22) ser utilizada na determinação de dados de posição.

13. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por pelo menos uma porção dos primeiros dados de tempo (14) ou pelo menos uma porção dos segundos dados de tempo (22) ser utilizada na determinação de dados de verificação.

14. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, em que os dados de propagação de ar (30) serem caracterizados por compreender taxa de propagação de ar.

15. MÉTODO IMPLEMENTADO POR COMPUTADOR PARA DETERMINAR TAXA DE PROPAGAÇÃO DE AR ATRAVÉS DE UM ARRANJO DE FRENAGEM PNEUMATICAMENTE CONTROLADO (BA) DE UM TREM (T), o arranjo de frenagem tendo um controlador (C) para ajustar pressão de ar transmitido através de uma tubulação de freio (BP) de uma locomotiva condutora (LL) para um vagão posterior (RR), caracterizado pelo método ser implementado em pelo menos um computador tendo um meio legível por computador com instruções de programa no mesmo, que, quando implementado por um processador de pelo menos um computador, faz o processador: receber dados de um dispositivo condutor (12) posicionado na locomotiva condutora e associar primeiros dados de tempo (14) com primeiros dados de pressão de ar (16) captados na tubulação de freio em uma primeira posição (18), em que os primeiros dados de pressão de ar compreendem uma pluralidade de primeiras pressões de ar e os primeiros dados de tempo compreendem uma pluralidade de primeiros selos de tempo definidos pelo dispositivo condutor, cada um dentre a pluralidade de primeiros selos de tempo associado a uma respectiva dentre a pluralidade de primeiras pressões de ar; receber dados de um dispositivo posterior (20) posicionado no vagão traseiro e associar segundos dados de tempo com segundos dados de pressão de ar (24) captados na tubulação de freio em uma segunda posição (26), em que os segundos dados de pressão de ar compreendem uma pluralidade de segundas pressões de ar e os segundos dados de tempo compreendem uma pluralidade de segundos selos de tempo definidos pelo dispositivo posterior, cada um dentre a pluralidade de segundos selos de tempo associado a uma respectiva dentre uma pluralidade de segundas pressões de ar; e determinar dados de propagação de ar (30) com base, pelo menos parcialmente, em pelo menos um dentre os seguintes: primeiros dados de tempo, primeiros dados de pressão de ar, a primeira posição, segundos dados de tempo, segundos dados de pressão de ar, a segunda posição ou qualquer combinação dos mesmos, em que a determinação de dados de propagação de ar ocorre contínua ou periodicamente durante condições operacionais normais e com base, em pelo menos um dentre uma captação e uma observação precisa de alteração na pressão de ar na tubulação de freio, em que pelo menos um dentre uma captação e uma observação de alteração na pressão de ar na tubulação de freio é com base, em pelo menos parcialmente, em pelo menos um dentre dados do dispositivo condutor e dados do dispositivo posterior.

16. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pela pluralidade de segundas pressões de ar ser substancialmente igual à respectiva pluralidade de primeiras pressões de ar.

17. APARELHO PARA DETERMINAR TAXA DE PROPAGAÇÃO DE AR ATRAVÉS DE UM ARRANJO DE FRENAGEM PNEUMATICAMENTE CONTROLADO (BA) DE UM TREM (T), o arranjo de frenagem tendo um controlador (C) para ajustar pressão de ar de ar transmitido através de uma tubulação de freio (BP) de uma locomotiva condutora (LL) até um vagão posterior (RR), o aparelho caracterizado por compreender: meios para associar primeiros dados de tempo (14) com primeiros dados de pressão de ar (16) captados na tubulação de freio em uma primeira posição (18), em que os primeiros dados de pressão de ar compreendendo uma pluralidade de primeiras pressões de ar e os primeiros dados de tempo compreendem uma pluralidade de primeiros selos de tempo definidos pelo dispositivo condutor, cada um dentre a pluralidade de primeiros selos de tempo associado a uma respectiva dentre a pluralidade de primeiras pressões de ar; meios para associar segundos dados de tempo (22) com segundos dados de pressão de ar (24) captados na tubulação de freio em uma segunda posição (26); em que os segundos dados de pressão de ar compreendendo uma pluralidade de segundas pressões de ar, e os segundos dados de tempo compreendem uma pluralidade de segundos selos de tempo definidos pelo dispositivo posterior, cada um dentre a pluralidade de segundos selos de tempo associado a uma respectiva dentre uma pluralidade de segundas pressões de ar; meios para contínua e ou periodicamente determinar dados de propagação de ar (30) durante condições operacionais normais e com base, pelo menos parcialmente, em pelo menos um dentre os seguintes: primeiros dados de tempo, primeiros dados de pressão de ar, a primeira posição, segundos dados de tempo, segundos dados de pressão de ar, a segunda posição ou qualquer combinação dos mesmos.

18. APARELHO, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pela pluralidade de segundas pressões de ar ser substancialmente igual à respectiva pluralidade de primeiras pressões de ar.

19. SISTEMA (10) PARA DETERMINAR TAXA DE PROPAGAÇÃO DE AR ATRAVÉS DE UM ARRANJO DE FRENAGEM PNEUMATICAMENTE CONTROLADO (BA) DE UM TREM (T) , o arranjo de frenagem tendo um controlador (C) para ajustar pressão de ar de ar transmitido através de uma tubulação de freio (BP) de uma locomotiva condutora (LL) até um vagão posterior (RR) , o sistema caracterizado por compreender: um dispositivo condutor (12) posicionado na locomotiva condutora e configurado para associar primeiros dados de tempo (14) com primeiros dados de pressão de ar (16) captados na tubulação de freio em uma primeira posição (18), em que os primeiros dados de pressão de ar compreendendo uma pluralidade de primeiras pressões de ar e os primeiros dados de tempo compreendem uma pluralidade de primeiros selos de tempo definidos pelo dispositivo condutor, cada um dentre a pluralidade de primeiros selos de tempo associado a uma respectiva dentre a pluralidade de primeiras pressões de ar; um dispositivo posterior (20) posicionado no vagão traseiro e configurado para associar segundos dados de tempo com segundos dados de pressão de ar captados na tubulação de freio em uma segunda posição (26) , em que os segundos dados de pressão de ar compreendendo uma pluralidade de segundas pressões de ar e os segundos dados de tempo compreendem uma pluralidade de segundos selos de tempo definidos pelo dispositivo posterior, cada um dentre a pluralidade de segundos selos de tempo associado a uma respectiva dentre uma pluralidade de segundas pressões de ar; e uma dispositivo de controle (28) configurado para: iniciar a frenagem do trem, com base, pelo menos parcialmente u modelo de frenagem; e determinar dados de propagação de ar (30) com base, pelo menos parcialmente, em pelo menos um dentre os seguintes: primeiros dados de tempo, primeiros dados de pressão de ar, a primeira posição, segundos dados de tempo, segundos dados de pressão de ar, a segunda posição ou qualquer combinação dos mesmos, em que os dados de propagação de ar compreendendo taxa de propagação de ar, e determinada taxa de propagação é usada no modelo de frenagem para a frenagem do trem.

20. SISTEMA (10) PARA DETERMINAR TAXA DE PROPAGAÇÃO DE AR ATRAVÉS DE UM ARRANJO DE FRENAGEM PNEUMATICAMENTE CONTROLADO (BA) DE UM TREM (T) , o arranjo de frenagem tendo um controlador (C) para ajustar pressão de ar de ar transmitido através de uma tubulação de freio (BP) de uma locomotiva condutora (LL) até um vagão posterior (RR) , o sistema caracterizado por compreender: um dispositivo condutor (12) posicionado na locomotiva condutora e configurado para associar primeiros dados de tempo (14) com primeiros dados de pressão de ar (16) captados na tubulação de freio em uma primeira posição (18), em que os primeiros dados de pressão de ar são compreendendo uma pluralidade de primeiras pressões de ar e os primeiros dados de tempo compreendem uma pluralidade de primeiros selos de tempo definidos pelo dispositivo condutor, cada um dentre a pluralidade de primeiros selos de tempo associado a uma respectiva dentre a pluralidade de primeiras pressões de ar; um dispositivo posterior (20) posicionado no vagão traseiro e configurado para associar segundos dados de tempo (22) com segundos dados de pressão de ar (24) captados na tubulação de freio em uma segunda posição (26) , em que os segundos dados de pressão de ar compreendendo uma pluralidade de segundas pressões de ar e os segundos dados de tempo compreendem uma pluralidade de segundos selos de tempo definidos pelo dispositivo posterior, cada um dentre a pluralidade de segundos selos de tempo associado a uma respectiva dentre uma pluralidade de segundas pressões de ar; e uma dispositivo de controle (28) configurado para: determinar dados de propagação de ar (30) com base, pelo menos parcialmente, em pelo menos um dentre os seguintes: primeiros dados de tempo, primeiros dados de pressão de ar, a primeira posição, segundos dados de tempo, segundos dados de pressão de ar, a segunda posição ou qualquer combinação dos mesmos, em que os dados de propagação de ar.