BR112014011421B1

BR112014011421B1 - métodos para otimização de performance de via e sistema para a determinação de um perfil de status de uma seção devia

Info

Publication number: BR112014011421B1
Application number: BR112014011421-8A
Authority: BR
Inventors: Kevin Oldknow; Don Eadie; Dana Earl; John Samuels
Original assignee: L.B. Foster Rail Technologies Canada, Ltd.
Priority date: 2011-11-10
Filing date: 2012-11-09
Publication date: 2021-01-12
Also published as: US8473128B2; CA2794874A1; WO2013067628A1; AU2012334761B2; CA2794874C; BR112014011421A2; US20120150370A1; AU2012334761A1

Abstract

MÉTODOS PARA OTIMIZAÇÃO DE PERFORMANCE DE VIA, SISTEMA PARA A DETERMINAÇÃO DE UM PERFIL DE STATUS DE UMA SEÇÃO DE VIA E DISPOSITIVO PARA A MEDIÇÃO DE DADOS DE STATUS DE VIA EM UM LOCAL DE VIA. É provido um método para otimização de performance de via. O método envolve a medição de um ou mais dados de status de via em um ou mais locais de medição da via durante uma passagem de trem através de um ou mais locais de medição. Segue-se uma análise de um ou mais dados de status de via com respeito a um ou mais valores de referência de linha de base para a obtenção de um perfil de status de via, e o ajuste de um parâmetro de operação, um parâmetro de via ou ambos os parâmetros de operação e de via, com base no perfil de status de via, para a otimização da performance de via.

Description

MÉTODOS PARA OTIMIZAÇÃO DE PERFORMANCE DE VIA E SISTEMA PARA A DETERMINAÇÃO DE UM PERFIL DE STATUS DE UMA SEÇÃO DEVIA

CAMPO DA INVENÇÃO

[0001] Esta invenção se refere à otimização da performance de via ferroviária. Mais especificamente, esta invenção provê um sistema, um método e um dispositivo para a aquisição e a avaliação de status de via ferroviária, a determinação de um perfil de status de via e o ajuste de parâmetros de via e de operação para a otimização da performance de via ferroviária.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[0002] As tensões em estruturas de via ferroviária surgem de várias causas, incluindo mudanças de temperatura, cargas de roda / trilho, mudanças em condições de atrito de roda / trilho durante o uso. As tensões de contato entre a roda e o trilho são influentes na determinação de taxas de desgaste de roda e de trilho na degradação da estrutura de via e na iniciação e no crescimento de fissuras de fadiga de contato de rolamento.

[0003] Há vários fatores chaves que têm papéis significativos na determinação das magnitudes de tensões ocorrendo entre roda e trilho, particularmente quando os veículos ferroviários estão transpondo uma via em curva. Estes incluem pesos de veículo ferroviário e características de condução, comprimentos de trem, gradiente e curvatura de via, bem como o estado de atrito entre superfícies de roda e de trilho e as relações entre velocidade de trem, geometria de via, e a distribuição da potência de locomotiva ao longo do comprimento do trem.

[0004] Está incluída nos parâmetros associados à geometria de via a assim denominada superelevação (ou inclinação). A superelevação é introduzida em curvas para contrabalançar a força centrífuga que é gerada quando um veículo ferroviário transpõe uma curva em um dado raio em uma dada velocidade. A velocidade teórica na qual esta força centrífuga é perfeitamente equilibrada para um único conjunto de rodas transpondo uma curva de raio específico e uma superelevação é referida como a velocidade de equilíbrio para a curva. Uma velocidade de equilíbrio é um conceito importante em operações de ferrovia, devido ao fato de os veículos viajarem significativamente acima da velocidade de equilíbrio em uma curva se depararem com uma probabilidade aumentada de descarrilamento, enquanto veículos viajando significativamente abaixo da velocidade de equilíbrio poderem imprimir forças dramaticamente aumentadas e (no caso de veículos de carga de eixo pesada) destrutivas na estrutura da via.

[0005] O projeto de via e (em muitos casos) a manutenção em andamento envolvem a especificação e o estabelecimento de uma superelevação específica para cada curva em um segmento de via. A velocidade de operação admissível em um dado subsequente pode ser referida como a velocidade máxima imposta por lei. Ao invés de regular a superelevação em cada curva, de modo que a velocidade de equilíbrio seja igual à velocidade máxima imposta por lei. A abordagem típica é especificar um grau menor de superelevação, de modo que a velocidade de equilíbrio seja uma quantidade prescrita menor do que a velocidade máxima imposta por lei. Embora se acredite que isto melhore a condução do veículo na velocidade máxima imposta por lei, a finalidade primária é acomodar uma distribuição realista de velocidades por um dado segmento de via que realmente seja mais baixa do que a velocidade máxima imposta por lei.

[0006] A otimização de qualquer estratégia para especificação, estabelecimento e manutenção de superelevação em uma curva, portanto, depende explicitamente de um conhecimento acurado da distribuição de velocidades de veículo para dados tipos de trem operando na curva. Esta informação frequentemente é largamente desconhecida ou incerta, e pode variar significativamente ao longo do tempo com tipos e condições mutáveis de tráfego. Isto pode resultar em desgaste acelerado e desnecessário e degradação de estrutura de via, quando uma curva for mantida com um grau de superelevação que não seja combinado com a distribuição realista das velocidades do veículo.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0007] Esta invenção se refere à otimização de uma performance de via ferroviária. Mais especificamente, esta invenção provê um sistema, um método e um dispositivo para a aquisição e a avaliação do status de via ferroviária, a determinação de um perfil de status de via e o ajuste e parâmetros de via ou de um parâmetro de operação para a otimização da performance de via ferroviária.

[0008] A presente invenção provê um método para a otimização da performance de via, incluindo a performance de via em curva, compreendendo a medição de um ou mais dados de status de via em um ou mais locais de medição da via durante uma passagem de trem através de um ou mais locais de medição, a análise de um ou mais dados de status de via com respeito a um ou mais valores de referência de linha de base para a obtenção de um perfil de status de via, e o ajuste de um parâmetro de operação, um parâmetro de via ou ambos os parâmetros de operação e de via, com base no perfil de status de via, para a otimização da performance de via.

[0009] A presente invenção se refere aos métodos descritos acima, em que a esta de ajuste do parâmetro de operação, de um parâmetro de via ou de ambos os parâmetros de operação e de via compreende a modulação da geometria da via, a modulação da superelevação da via, a modulação do status de lubrificação da via, a modulação da velocidade de operação do trem, a modulação da potência distribuída do trem, uma combinação dos mesmos. Mais anda, na etapa de medição, os dados de status de via podem compreender um ou mais dados selecionados a partir do grupo: uma força lateral, uma força vertical uma relação de força lateral / vertical, uma identificação de trem, uma velocidade de trem, uma aceleração de trem, uma desaceleração de trem, tensão do trilho, atrito na interface de roda / trilho, status de lubrificação de via, temperatura, precipitação, aceleração, vibração, identificação de potência distribuída, carga de eixo, ou uma combinação dos mesmos.

[0010] A presente invenção se refere aos métodos descritos acima, em que, na etapa de análise dos valores de referência de linha de base compreende velocidade máxima, superelevação de uma curva, distribuição de tráfego, lubrificação e modificação de atrito do trilho em curva, ou uma combinação dos mesmos. A distribuição de tráfego pode compreender velocidade, velocidade vetorial, direção, carga de eixo, ou uma combinação dos mesmos.

[0011] A presente invenção se refere aos métodos descritos acima, em que a etapa de análise dos valores de referência de linha de base compreende velocidade máxima, superelevação de uma curva, distribuição de tráfego, lubrificação e modificação de atrito do trilho em curva ou uma combinação dos mesmos. A distribuição de tráfego pode compreender velocidade, velocidade vetorial, direção, carga de eixo ou uma combinação dos mesmos.

[0012] A presente invenção também provê um sistema para a determinação de um perfil de status de uma via compreendendo um dispositivo de via, um dispositivo de medição de dados compreendendo um ou mais módulos de medição compreendendo pelo menos um sensor para a medição de dados de status de via em um ou mais locais de medição, o dispositivo de medição de dados operativamente conectado a um módulo de análise de dados para a determinação de um perfil de status de via pela comparação dos dados de status de via com valores de referência de linha de base. Os dados de status de via podem ser transmitidos para o módulo de análise de dados via fio ou sem fio. Por exemplo, o sistema pode compreender um módulo de análise de otimizador de curva para a determinação do perfil de operação de curva ótimo de uma via.

[0013] A presente invenção se refere a um sistema, conforme descrito acima, em que o módulo de análise de dados compreende um módulo de saída. O módulo de saída exibe dados (medidas de otimização de curva) compreendendo status de lubrificação, distribuição de força lateral, comparação de superelevação de projeto de curva com uma superelevação ótima e/ou superelevação real, comparação de velocidade de trem real com velocidade de trem de projeto, distribuição de carga de eixo, configuração de potência distribuída, deslocamento de geometria detectada ou uma combinação dos mesmos. O sistema ainda pode se comunicar com ou compreender um módulo de lubrificação.

[0014] A presente invenção também provê um dispositivo para a medição de dados de status de via em um local de via compreendendo um módulo de medição que compreende pelo menos um sensor para medição de status de via, e um módulo para transmissão dos dados de status de via para um módulo de análise. O sensor pode compreender um sensor de L/V, uma célula de carga, um acelerômetro, um microfone, um televisor de circuito fechado, um termômetro ou uma combinação dos mesmos.

[0015] O dispositivo da presente invenção pode ser usado para extensão da vida de ativo dos ativos de via em curva, incluindo o trilho, dormentes e fixações ao longo de espirais de entrada e de saída, o corpo da curva, bem como trechos retos de via entre uma ou mais curvas. A vida útil destes componentes de via é estendida pela diminuição das tensões nos componentes na seção de via em curva utilizando uma coleta de dados em tempo real de forças de curvatura e ajuste de um ou mais de um parâmetro de trilho, por exemplo, lubrificação de face de bitola, lubrificação de topo de trilho, ou ambas lubrificação de face de bitola e topo de trilho, superelevação da seção de via, velocidade do trem através da seção de trilho, para minimização das forças de curvatura. O dispositivo, conforme descrito aqui, incorpora um ou mais algoritmos de computador para comparação de parâmetros de projeto de via ferroviária ou de curva com as condições de operação de trem reais para a criação de condições, por exemplo, que minimizem forças de curvatura. O dispositivo também pode gerar um relatório para cada situação da via ou curva ao longo de uma via ferroviária. Os parâmetros de projeto e as condições de operação do trem a serem considerados e o relatório podem incluir uma informação referente a um ou mais dos seguintes:

- performance de sistemas de gerenciamento de atrito, por exemplo, performance de sistema de lubrificação de trilho, um sistema de lubrificante de face de bitola, ou ambos os sistemas de lubrificante de topo de trilho e de face de bitola posicionados na seção de via sendo monitorada;
- status de um sistema de gerenciamento de atrito que ajusta a entrega de uma composição, por exemplo, um lubrificante ou uma composição de controle de atrito, a partir de um ou mais sistemas de gerenciamento de atrito localizados ao longo da seção de via, com base em dados obtidos a partir da seção de via em tempo real, por exemplo, antes, durante e depois de um trem passar ao longo da seção de via sendo monitorada. O ajuste da entrega da composição minimiza forças do trem, forças da via ou ambas as forças de trem e de via, ao longo da seção do trilho sendo monitorada e tratada. Por exemplo, a quantidade de composição aplicada pode ser variada durante uma passagem de trem sendo monitorada e tratada. Por exemplo, a quantidade de composição aplicada pode ser variada durante uma passagem de trem, a localização da aplicação da composição, topo de trilho, face de bitola, ou ambos, pode ser variada durante uma passagem de trem, ou o tipo de composição aplicado em uma localização, por exemplo, um lubrificante, ou uma composição modificadora de atrito, pode ser variado durante uma passagem de trem ou uma combinação dos mesmos;
- se desejado, um relatório das distribuições de força lateral para qualquer trilho, ou ambos os trilhos, na curva da seção de via, e distribuições de cargas de eixo do trem durante uma passagem da seção de via sendo monitorada pode ser obtido;
- se desejado, uma comparação da superelevação de projeto de curva atual com uma superelevação otimizada que incorpora e leva em consideração um ou mais critérios de performance, por exemplo, mas não limitado a forças reduzidas L/V, determinadas a partir dos dados medidos durante uma passagem de trem, podem ser geradas. Estes dados podem ser usados para modificações recomendadas no projeto de curva, de modo a se otimizar a superelevação no local monitorado;
- determinação de uma velocidade de trem apropriada para um dado tipo de trem através da seção de via sendo monitorada para a minimização da tensão dos componentes da via, incluindo trilhos, dormentes e fixações. Com base nos dados monitorados ao longo da seção de via, por exemplo, mas não limitando, forças L/V, velocidade de trem e tipo de trem, a velocidade real do trem de um trem de tipo de trem conhecido pode ser comparada com uma velocidade ótima de trem para o mesmo tipo de trem, e uma velocidade de trem apropriada para o tipo de trem a partir de uma seção de via sendo monitorada pode ser determinada.

[0016] Esta invenção se refere à otimização de performance de via ferroviária em curvas, incluindo espirais de entrada, corpo de curva principal e espirais de saída. Esta invenção provê um sistema, um método e dispositivos para a aquisição e a avaliação de status de via ferroviária em tempo real, determinação do perfil de via ótimo e ajuste das condições de atrito de via e de parâmetros de operação, de modo a se otimizar a performance de via ferroviária. Pela otimização da performance de via, conforme descrito aqui, a vida de ativo de componentes de um trem, por exemplo, da roda, e da engrenagem de marcha de vagões também pode ser estendida.

[0017] Este sumário da invenção não necessariamente descreve todos os recursos da invenção.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0018] Estes e outros recursos da invenção tornar-se-ão mais evidentes a partir da descrição a seguir, na qual uma referência é feita aos desenhos em apenso, nos quais:

[0019] a figura 1 mostra uma visão geral do otimizador de via da presente invenção. A figura 1A mostra o processo geral. A figura 1B mostra um diagrama de blocos da relação de fatores envolvidos na otimização de performance de via e o fluxo de informação e ações de controle na determinação da performance de via e em condições de território e ajuste da parâmetros de via de forma correspondente.

[0020] A figura 2 mostra a interação entre níveis de atrito de topo de trilho (TOR) / banda de roda e forças de separação de via.

[0021] A figura 3 mostra uma distribuição de L/V de trilho baixo para trens unitários de carvão (vagões de aço) nas configurações de potência distribuída 2-0-1, 2-2-0 e 21-1 durante um período de teste.

[0022] A figura 4 mostra uma distribuição de L/V de trilho alto para trens unitários de carvão (vagões de aço) nas configurações de potência distribuída 2-0-1, 2-2-0 e 21-1 durante um período de teste.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0023] Esta invenção se refere à otimização de performance de via ferroviária. Mais especificamente, esta invenção provê um método, um sistema e um dispositivo para a aquisição e a avaliação de status de via ferroviária, e a determinação de um perfil de status de via. A invenção pode ser usada para o ajuste de parâmetros de via e de operação para a otimização de uma performance de via ferroviária, e para extensão da vida de ativo de componentes em uma seção de via, incluindo os trilhos, os dormentes e fixações, e, opcionalmente, rodas para trilhos.

[0024] A presente invenção provê um método para a otimização de performance de via ferroviária pela medição de dados de status de via (200, figura 1) em um dado território ou uma seção de trilho, e a análise dos dados (300) para a determinação de um perfil de status de via. Com base no perfil de status de via, um ou mais de um parâmetro de performance, tal como um parâmetro de operação (500), um parâmetro de via (400), ou um parâmetro de operação e um parâmetro de via, podem ser ajustados, para a otimização de via ferroviária.

[0025] Um parâmetro de via pode incluir, mas não está limitado à geometria de via, superelevação de via, protocolo de gerenciamento de atrito, ou uma combinação dos mesmos.

[0026] Um parâmetro de operação pode incluir, mas não está limitado a uma configuração de potência distribuída ao longo de um trem consistindo em uma carga de eixo de um ou mais vagões de trem, velocidade do trem através da seção de via, ou uma combinação dos mesmos.

[0027] A presente invenção também provê um dispositivo para a medição de dados de status de via, e um sistema para a determinação de um perfil de status de via. Os dados de status de via e o perfil de status de via podem ser usados para a otimização da performance de via ferroviária.

[0028] Com o termo "via" se quer dizer uma via ferroviária e ele inclui uma seção de via em curva (curva), uma seção de via reta, ou uma seção de via que compreende uma junção ou uma agulha. Uma seção de via é uma porção de via de uma distância fixa pela qual um trem pode passar, e a qual pode ser monitorada e, conforme requerida, otimizada, conforme descrito aqui. Uma seção de via pode compreender um ou mais de um recurso de via, por exemplo, uma seção de via pode compreender um ou mais de uma curva, um vale, uma colina e uma porção reta. Uma seção de via pode incluir uma curva, uma porção de via levando para a curva ou espiral de entrada, uma porção de via saindo da curva ou espiral de saída, ou uma combinação da porção de via incluindo a espiral de entrada, a espiral de saída e o corpo da curva. Uma seção de via também pode incluir uma porção da via que inclui uma junção ou agulha, uma porção de via levando para a junção ou a agulha, uma porção a via saindo da junção ou agulha, ou uma combinação da porção levando para a junção ou agulha, a junção ou agulha, e a porção de saída da via. Uma seção de via também pode compreender uma porção de via que é reta ou curva, pela qual há uma mudança de elevação, por exemplo, uma porção de via levando a, saindo de e cobrindo um mergulho ou vale, ou uma porção de via levando a, saindo de e cobrindo uma crista ou colina. Uma seção de via pode incluir uma pluralidade de recursos de via descritos acima (seções de curva, colina e vale) por uma distância predeterminada e para a qual uma otimização de via é desejada. Por exemplo, uma seção de via pode incluir uma distância de 0,1 a 500 km ou qualquer quantidade entre elas. Mais ainda, uma seção de via pode ser contígua com uma segunda seção de via, cada seção de via monitorada separadamente e otimizada independentemente. Por exemplo, duas seções curvadas de vias que são contíguas podem ser monitoradas e modificadas separadamente. Alternativamente, uma primeira seção de via que é monitorada e otimizada, conforme descrito aqui, pode ser discreta e separada de uma segunda seção de via que é monitorada e modificada ou otimizada usando-se os métodos descritos aqui, e as primeira e segunda seções de via podem ser separadas por um comprimento de via interveniente que não está sendo monitorada.

[0029] Com referência às figuras 1A e 1B, é mostrada uma visão geral do sistema, também denominada um sistema de controle adaptativo (10), e parâmetros de performance, por exemplo, mas não limitando a um sistema de gerenciamento de atrito (sistema de aplicação: 20; sistema de gerenciamento de atrito de faixa de domínio: 35), que pode ser monitorado e ajustado usando-se o sistema (10). Em termos gerais, o sistema, por exemplo, um sistema de controle adaptativo (10) obtém dados (200) a partir de uma seção de via, incluindo, por exemplo, regulagens iniciais (60 e/ou projeto de curva; 170), condições geográficas de manutenção ou ambientais (manutenção de território e condições ambientais: 80; e/ou temperatura, precipitação, aceleração, vibração: 140), dados a partir de sensores (95, 100, 110, 120, 130, 140), dados de interface de roda / trilho (30, 100) e dados de sistemas de gerenciamento de atrito (sistema de aplicação: 20; status de sistema de aplicação e performance: 25), para a produção de uma ou mais saídas (via 25, 55, 90; 145) que são analisadas (análise de dados: 300), por exemplo, por um banco de dados / sistema de monitoração de performance (50; 500), e/ou um módulo de análise de otimizador de curva (150) para a produção de uma medida de otimização de curva / marcador de desempenho (160) . Se desejado, estes dados podem ser comparados com as regulagens iniciais (60, 170). Com base nos dados coletados, os ajustes (70) para um parâmetro de operação (500), por exemplo, mas não limitando, gerenciamento de atrito (35) ou um parâmetro de via (400), por exemplo, mas não limitando, uma projeto de curva (170), são feitos de modo a se otimizar uma performance de via.

[0030] A otimização da performance de via tem por significado a extensão da vida de componentes ao longo de uma seção de via, incluindo o trilho, dormentes e fixações, e, em alguns casos, a extensão da vida de componentes, por exemplo, das rodas, em um trem passando através da seção de via. A otimização da performance de via também pode reduzir o consumo de energia do trem passando através da seção de via.

[0031] A otimização da performance de via envolve a monitoração de um ou mais de um parâmetro de performance, por exemplo, um parâmetro de operação, um parâmetro de via ou uma combinação dos mesmos e, conforme requerido, uma modificação de um componente ao longo da seção de via ou a modificação da configuração de trem de um trem passando através da seção de via. Os exemplos não limitativos de componentes que podem ser monitorados e modificados de modo a se otimizar a performance de via incluem um ou mais sistemas de gerenciamento de atrito (20, 25) localizados ao longo da seção de via sendo monitorada, superelevação da seção de via (170, 150), distribuição de potência e/ou velocidade do trem (por exemplo, 30, 90), ou uma combinação dos mesmos.

[0032] O gerenciamento de atrito é o processo de controle das propriedades de atrito no contato de trilho / roda para valores que sejam mais apropriados para as condições de operação em particular (Eadie, D., et. al., Implementation of Wayside Top of Rail Friction Control on North American Heavy Haul Freight Railways, Proceedings of the World Congress on Railway Research, Montreal, Quebec, junho de 2006, 10 pp). O sistema de gerenciamento de atrito (20, 25, 35) pode incluir, por exemplo, um sistema de lubrificação de topo de trilho, um sistema de lubrificante de face de bitola ou ambos os sistemas de lubrificante de topo de trilho e de face de bitola. Esses sistemas são conhecidos na técnica conforme descrito em WO 2006/000094, WO 2004/096960, WO 2002/26919, WO 03/099449 (os quais são incorporados aqui como referência). Um sistema de aplicação de lado de via pode ser obtido, por exemplo, a partir de PROTECTOR™ IV, um modificador de atrito KELTRACK® Trackside Freight). O sistema de controle adaptativo (10) operativamente conectado a um sistema de gerenciamento de atrito (20, 35) pode ser usado para ajustar a entrega de uma composição, por exemplo, um lubrificante ou uma composição de controle de atrito, a partir de um ou mais sistemas de entrega de gerenciamento de atrito localizados ao longo da seção de via, com base em dados obtidos a partir da seção de via em tempo real, por exemplo, antes, durante e depois de um trem passar ao longo da seção de via monitorada. O ajuste da entrega da composição minimiza as forças do trem (por exemplo, a força de flange 200; e as forças de atrito 190; figura 2), as forças de via (por exemplo, as forças de separação de via 180) , ou ambas as forças de trem e via, ao longo de uma seção da via sendo monitorada e tratada. Por exemplo, a quantidade de lubrificante ou de composição de controle de atrito aplicada pode ser variada durante uma passagem de trem, a localização da aplicação de composição, o topo de trilho, a face de bitola ou ambos, pode ser variada durante uma passagem de trem ou o tipo de composição aplicado em uma localização, por exemplo, um lubrificante, ou uma composição modificadora de atrito, pode ser variada durante uma passagem de trem ou uma combinação dos mesmos.

[0033] O sistema de controle adaptativo (10) também pode gerar um ou mais relatórios (160) das distribuições de força lateral (por exemplo, 100) para o trilho alto ou baixo, ou ambos os trilhos, na curva da seção de via, e distribuições de carga de eixo do trem durante uma passagem da seção de via sendo monitorada. O sistema de controle também pode comparar a superelevação de projeto de curva atual (170) para uma status de via otimizada que incorpora e leva em consideração um ou mais critérios de performance, por exemplo, mas não limitando, forças L/V (100) determinadas a partir dos dados medidos durante uma passagem de trem. Estes dados então podem ser usados para se projetar uma superelevação de projeto de curva otimizado.

[0034] Mais ainda, o sistema de controle pode determinar uma velocidade de trem apropriada para um dado tipo de trem através da seção de via sendo monitorada para a minimização de tensão dos componentes de via, incluindo trilho, dormentes e fixações. Com base nos dados monitorados ao longo da seção de via, por exemplo, mas não limitando forças L/V, velocidade de trem e tipo de trem, a velocidade de trem real de um trem de tipo de trem conhecido pode ser comparada com uma velocidade ótima de trem para o mesmo tipo de trem, e uma velocidade de trem apropriada para o tipo de trem, para uma seção de via sendo monitorada pode ser estabelecida.

[0035] Pela otimização da performance de via, um ou mais de um dos resultados a seguir podem ser realizados: desgaste reduzido de via, desgaste reduzido de roda, guincho reduzido de roda, vibração reduzida de via, exigências reduzidas de energia de um trem para atravessar a seção de via, ajuste da distribuição de potência em uma consistência de trem para navegação de seções de trem, quando comparada com a mesma seção de via, e um trem similar navegando na mesma seção de via, sem modificação do parâmetro de performance.

[0036] A presente invenção provê, portanto, um método para a otimização da performance, tipicamente ao longo de uma seção de via, compreendendo a medição de um ou mais um dentre dados de status de via, em um ou mais de um local de medição ao longo da via ou de uma seção de via, e a comparação do status de via com um ou mais de um valor de referência de linha de base, para a obtenção de um perfil de status de via. O ajuste de um parâmetro de operação, um parâmetro de via ou uma combinação de ambos o parâmetro de operação e o parâmetro de via, com base no perfil de status de via, para a otimização da performance de uma via. Estas etapas podem ser repetidas, de modo a se otimizar a performance da via.

[0037] A presente invenção também provê um dispositivo para medição de dados de status de via em um ou mais locais de medição ao longo de uma ou mais de uma seção de via. O dispositivo de medição de dados pode incluir, por exemplo, um módulo de medição de otimizador (95; figura 1B) compreendendo um ou mais de um dos sensores do grupo de: um sensor L/V (100), um sensor de velocidade de trem (110), um identificador de trem, um identificador de potência distribuída (DP) (120), um sensor de tensão de trilho (130), um sensor de pressão, um sensor de temperatura (140), um sensor de precipitação (140), um sensor de aceleração (140), um sensor de vibração (140), um sensor de áudio, e um sensor de condições de atrito de interface de roda / trilho (30). O dispositivo de medição de dados também pode incluir um módulo que obtém uma informação sobre o status de sistemas de gerenciamento de atrito (25).

[0038] Um sistema otimizador, por exemplo, um sistema otimizador de curva (155; figura 1B), pode compreender o módulo de medição de otimizador (95), e um módulo de análise de otimizador (150). O módulo de análise de otimizador pode receber dados a partir do módulo de medição (95) , um módulo de projeto (170) e o sistema de gerenciamento de atrito (35). O sistema otimizador é capaz de analisar os dados obtidos através de um ou mais módulos de medição ou de dados, para a produção de uma saída, por exemplo, para um marcador de desempenho (160). A saída também pode ser usada para ajuste de uma via, uma operação ou ambos uma parâmetro de via e de operação.

[0039] O módulo de medição (95), o módulo de status de sistema de gerenciamento de atrito (35) ou ambos podem ser usados para a medição e a transmissão de dados de status de via para um ou mais módulos de análise (150, 50) via enlaces de comunicações sem fio ou com fio, por exemplo, um sistema de satélite, uma rede celular, um sistema ótico ou de infravermelho, fibra ótica ou um fio. Um ou mais módulos de análise podem ser remotas de um ou mais locais de medição, ou pode estar localizado e ou perto de um ou mais locais de medição. Um ou mais dispositivos de medição de dados (35, 95) medem e gravam dados de performance e de status em localizações desejadas ao longo de uma via, por exemplo, uma via em curva. Os dispositivos de medição de dados podem ser independentes, e podem ser movidos em um território para localizações diferentes e/ou seções de uma via para coleta de dados, ou eles podem ser instalados, conforme requerido, em uma localização específica ao longo de uma seção de via para coleta de dados de longo prazo no local. Por exemplo, o sistema de gerenciamento de atrito (20, 35) pode ser permanentemente localizado em um local de medição e operativamente conectado a um sistema de aplicação de lubrificação e/ou de composição de modificação de atrito (25).

[0040] O dispositivo (10) também pode prover uma saída que é analisada, por exemplo, usando-se um ou mais módulos de análise (150, 50) . Uma saída dos módulos de análise pode ser usada para a geração de um marcador de desempenho (160) para a otimização da performance de via ferroviária (400, 500), ou ambos gerar o marcador de desempenho e otimizar a performance de via. O módulo de análise pode comparar dados acumulados a partir do módulo de medição (95), e o sistema de gerenciamento de atrito (35) , com regulagens iniciais (60) e parâmetros de projeto de curva (170), e gerar uma saída, por exemplo, um marcador de desempenho (160) com base nesta comparação. A saída também pode ser usada para ajuste de um parâmetro de operação (400, 500) para a otimização de uma performance de via.

[0041] Por exemplo, o que não é para ser considerado limitante, a saída da análise do dispositivo pode ser usada para ativação de um protocolo de gerenciamento de atrito (35) ao longo de uma ou mais seções de via (isto é, um parâmetro de via; 400) em tempo real, durante um uso de via, para a otimização de performance de via ferroviária, a saída pode ser usada para a modificação da localização de locomotivas que navegam por uma ou mais seções de via (isto é, um parâmetro de operação; 500) de modo a se otimizar a performance de via ferroviária, a saída pode ser usada para a modificação da superelevação da via (isto é, um parâmetro de via 400) para a otimização da performance de via ferroviária, ou uma combinação dos mesmos.

[0042] O dispositivo de medição de dados pode compreender, por exemplo, um sensor lateral / vertical (L/V) (100) , o qual detecta as relações de forças L/V. quando um trem se move através de uma curva, as forças laterais são aplicadas à via. A força L/V que é aplicada à via, ou a cada um dos trilhos altos e baixos da via variará, quando o trem estiver se movendo ao longo de uma curva em uma velocidade alta, quando comparado com um movimento a uma velocidade mais baixa (veja, por exemplo, as figuras 3 e 4). Além das forças L/V, outros dados de status de via e de status de trem (30, 40) podem ser medidos, por exemplo, mas não limitando, um ou mais sensores de áudio (140), sensores de vibração (140), sensores de pressão (140), sensores de temperatura (140), sensores de água (140), monitores de vídeo, sensores de velocidade (110), sensores para a detecção de aceleração ou desaceleração do trem, e similares. Estes parâmetros podem variar, por exemplo, com o trem, a velocidade de trem, a distribuição de potência, a carga de eixo, a geometria de via e a lubrificação de via. Os exemplos de parâmetros mensuráveis que podem surgir a partir de um trem passando por uma seção de via incluem, mas não estão limitados a uma frequência de vibração da via (140), por exemplo, uma frequência de vibração máxima detectável na via, a frequência de áudio (o guincho ou a ausência dele) de som gerado pelas rodas se movendo ao longo da via, tensões de trilho (130), temperatura da via, identidade de trem (120), distribuição de velocidade de trem e similares. Estas reações físicas podem ser medidas por um ou mais dos sensores de dispositivo de medição de dados.

[0043] Os exemplos não limitantes desses sensores incluem uma célula de carga para a determinação de carga de trilho, acelerômetros para vibração, microfones para vibração; microfones para ruído de trem, e um sensor de L/V para relações de força lateral / vertical. Os sensores para fatores ambientais poderiam incluir um termômetro, uma sonda de temperatura para ar e/ou uma temperatura de via, um vídeo ou uma televisão de circuito fechado (CCTV), por exemplo, para a monitoração da precipitação ou outros fatores visíveis, por exemplo, neve, fogo, resíduo, status de via e similares. A CCTV também pode ser usada para a monitoração de parâmetros adicionais, conforme desejado, por exemplo, mas não limitando, identificação de trem, potência distribuía (120) e distribuição de velocidade de trem (110) . Os sensores descritos acima são independentemente disponíveis e podem ser prontamente obtidos.

[0044] A medição de forças L/V é usada para a monitoração da distribuição lateral / vertical ao longo de uma seção de via. Um retorno de velocidade permite a caracterização de distribuições de velocidade no local de medição, a avaliação de impactos de geometria de via e/ou efetividade de controle de atrito e ajustes de parâmetro de via correspondentes. A monitoração de fatores ambientais, tal como o clima, permite o ajuste com base nas influências de temperatura, precipitação e outros fatores ambientais na performance de via. CCTV, vídeo e/ou captura de foto permitem a avaliação de status de sistema e performance e fatores ambientais, bem como danos potenciais à via e/ou ao dispositivo de medição de dados. Um retorno acústico permite a avaliação da performance da geometria de vias, e/ou a detecção de níveis de performance de sistema de gerenciamento de atrito através de identificação de guincho de roda e ruído de flange, bem como ruído geral de interação de roda / trilha. Um retorno de vibração permite a avaliação da performance da geometria da via e/ou a detecção de performance de sistema de gerenciamento de atrito através da transmissão mecânica de energia e ajuste correspondente do parâmetro de via. Um retorno de temperatura permite o ajuste com base nas influências de temperatura de trilho, temperaturas ambientes e outras medições de temperatura.

[0045] Os dados a partir do dispositivo de medição de dados são coletados, e podem ser armazenados e analisados em um módulo de análise de dados, por exemplo, um sistema de monitoração de performance remoto (50), um módulo de análise de otimizador de curva (150) ou ambos, com algoritmos no lugar, para comparação dos dados de status de via com valores de referência de limite e de linha de base estabilizados, bem como para detectar mudanças e tendências na performance e em valores de status. O módulo de análise pode ser hospedado em um sistema de computação (por exemplo, um servidor) com algoritmos residentes, para processamento de dados de performance e de status.

[0046] O módulo de análise de dados (50, 150) pode incluir ou ter acesso a um banco de dados que compreende valores de referência de linha de base, tais como, mas não limitando, parâmetros do projeto de curva (170), tal como velocidade de projeto, superelevação de curva ou distribuição de tráfego, tal como, mas não limitando, velocidade, direção ou carga de eixo, distribuição de potência.

[0047] O módulo de análise de dados analisa os dados de status entrando e compara os dados com os valores de referência de linha de base estabelecidos para a seção de via específica para a obtenção de um perfil de status de via ('marcador de desempenho': 160) . Tendo avaliado os dados de status de via em comparação com um valor de referência de linha de base (por exemplo, 60) para a obtenção de um perfil de status de via, o perfil de status pode ser usado para o ajuste de um parâmetro de via, um parâmetro de operação, ou ambos, para a otimização da performance de via. Uma variação entre os dados de status e o valor de referência de linha de base estabelecido pode indicar que um parâmetro de operação, um parâmetro de via ou ambos são inadequados e identificam a performance baixa da via. Por exemplo, se dados a partir de um o mais locais de medição forem significativamente mais altos do que as condições de referência de linha de base ou os dados de status a partir de um ou mais locais de medição, e mostrarem uma mudança significativa nos dados de status de via médios versus dados adquiridos em um ponto no tempo mais cedo, então, um parâmetro de via, um parâmetro de operação ou ambos poderiam precisar de ajuste. Por exemplo, se forças L/V (ou relações de força L/V) ou outras reações medidas mostrarem um aumento significativo em localizações específicas em um território, poderá ser necessário modular um parâmetro de via, tal como a geometria de uma via, por exemplo, a superelevação da via, em uma dada seção da via. Conforme discutido acima, além de uma geometria de via, as forças laterais são influenciadas por velocidade de trem, carga de eixo e potência distribuída. Portanto, poderia ser necessário ajustar o parâmetro de operação, tal como uma velocidade de trem, potência distribuída, carga de eixo e/ou lubrificação para a seção para a otimização da performance da via e para a minimização da força lateral e a minimização de desgaste de ativos de via.

[0048] Quando os dados de status medidos caem em um valor de referência de linha de base, a via é presumida como tendo uma geometria adequada com lubrificação suficiente e nenhuma modificação do segmento de via é necessária. De modo similar, quando a variação entre os dados de status medidos com relação ao parâmetro de operação cai no valor de referência de linha de base, o trem é presumido como tendo uma distribuição de potência apropriada, carga de eixo e velocidade para o segmento de via.

[0049] O módulo de análise de dados ainda pode compreender um módulo de saída para os dados de status de via e/ou o perfil de status de via. O módulo de saída pode ter uma interface de operador. O perfil de status de via que poderia ser exibido pode compreender uma informação referente à performance da composição de lubrificação / atrito, ao sistema, à distribuição de força lateral, uma comparação da superelevação de projeto de curva com uma superelevação ótima e/ou uma superelevação real, uma comparação da velocidade de trem real com a velocidade de trem de projeto, distribuição de carga de eixo, configuração de potência distribuída, troca de geometria detectado ou uma combinação dos mesmos.

[0050] O módulo de análise de dados (150, 50) pode estar em uma localização remota do dispositivo de medição de dados (95, 25) ou poderia estar localizado no dispositivo de medição de dados (por exemplo, 155).

[0051] A presente invenção ainda se refere a um sistema (155) para a determinação de um perfil de status de uma via. O sistema compreende um dispositivo de medição, conforme descrito acima, por exemplo, um ou mais módulos de medição (25, 95), que mede e transmite os dados de status de via para o módulo de análise de dados (150) . O módulo de análise de dados determina um perfil de status de via (160) pela comparação dos dados de status de via com valores de referência de linha de base (170) . O perfil de status poderia ser usado para a otimização de parâmetros operacionais, parâmetros de via ou ambos. Opcionalmente, um módulo de lubrificação (35) poderia ser incluído no sistema. Alternativamente, o sistema otimizador (155) pode ser modular e ter uma interface com um sistema de gerenciamento de atrito em separado (35) . Se o sistema otimizador tiver uma interface com o sistema de gerenciamento de atrito, então, o sistema poderá incluir o sistema otimizador (155; figura 1B) e componentes associados, e um sistema de gerenciamento de atrito (35; figura 1B) e componentes associados.

[0052] A presente invenção ainda se refere a um método para redução de força lateral em uma via, compreendendo a medição de um ou mais dados de status de via em um ou mais locais de medição da via e a comparação do status de via com um ou mais valores de referência de linha de base para a obtenção de um perfil de status de via. Com base nesse perfil de status de via, um parâmetro de operação, um parâmetro de via ou uma combinação de ambos pode ser ajustado para redução de força lateral em uma via.

EXEMPLOS Gerenciamento de Atrito

[0053] O gerenciamento de atrito é o processo de controle das propriedades de atrito no contato de trilho / roda para valores que são mais apropriados para as condições de operação em particular (Eadie, D., et. al. 2006, Implementation of Wayside Top of Rail Friction Control on North American Heavy Haul Freight Railways, Proceedings of the World Congress on Railway Research, Montreal, Quebec, junho de 2006, 10 pp) .

[0054] Em termos gerais, os objetivos são:

• Lubrificação da face de bitola do trilho para minimização de atrito, desgaste e resistência de curvatura (μ entre 0,1 e 0,25).
• Provisão de um coeficiente de atrito intermediário (μ entre 0,30 e 0,35) no topo do trilho, para controle de forças laterais em curvas e resistência a rolamento em ambas as vias curvadas e tangente, almejando nominalmente uma redução de 30%. Uma classe especial de produtos é geralmente requerida, para a obtenção das condições de atrito intermediárias; os lubrificantes geralmente não são adequados, uma vez que comprometem a tração da locomotiva e uma frenagem seguira de trens.
• Garantir que níveis de atrito no topo dos trilhos sejam altos o bastante para a provisão de níveis de adesão de projeto segundo condições de rolamento / deslizamento de roda.
• Obter reduções de consumo de combustível e emissões através de melhor controle daqueles componentes de resistência de trem que estejam relacionados a atrito de roda / trilho e condução.

[0055] Os lubrificantes de face de bitola foram posicionados para a obtenção de desgaste de curva de face de bitola de trilho, enquanto se pilotam modificadores de atrito de topo de trilho (TOR). A instalação em larga escala de unidades de TOR de faixa de domínio distribuindo um modificador de atrito KELTRACK® (disponível a partir da Kelsan Technologies, Vancouver) para passagem das rodas também foi empregada.

[0056] Uma implementação de lubrificação de face de bitola usando um equipamento de aplicação e graxa de curva de trilho premium demonstrou reduções substanciais no desgaste de trilho de face de bitola e consumo de combustível de locomotiva projetado (aproximadamente 87% e 6%, respectivamente), e espaçamento de lubrificante ótimo estabelecido e taxas de aplicação em uma passagem.

[0057] A introdução de controle de atrito de TOR tem um papel complementar para a lubrificação de face de bitola, redução de cargas laterais, degradação de estrutura de via, desgaste de trilho / roda, consumo de energia, fadiga de contato de rolamento e operações associadas de manutenção e retificação (se comparada com uma lubrificação de face de bitola sozinha). Pela redução de atrito na interface de TOR / banda de roda para um nível intermediário, uma condução de veículo em curvas fechadas é melhorada através de reduções em forças de atrito lateral nas forças de atrito de eixo de frente e longitudinal no eixo de traseira (os quais produzem ambos momentos anticondução em curvas fechadas). Esta redução nas forças de atrito tende a reduzir as cargas de separação de via e a degradação de estrutura de via correspondente (Eadie, D., et. al., Implementation of Wayside Top of Rail Friction Control on North American Heavy Haul Freight Railways, Proceedings of the World Congress on Railway Research, Montreal, Quebec, junho de 2006, 10 pp).

[0058] Além disso, a redução no coeficiente de atrito produz uma redução correspondente simultânea na propensão para desgaste e no desenvolvimento de fadiga por contato de rolamento (Eadie, D., et. al. The Effects of Top of Rail Friction Modifier on Wear and Rolling Contact Fatigue: Full Scale Rail- Wheel Test Rig Evaluation, Analysis and Modelling, 7th International Conference on Contact Mechanics and Wear of Rail/Wheel Systems (CM2006), Brisbane, Austrália, 24 a 26 de setembro de 2006, 9 pp), resultando em uma redução no esforço de retificação requerido para uma dada tonelagem acumulada (Reiff, R., 2007, Top of Rail Friction Control on Rail Surface Performance and Grinding, TTCI Technology Digest TD-07-039, novembro de 2007, 4 pp) . As reduções de energia e consumo de combustível de locomotiva correspondente foram documentadas em ambas vias em curva e em tangente (Cotter, J., et. al. Top of Rail Friction Control: Reductions in Fuel and Greenhouse Gas Emissions, Proceedings of the IHHA Conference, Rio de Janeiro, Brasil, junho de 2005, 7 pp; Reiff, R., Mobile-based Car Mounted Top of Rail Friction Control Application Issues - Effectiveness and Deployment, TTCI Technology Digest TD-08-039, outubro de 2008, 4 pp) .

[0059] Um controle de atrito de TOR oferece uma tecnologia complementar para a implementação de potência distribuída e otimizada com uma potência distribuída efetiva e superelevação otimizada provendo ganhos nas áreas de velocidade de trem, eficiência, forças em trem e cargas laterais, e um controle de atrito de TOR provendo melhoramentos adicionais na condução de veículo, degradação de estrutura de via, desenvolvimento de fadiga por contato de rolamento e consumo de energia. O resultado líquido é uma abordagem baseada em sistemas para a minimização do estado de tensão e maximização de velocidade, o que leva em conta fenômenos ocorrendo nas escalas do território, do trem, do veículo e da interface de roda e trilho.

[0060] O emprego de controle de atrito de TOR demonstrou reduções de força lateral de 20 a 40%, reduções de desgaste de trilho de aproximadamente 50% e economias de combustível projetadas de forma conservativa estimadas de 3 a 4%. Estes benefícios foram subsequentemente monitorados em serviço contínuo por um período de aproximadamente dois anos, demonstrando o retorno econômico associado à extensão de vida de ativo e reduções na manutenção e no consumo de combustível.

[0061] Um controle de atrito de TOR foi obtido através do emprego de sistemas de aplicação de lado de via Portec Rail PROTECTOR™ IV, distribuindo um modificador de atrito KELTRACK® Trackside Freight. O espaçamento e o posicionamento de unidades, bem como taxas de aplicação, foram baseados em testes segundo uma faixa de condições.

[0062] De modo a monitorar mudanças características em forças laterais e velocidade de trem, um sistema de medição lateral / vertical (L/V) de deformação de bitola foi instalado em uma curva de 3 00 m (6 graus) no km 5,7 (milhagem 3,55) em South Track na Subdivisão CP Shuswap, oeste de Revelstoke, BC. Nesta localização, os trens carregados rumo ao oeste transpõem um greide ascendente de 1% permanente, resultando em uma operação de locomotiva sustentada perto de adesão de pico e velocidades de trem bem abaixo da assim denominada velocidade de equilíbrio que foi descrita acima (a superelevação nesta curva é regulada para uma velocidade máxima imposta por lei de 56 km/h). Sob estas condições, é possível claramente ver os impactos da potência distribuída e do controle de atrito de TOR sobre forças laterais e velocidade de trem.

[0063] O sistema de medição de L/V coleta medidas de força a uma taxa de amostragem de 500 Hz (com uma filtração antisserrilhado feita a 250 Hz) , permitindo a detecção de cargas laterais e verticais de pico associadas a cada passagem de eixo. Múltiplos cribs (espaços compreendidos entre dois dormentes consecutivos) independentes de medição proveem redundância de medição, e proveem a capacidade de determinar a velocidade do trem em uma base de eixo por eixo.

[0064] De modo a avaliar os impactos de operativamente distribuída sobre velocidades de trem e forças laterais, os dados foram coletados a partir do local de medição de L/V descritos acima. Os dados de identificação de trem a partir de uma leitora de etiqueta de identificação de equipamento automático (AEI) próxima foram fundidos com o banco de dados de L/V, para se permitir um isolamento de tipos específicos de trem e configurações de potência distribuída. Embora todas as séries de trem relevantes tenham sido monitoradas durante este tempo, um tráfego unitário de carvão proveu a melhor comparação direta.

[0065] Um tráfego de carvão foi dividido em conjuntos de vagão de aço e alumínio, com comprimentos nominais de trem durante o período de teste de 115 e 124 vagões para conjuntos de aço e alumínio, respectivamente. Cada vagão tinha um peso bruto nominal de 130.000 kg (286.000 lb), resultando em uma carga de eixo de 32,5 toneladas. As configurações de potência distribuída monitoradas durante o período incluíram as atribuições de frente - parte média - final de 2-0-1, 2-2-0 e 2-1-1, respectivamente. O modelo 2-0-1 representou uma configuração padrão de CP antes deste trabalho, com o modelo 2-1-1 representando o ótimo proposto com base em uma análise usando um software ASET, conforme descrito acima.

[0066] Como uma ilustração, as figuras 3 e 4 mostram distribuições de relação L/V para eixos de frente de trens unitários de carvão (vagões de aço) em configurações 2-0-1, 2-2-0 e 2-1-1 durante o período de teste. Conforme mostrado, o modelo 2-1-1 produz um deslocamento significativo na distribuição L/V, com uma redução significativa na frequência de valores L/V altos (correspondente às forças mais danosas do ponto de vista de degradação de estrutura de via). Os valores médios de cargas laterais são resumidos para vagões de alumínio e de aço na Tabela 1. Conforme mostrado, o modelo 2-1-1 produziu reduções nas forças laterais de trilho baixo médias de 9% e 17% para vagões de alumínio e aço (respectivamente), quando comparado com a configuração de operação 2-0-1, com reduções significativas na percentagem de cargas excedendo a 45 kN.

[0067] A Tabela 2 resume as velocidades médias de trem de carvão e mostra um aumento de 30 a 35% na velocidade associada à implementação dos modelos de operação 2-2-0 e 2-1-1 (de novo em comparação com a configuração 2-0-1). O impacto do modelo 2-1-1 plenamente distribuído é adicionalmente demonstrado pela redução nas cargas laterais versus a configuração 2-2-0 (conforme mostrado na tabela 1) apensar dos valores nominais equivalentes de kW/Tonelada e velocidades de operação quase equivalentes.

[0068] De modo a quantificar os impactos de controle de atrito de TOR (em conjunto com potência distribuída) em cargas laterais, um período de monitoração subsequente foi mantido entre 5 de setembro de 2008 e 6 de março de 2009.

[0069] Seguindo-se à conclusão do período de teste de potência distribuída descrito na seção prévia, o trabalho de manutenção de via (rebitolamento da via) foi realizado na curva de teste. A bitola corrigida resultante e a rigidez lateral aumentada da via tiveram o efeito de mudança dos níveis de força de linha de base.

[0070] A Tabela 3 resume os resultados de monitoração de força lateral durante as fases de teste de linha de base (lubrificação de GF apenas) e de controle de atrito de TOR para os modelos seção de haste 210 e 2-1-1 que foram operados durante o período de teste. De nota em particular é o modelo de vagão de alumínio 2-1-1 (129 vagões), o qual demonstrou os efeitos combinados de modelo de potência ótima distribuída plenamente e de controle de atrito de TOR. Conforme mostrado, a implementação de controle de atrito de TOR produziu uma redução adicional nas forças alterais de trilho baixo de 30% com uma redução substancial na percentagem de forças excedendo a 45 kN.

[0071] Uma potência distribuída, um ajuste de SE e um controle de atrito foram demonstrados como tecnologias complementares com uma potência distribuída efetiva e um SE otimizado provendo ganhos nas áreas de velocidade de trem e cargas laterais, e controle de atrito de TOR provendo melhoramentos adicionais na condução do veículo e cargas laterais correspondentes.

[0072] O resultado líquido é uma abordagem baseada em sistema para a minimização do estado de tensão e maximização de velocidade vetorial em operações de transporte pesado, o que leva em consideração fenômenos ocorrendo nas escalas do território, do trem, do veículo e da interface de trilho e roda.

[0073] Todas as citações são desse modo incorporadas como referência.

[0074] A presente invenção foi descrita com respeito a uma ou mais modalidades. Contudo, será evidente para pessoas versadas na técnica que várias variações e modificações podem ser feitas, sem que se desvie do escopo da invenção, conforme definido nas reivindicações.

Claims

Método para otimização de performance de via, caracterizado pelo fato de compreender:
- a) a medição de um ou mais dados de status de via em um ou mais locais de medição estacionários de uma seção de via durante uma passagem de trem através de um ou mais locais de medição estacionários;
- b) a recepção de dados de território e condições de manutenção para a seção de via;
- c) a análise dos dados de território e condições de manutenção e um ou mais dados de status de via com respeito a um ou mais valores de referência de linha de base para a obtenção de um perfil de status de via; e
- d) o ajuste de um parâmetro de operação, um parâmetro de via ou ambos os parâmetros de operação e de via, com base no perfil de status de via, para a otimização da performance de via,
em que os dados de status de via compreendem uma força lateral e um ou mais dados selecionados a partir do grupo: identificação de trem, aceleração de trem, desaceleração de trem, temperatura, precipitação, aceleração, identificação de potência distribuída, carga de eixo ou uma combinação dos mesmos.
Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de etapa de ajuste do parâmetro de operação, de um parâmetro de via, ou de ambos os parâmetros de operação e de via compreender diminuição de forças laterais / verticais, modulação de geometria da via, modulação de superelevação da via, modulação de status de lubrificação da via, modulação da velocidade de operação do trem, modulação de potência distribuída do trem, ou uma combinação dos mesmos.
Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de os dados de status de via compreenderem ainda um ou mais dados selecionados a partir do grupo: uma força vertical, uma relação de força lateral/vertical, velocidade de trem, atrito de interface de roda/trilho, status de lubrificação de via, vibração, ou uma combinação dos mesmos.
Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de, na etapa de análise, os valores de referência de linha de base compreenderem velocidade máxima, superelevação de uma curva, lubrificação do trilho, modificação de atrito do trilho, distribuição de tráfego ou uma combinação dos mesmos.
Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de a distribuição de tráfego compreender velocidade, velocidade vetorial, direção, carga de eixo e uma combinação dos mesmos.
Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a via ser uma via curva.
Sistema para a determinação de um perfil de status de uma seção de via, caracterizado pelo fato de compreender:
um dispositivo de medição de dados compreendendo um ou mais módulos de medição compreendendo pelo menos um sensor para medição de dados de status de via em um ou mais locais de medição estacionários; e
um módulo de análise de dados conectado operacionalmente ao dispositivo de medição de dados para receber dados de território e condições de manutenção para a seção de via e determinar um perfil de status de via pela comparação dos dados de status de via e dos dados de território e condições de manutenção com valores de referência de linha de base, em que os dados de status de via compreendem uma força lateral e um ou mais dados selecionados a partir do grupo: identificação de trem, aceleração de trem, desaceleração de trem, temperatura, precipitação, aceleração, identificação de potência distribuída, carga de eixo ou uma combinação dos mesmos.
Sistema, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de os dados de status de via serem transmitidos para o módulo de análise de dados através de fio ou de forma sem fio.
Sistema, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de o módulo de análise de dados compreender um módulo de saída.
Sistema, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de o módulo de saída exibir dados compreendendo status de lubrificação, distribuição de força lateral, comparação de superelevação de projeto de curva com uma superelevação ótima e/ou uma superelevação real, comparação de velocidade real de trem com velocidade de projeto de trem, distribuição de carga de eixo, configuração de potência distribuída, deslocamento de geometria detectado ou uma combinação dos mesmos.
Sistema, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de o sistema se comunicar com um módulo de lubrificação com base em dados processados pelo módulo de saída.
Sistema, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de ainda compreender um módulo de lubrificação.
Método para otimização de performance de via, caracterizado pelo fato de compreender:
- a) a medição de um ou mais dados de status de via em um ou mais locais de medição estacionários de uma seção de via durante uma passagem de trem através de um ou mais locais de medição estacionários;
- b) a recepção de dados de território e condições de manutenção para a seção de via;
- c) a análise de um ou mais dados de status de via e dados de território e condições de manutenção com respeito a um ou mais valores de referência de linha de base para a obtenção de um perfil de status de via, em que os valores de referência de linha de base compreendem distribuição de tráfego, e em que a distribuição de tráfego compreende velocidade escalar, velocidade vetorial, direção, carga axial ou uma combinação das mesmas; e
- d) o ajuste de um parâmetro de operação, um parâmetro de via ou ambos os parâmetros de operação e de via, com base no perfil de status de via, para a otimização da performance de via;
em que os dados de status de via compreendem uma força lateral e um ou mais dados selecionados a partir do grupo: uma força vertical, uma razão de força lateral/vertical, identificação de trem, velocidade de trem, aceleração de trem, desaceleração de trem, fricção de interface roda/via, estado de lubrificação de via, temperatura, precipitação, aceleração, identificação de potência distribuída, carga de eixo, e uma combinação dos mesmos.
Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de, na etapa de ajuste, o parâmetro de operação, um parâmetro de via ou ambos os parâmetros de operação e de via, compreenderem a diminuição forças laterais/verticais, modulação de geometria da via, modulação de superelevação da via, modulação de status de lubrificação da via, modulação de velocidade de operação de trem, modulação de potência distribuída do trem, ou uma combinação dos mesmos.
Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de, na etapa de análise, os valores de referência de linha de base ainda compreenderem velocidade máxima, superelevação de uma curva, lubrificação do trilho, modificação de atrito do trilho ou uma combinação dos mesmos.
Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de a via ser uma via em curva.