BRPI0706034A2 - método e equipamento para limitar as forças internas em um trem ferroviário - Google Patents
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Abstract
Método e equipamento para limitar as forças internas em um trem ferroviário. Um dispositivo para operar um sistema ferroviário, um sistema ferroviário inclui um veículo líder do grupo de locomotivas motrizes, um veículo não líder do grupo de locomotivas motrizes e vagões, O dispositivo inclui um primeiro elemento para determinar a condição de folga de segmentos do sistema ferroviário, no qual os segmentos são delineados por nós, e o elemento de controle configurado para controlar uma aplicação da força de tração ou de frenagem do veículo líder do grupo de locomotivas motrizes ou não líder do grupo de locomotivas motrizes.
Description
Método e equipamento para limitar as forças internas em um trem ferroviário.
REFERÊNCIA A PEDIDOS DE PATENTE RELACIONADOS
Este pedido de patente reivindica o benefício, sob a seção119(e), em relação ao pedido de patente provisório, depositado em 1 de Dezembro de2006, ao qual foi conferido o numero de pedido No. 60/868,240.
CAMPO DA PRESENTE INVENÇÃO
As formas de realização da presente invenção sãorelacionadas à operação de trens ferroviários, mais especificamente a limitar as forçasinternas do trem, objetivando reduzir a probabilidade de danos ao trem e vagões.
ANTECEDENTES DA PRESENTE INVENÇÃO
Uma locomotiva é um sistema complexo com váriossubsistemas, cada subsistema interdependente de outros subsistemas. Um operador abordo da locomotiva aplica esforços de frenagem e tração para controlar a velocidade dalocomotiva e sua carga de vagões para assegurar uma operação apropriada assim comouma chegada pontual ao destino desejado. Controle de velocidade deve também seraplicado para manter as forças internas do trem dentro de limites aceitáveis, portantoevitando forças de acoplagem excessivas e a possibilidade de um rompimento do trem.Para realizar tal função e estar de acordo com velocidades de operação prescritas, quepossam variar de acordo com a localização do trem no trilho, o operador de modo geraldeve ter ampla experiência de operação da locomotiva sobre o terreno em questão comdiferentes conjuntos Iocomotrizes ferroviários.
O controle do trem pode também ser aplicado por umsistema de controle automático de trem que determina vários parâmetros de trem e deviagem, como por exemplo, o momento ideal para a aplicação de frenagem e tração,para controlar o trem.
Alternativamente, um sistema de controle de trem aconselhaao operador ações de controle de trem recomendadas, estando o operador em plenoexercício das operações do trem de acordo com as ações aconselhadas, ou de acordocom suas próprias inferências independentes de controle do trem.
A condição de folga dos acopladores do trem (a distanciaentre dois acopladores conectados e mudanças em tal distancia), substancialmente afetao controle do trem. Certas ações de controle do trem são permitidas se certas condiçõesde folga estiverem presentes, enquanto que outras ações de controle do trem sãoindesejáveis, pois, estas podem levar à ocorrência de danos no trem, vagões, ouacopladores. Se a condição de folga do trem (ou de segmentos do trem) puder serdeterminada, prevista, ou inferida, ações apropriadas de controle do trem poderão serexecutadas em resposta a tal determinação, previsão, ou ínferência, minimizando osriscos de ocorrência de danos ou de rompimento do trem.BREVE DESCRIÇÃO DA PRESENTE INVENÇÃO
Em uma forma de realização de um dispositivo para operarum sistema ferroviário, sendo que o sistema ferroviário em questão compreende umconjunto guia de veículos locomotrizes, um conjunto Iocomotriz não-guia, e vagões édescrito. O dispositivo compreende um primeiro elemento para determinar uma condiçãode folga para segmentos de sistema ferroviário, no qual os segmentos são delineadospor nódulos, e um elemento de controle é configurado para controlar uma aplicação deesforços tratores e de esforços de frenagem do sistema ferroviário, do conjunto guia deveículos locomotrizes, e/ou do conjunto veículos locomotrizes não-guia.
Em outra forma de realização, um dispositivo para controlarum sistema ferroviário é descrito. O dispositivo é um primeiro elemento para determinaruma condição de folga do sistema ferroviário, ou de segmentos do sistema ferroviário, eum segundo elemento para controlar a aplicação de esforços tratores ou a aplicação deesforços de frenagem, para o sistema ferroviário que responde à condição de folga.
Em ainda outra forma de realização, um dispositivo paradeterminar uma condição de folga de um veículo ferroviário de um sistema ferroviário, oveículo que percorre um segmento de trilho, é descrito. O dispositivo inclui um primeiroelemento para identificar aplicações de esforços tratores e de esforços de frenagem parao veículo ferroviário enquanto este percorre o segmento de trilho. Um segundo elementoé proporcionado para determinar a condição de folga em um ou mais locais no segmentode trilho, adiante do veículo ferroviário a percorrer o segmento de trilho, que responde àsaplicações planejadas de esforços de tração e de frenagem. Um terceiro elemento étambém proporcionado para determinar novamente a condição de folga em um ou maislocais em resposta a desvios do planejamento de aplicações de esforços de tração e defrenagem.
Em ainda outra forma de realização, um dispositivo paradeterminar condições de acoplagem para um sistema ferroviário, é descrito. O sistemaferroviário inclui um ou mais locomotivas e vagões, estes adjacentes a uma ou maislocomotivas e vagões, conectados por um acoplador fechado anexo a cada uma da umaou mais locomotivas e vagões. O dispositivo inclui um primeiro elemento para determinara aceleração natural de um ou mais vagões do sistema ferroviário, e um segundoelemento para determinar uma aceleração comum do sistema ferroviário, e determinaruma correlação entre a aceleração natural de um vagão e a aceleração comum, na quala correlação indica uma folga para o vagão.
Em outra forma de realização, um dispositivo paradeterminar condições de acoplagem para um sistema ferroviário, sistema ferroviário esteque compreende um conjunto Iocomotriz guia, um conjunto Iocomotriz não-guia, evagões, adjacentes a veículos e vagões conectados por um acoplador, é descrito. Odispositivo tem um primeiro elemento para determinar um parâmetro operacional doconjunto de veículos Iocomotrizes guia, e um parâmetro operacional do conjunto deveículos Iocomotrizes não-guia, e um segundo elemento para determinar a condição defolga proveniente do parâmetro operacional do conjunto de veículos Iocomotrizes guia, edo conjunto de veículos Iocomotrizes não-guia.
Um dispositivo para determinar condições de folga deacopladores para um sistema ferroviário, sistema ferroviário este que compreende umconjunto Iocomotriz guia, um conjunto Iocomotriz não-guia, e vagões, conectados por umacoplador, é descrito em uma outra forma de realização. O dispositivo inclui um primeiroelemento para determinar a força exercida em um acoplador, no qual a força exercida émaior do que a força esperada, e um segundo elemento para determinar uma condiçãode folga, ou uma mudança em uma condição de folga, que responde à referida força.
Um dispositivo para controlar forças internas aos trens deum sistema ferroviário é descrito em uma outra forma de realização. O dispositivo temum primeiro elemento para determinar uma condição de folga do sistema inteiro, ou desegmentos do sistema, e um segundo elemento para controlar a aplicação de esforçosde tração, assim como de esforços de frenagem, para controlar a condição de folga, comobjetivo de limitar as forças intra-sistêmicas a um nível aceitável. O primeiro elementodetermina a distancia entre duas localidades afastadas no sistema ferroviário, edetermina a condição de folga entre as duas localidades afastadas baseando-se nadistancia determinada.
Um dispositivo para controlar um sistema ferroviário étambém descrito, tendo este um primeiro elemento para determinar um estado atual dosistema ferroviário, um segundo elemento para determinar um estado esperado dosistema ferroviário, e um terceiro elemento para determinar uma diferença entre o estadoatual e o estado esperado.
Um dispositivo para controlar um sistema ferroviário éadicionalmente descrito, tendo este um primeiro elemento para determinar uma condiçãode folga do sistema ferroviário, e uma gama de incerteza da condição de folgadeterminada, e um segundo elemento para controlar a aplicação de esforços de tração,ou a aplicação de esforços de frenagem, ao sistema ferroviário que responde à condiçãode folga e à gama de incerteza.
Em ainda outra forma de realização, um dispositivo paracontrolar um trem que possua um ou mais conjuntos de veículos locomotrizes, cada qualtendo um ou mais vagões em seguimento, sendo que o trem conta com um operador emum dos conjuntos de veículos locomotrizes, é descrito. Um primeiro elemento parafornecer características do trem é proporcionado, assim como um segundo elementopara fornecer parâmetros de movimentação do trem. Um terceiro elemento paradeterminar uma condição de folga baseando-se em pelo menos uma das característicasdo trem e nos parâmetros de movimentação do trem, e um quarto elemento para aplicaresforços de tração ou esforços de frenagem que respondem à condição de folga, sãotambém proporcionados. O operador tem a capacidade de abrir mão da condição defolga determinada pelo terceiro elemento, assim como de prescindir da aplicação deesforços de tração, ou da aplicação de esforços de frenagem, aplicados pelo quartoelemento. Um visor para fornecer informações sobre a condição de folga também éproporcionado.
Em outra forma de realização, um método para a operaçãode um sistema ferroviário é descrito, no qual o sistema ferroviário tem um conjunto deveículos Iocomotrizes guia, um conjunto de veículos Iocomotrizes não-guia, e vagões. Ométodo inclui um passo para determinar uma condição de folga de segmentos desistema ferroviário, no qual os segmentos são delineados por nódulos; e um passo paracontrolar a aplicação de esforços de tração, ou de esforços de frenagem, de pelo menosum dos seguintes: o sistema ferroviário, o conjunto de veículos Iocomotrizes guia, oconjunto de veículos Iocomotrizes não-guia.
Um método para determinar uma condição de folga de umsistema ferroviário é também proporcionado. Um passo para determinar parâmetros deoperação de um sistema ferroviário, e um passo para determinar uma rampa equivalentea partir dos parâmetros de operação estão inclusos. Outros passos incluem: adeterminação de uma rampa real sobre o qual o sistema ferroviário está percorrendo, e adeterminação de uma condição de folga a partir da rampa equivalente e da rampa real.
Um método para controlar um sistema ferroviário é descrito.O método inclui um passo para determinar esforços de tração anteriores assim comoaplicações de esforços de frenagem sobre um segmento de trilho. Um passo para adeterminação de uma condição de folga do segmento de trilho em resposta aos esforçosde tração anteriores, ou de aplicações de esforços de frenagem, é também descrito. Umoutro passo inclui controlar um sistema ferroviário posteriormente a percorrer o segmentode trilho, de acordo com esforços de tração e esforços de frenagem previamenteaplicados sobre o segmento de trilho.
Um método para determinar forças intra-sistêmicas de umsistema ferroviário, no qual o sistema ferroviário possui um ou mais veículos de forçamotrizes, assim como uma variedade de vagões, é adicionalmente descrito. O métodoinclui passos para a determinação da distancia entre dois veículos, entre um veículo e umvagão, ou entre dois vagões entre um primeiro horário e um segundo horário, assimcomo para a determinação de uma condição de folga tanto de um sistema ferroviáriointeiro como também de segmentos de um sistema ferroviário, que responde adeterminadas distâncias entre dois veículos, entre um veículo e um vagão, ou entre doisvagões.
Um método para determinar forças intra-sistêmicas de umsistema ferroviário, no qual o sistema ferroviário possui um ou mais veículos e vagões,um veículo adjacente e vagão e vagões adjacentes, conectados por um acoplador, éadicionalmente descrito. O método inclui passos para determinar um sinal das forçasexercidas sobre um acoplador, assim como determinar uma condição de folga doacoplador advindo do sinal das forças.
Um método para determinar condições de acoplamento paraum sistema ferroviário é também descrito. O sistema ferroviário possui um ou maisveículos e vagões, adjacentes a um ou mais veículos motrizes de potência, assim comoa vagões conectados por um acoplador. O método inclui um passo para a determinaçãode uma aceleração natural de um ou mais vagões do trem, assim como de um passopara a determinação de uma aceleração comum do trem. Um passo para a determinaçãode uma correlação entre a aceleração natural do vagão e a aceleração comum, no qual acorrelação indica uma condição de folga para o vagão, é também proporcionado.
Em ainda outra forma de realização, um método para adeterminação de condições de acoplagem para um sistema ferroviário, sendo que osistema ferroviário possui um ou mais veículos motrizes de potência e vagões,adjacentes a um ou mais veículos e vagões conectados por um acoplador, é descrito. Ométodo possui um passo para a determinação de uma taxa de mudança de umaaceleração, ou de uma velocidade, experimentada por um dos veículos, ou por um dosvagões. Um outro passo é proporcionado para: a determinação de se a taxa de mudançaresponde à aplicação de esforços de tração, ou de frenagem, aplicados por um dosveículos. Um terceiro passo é proporcionado para determinar as condições deacoplagem, isto se a taxa de mudança não responder à aplicação de esforços de tração,ou de esforços de frenagem, aplicados por um dos veículos.
Um programa de computador para determinar uma condiçãode folga de um sistema ferroviário é descrito. O produto programa de computador incluium meio de armazenamento utilizável por computador, que possui módulos de programalegíveis por computador, gravados no meio de armazenamento para determinar acondição de folga. Um primeiro módulo de programa legível por computador paradeterminar parâmetros de sistemas ferroviários, e um segundo módulo de programalegível por computador para determinar uma rampa equivalente a partir dos parâmetrosde operação, são também proporcionados. Um terceiro módulo de programa legível porcomputador é também proporcionado para determinar uma rampa de trilho real sobre aqual percorre o sistema ferroviário, e um quarto módulo de programa legível porcomputador para determinar uma condição de folga, a partir da rampa equivalente e darampa real, é adicionalmente descrito.Em outra forma de realização, um produto de programa decomputador para determinar forças intra-sistêmicas de um sistema ferroviário é descrito.Um meio de armazenamento, que possui módulos de programa legíveis por computador,gravados no referido meio de armazenamento, para determinar as forças intra-sistêmicas, é proporcionado. Um primeiro módulo de programa legível por computador,feito para determinar esforços de tração anteriores, assim como determinar esforços deação de frenagem, e um segundo módulo de programa legível por computador, feito paradeterminar uma condição de folga do sistema ferroviário inteiro, ou de segmentos dosistema ferroviário, que respondem a esforços anteriores de tração, ou a esforços defrenagem, são também incluídos.
Em mais outra forma de realização, um produto deprograma de computador para determinar forças intra-sistêmicas de um sistemaferroviário, no qual o sistema ferroviário em questão tem um ou mais veículos motrizesde potência, assim como uma variedade de vagões, é descrito. O produto programa decomputador inclui um meio de armazenamento utilizável por computador, que possuimódulos de programa legíveis por computador, gravados no meio de armazenamentopara determinar as forças intra-sistêmicas. Um primeiro módulo de programa legível porcomputador, feito para determinar a distancia entre dois veículos, assim como entre umveículo e um vagão, ou entre dois vagões em um primeiro horário e em um segundohorário, e um segundo módulo de programa legível por computador, feito para determinaruma condição de folga de um sistema ferroviário inteiro, ou de segmentos de sistemaferroviário, que respondem a distâncias determinadas entre dois veículos, entre o veículoe o vagão, ou entre dois vagões, é também descrito.
Um produto programa de computador é adicionalmentedescrito para determinar uma condição de folga de um sistema ferroviário, no qual oreferido sistema ferroviário possui um ou mais veículos e vagões, um veiculo adjacente,e vagão, e vagões adjacentes, conectados por um acoplador. O produto de programa decomputador inclui um meio de armazenamento utilizável por computador, que possuimódulos de programa legíveis por computador, gravados no meio de armazenamento,para determinar a condição de folga. Um primeiro módulo de código de programa feitopara determinar um sinal de forças exercido sobre um acoplador; e um segundo módulode programa de computador feito para determinar uma condição do acoplador a partir dosinal de forças, são também descritos.
Um produto programa de computador feito para determinarcondições de acoplagem para um sistema ferroviário, no qual o sistema ferroviário emquestão possui um ou mais veículos e vagões, adjacentes a um ou mais veículosmotrizes de potência e vagões, conectados por acoplador. O produto programa decomputador inclui um meio de armazenamento utilizável por computador, que possuimódulos de programa legíveis por computador, gravados no meio de armazenamentopara determinar a condição de folga. Um primeiro módulo de código de programa legívelpor computador feito para determinar uma aceleração natural de um ou mais vagões dotrem, um segundo módulo de programa legível por computador feito para determinar aaceleração comum do trem, um terceiro módulo de programa legível por computadorfeito para determinar a correlação entre a aceleração natural de um vagão e aaceleração comum, sendo que a correlação indica uma condição de folga para o vagão,são também descritos.
Um produto de programa de computador feito paradeterminar condições de acoplagem para um sistema ferroviário, sendo que o referidosistema ferroviário possui um ou mais veículos motrizes de potência, adjacentes a um oumais veículos e vagões conectados por um acoplador, é adicionalmente descrito. Oproduto de programa de computador inclui um meio de armazenamento utilizável porcomputador, que contém módulos de programa legíveis por computador, gravados nomeio de armazenamento para determinar as condições de acoplagem. Um primeiromódulo de programa legível por computador feito para determinar uma taxa de mudançade uma aceleração, ou uma velocidade experimentada por um dos veículos, ou por umdos vagões, é também descrito. Encontra-se adicionalmente descrito um segundomódulo de código de programa legível por computador, feito para determinar se a taxade mudança responde à aplicação de esforços de tração, assim como à aplicação deesforços de frenagem, por parte de um dos veículos.
Em ainda outra forma de realização, um produto deprograma de computador feito para controlar um sistema ferroviário, é descrito. Oproduto de programa de computador possui um meio de armazenamento utilizável porcomputador, que contém módulos de programa legíveis por computador, gravados nomeio de armazenamento, para determinar aplicações anteriores de esforços de tração efrenagem sobre um segmento de trilho. Um meio de armazenamento utilizável porcomputador, que contém módulos de programa legíveis por computador incorporados nomeio em questão, é adicionalmente proporcionado com a função de determinar umacondição de folga do segmento de trilho, que responde a aplicações de esforçosanteriores de tração ou frenagem. Adicionalmente, um meio de armazenamento utilizávelpor computador que contém módulos de programa legíveis por computador incorporadosno meio em questão, é descrito como tendo a proposta de controlar um sistemaferroviário, que posteriormente estará a percorrer o segmento de trilho, de acordo comaplicações de esforços anteriores de tração ou frenagem, sobre o segmento de trilho.
Um produto de programa de computador feito paradeterminar condições de acoplagem para um sistema ferroviário é adicionalmentedescrito. O sistema ferroviário possui um ou mais veículos motrizes de potência evagões, adjacentes a um ou mais veículos e vagões, conectados por um acoplador. Oproduto possui um meio de armazenagem de dados utilizável por computador, meio esteque contém incorporados módulos de programa legíveis por computador, feitos com aproposta de determinar uma taxa de mudança de uma aceleração, ou de uma velocidadeexperimentada por um dos veículos, ou por um dos vagões. O meio de armazenagem dedados utilizável por computador, que contém módulos de programa de computadorgravados no mesmo, é também proporcionado com a função de determinar se a taxa demudança responde à aplicação de esforços de tração, ou de esforços de frenagem,aplicados por um dos veículos. Além do mais, o meio de armazenagem de dadosutilizável por computador, que contém módulos de programa de computador gravados nomesmo, é descrito como tendo a função de determinar as condições de acoplagem, seporventura à taxa de mudança não responder à aplicação de esforços de tração, ou àaplicação de esforços de frenagem, aplicados por um dos veículos.
Um produto de programa de computador feito para operarum sistema de ferrovias, sistema este que possui um grupo de veículos Iocomotrizesguia, um grupo de veículos Iocomotrizes não-guia, assim como vagões, é descrito. Oproduto de programa de computador inclui um meio de armazenagem de dados utilizávelpor computador, meio este que contém incorporados módulos de programa legíveis porcomputador, feitos com a proposta de determinar uma condição de folga de segmentosde sistema de ferrovia, no qual os segmentos de sistema em questão são delineados pornódulos. Também um meio de armazenagem de dados utilizável por computador, meioeste que contém incorporados módulos de programa legíveis por computador, feitos coma proposta de controlar uma aplicação de esforços de tração, ou de esforços defrenagem, de pelo menos um dos seguintes: o sistema ferroviário, o grupo de veículosIocomotrizes guia, e o grupo de veículos Iocomotrizes não-guia, é tambémproporcionado.
BREVE DESCRIÇÃO DAS ILUSTRAÇÕES
Uma descrição mais específica das formas de realização dainvenção será elaborada através da referencia às formas de realização específicas, queestão desenhadas nas ilustrações em apêndice. Compreende-se que tais ilustraçõesdescrevem apenas formas típicas de realização da invenção, e que portanto não devemser consideradas como limitadoras de seu escopo. A invenção será descrita e explicadacom detalhamento e especificidade adicionais através do uso das ilustrações emapêndice, nas quais:
- As figuras 1 e 2 graficamente descrevem condições de folga de um trem;
- As figuras 3 e 4 descrevem visores de condição de folga, de acordo com diferentesformas de realização da invenção;
- A figura 5 graficamente descreve limites de aceleração e de desaceleração baseadosna condição de folga;
- A figura 6 ilustra várias condições de folga identificadas com um trem;
A figura 7 ilustra através de um diagrama de blocos um sistema para determinar acondição de folga e controlar o trem que a ela responde;
As figuras 8A e 8B ilustram forças de acoplagem para um trem;
A figura 9 ilustra forças impostas sobre um vagão de trem;
A figura 10 graficamente ilustra as acelerações naturais de vagões mínima e máximapara um trem como função de tempo;
As figuras 11 e 12 graficamente ilustram condições de folga para um trem depotência distribuída;
- A figura 13 ilustra um diagrama de bloco com elementos para determinar umacondição de chacoalho reativo; e
- A figura 14 ilustra os parâmetros empregados para a detecção de condições de folga,incluindo condições de entrada e de saída.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
Referencia agora será feita detalhadamente às formas derealização consistentes com aspectos da invenção, exemplos das quais estãodesenhados nas ilustrações em apêndice. Quando for possível, os mesmos numerais dereferencia usados por todas as ilustrações se referirão às partes idênticas ousemelhantes.
As formas de realização da presente invenção resolvemcertos problemas na arte ao proporcionar um sistema, método, e método implementadopor computador, para a limitação de forças interiores ao trem em um sistema ferroviário,incluindo em várias aplicações, um grupo de veículos locomotrizes, um veículo paramanutenção da via férrea, e uma variedade de vagões. As formas de realização dapresente invenção também se aplicam a um trem, que inclui uma pluralidade de gruposde veículos locomotrizes, referidos como um trem de potência distribuída, quetipicamente inclui um grupo de veículos locomotrizes guia e um ou mais grupos deveículos locomotrizes não-guia.
Pessoas habilidosas na arte reconhecerão que umdispositivo tal qual um sistema de processamento de dados, que inclui CPU, memória,E/S, armazenamento de programas, um barramento de conexão, e outros componentesapropriados, poderia ser programado ou diversamente projetado para facilitar a práticado método das formas de realização da presente invenção.
Em outra forma de realização da presente invenção, umartigo manufaturado, tal qual um disco previamente gravado ou outro produto decomputação semelhante, para o uso em um sistema de processamento de dados, queinclui um meio de armazenamento de dados assim como um programa nele gravado,com a função de dirigir o sistema de processamento de dados, ao ponto de facilitar aprática das formas de realização da presente invenção. Tal dispositivo assim como taisartigos de manufatura também se encaixam no escopo e no espírito das formas derealização.
As formas de realização da presente invenção aquidescritas ensinam métodos, dispositivos, e programas, para determinar uma condição defolga, e/ou forças internas de trem quantitativas/qualitativas, e para o controle do sistemaferroviário que responde a estes, com a proposta de limitar tais forças internas de trem.Para facilitar uma compreensão das formas de realização da presente invenção, estasestão descritas daqui para frente com referencia às implementações especificas dasmesmas.
De acordo com uma forma de realização da presenteinvenção, a invenção é descrita de acordo com o contexto geral de instruçõesexecutáveis por computador, tais como módulos de programa, executados por umcomputador. De modo geral, módulos de programa incluem rotinas, programas, objetos,componentes, estruturas de dados, etc., que realizam tarefas específicas, ouimplementam tipos de dados abstratos específicos. Por exemplo, os programas desoftware que suportam as formas de realização da presente invenção podem sercodificados em diferentes linguagens de programação, para a utilização em diversasplataformas de processamento. Ficará esclarecido, porém, que os princípios que formama base das formas de realização da presente invenção também podem serimplementados com outros tipos de tecnologia de programação de computador.
Adicionalmente, todos aqueles indivíduos que possuemfluência na arte reconhecerão que as formas de realização da presente invenção podemser praticadas com outras configurações de sistema de computador, incluindodispositivos portáteis, PDAs1 sistemas multi-processados, produtos eletrônicos deconsumo programáveis ou baseados em microprocessadores, minicomputadores,computadores mainframe, e similares. As formas de realização da presente invençãotambém podem ser praticadas em um ambiente de computação distribuída, no qual astarefas são executadas por aparelhos de processamento remoto, que estejaminterconectados através de uma rede de comunicações. Em um ambiente decomputação distribuída, módulos de programas podem estar situados em meios dearmazenamento de dados locais, assim como remotos, incluindo em dispositivos dearmazenamento de memória. Tais ambientes de computação podem estar contidosinteiramente dentro da locomotiva, dentro de outras locomotivas do trem, dentro devagões conectados ou de outra forma associados ao trem, ou fora do trem eminstalações ao longo da linha férrea, ou em escritórios centrais nas quais comunicaçõessem fio são proporcionadas entre os vários ambientes de computação.O termo "locomotiva" pode incluir, (1) uma locomotiva, ou(2) múltiplas locomotivas em seqüência (referidas como um grupo de veículoslocomotrizes), conectadas conjuntamente com a função de proporcionar capacidades demotorização e/ou frenagem, não havendo vagões entre tais locomotivas. Um trem podecompreender um ou mais grupos de veículos locomotrizes. Especificamente, pode haverum grupo de veículos locomotrizes guia, e um ou mais grupos de veículos locomotrizesnão-guias (ou remotos) a meio caminho ao longo da fila de vagões, assim como um outrogrupo de veículos locomotrizes remoto posicionado no final do trem. Cada grupo deveículos locomotrizes pode ter uma primeira locomotiva (locomotiva guia) e uma ou maislocomotivas não-guia em seqüência. Embora um grupo de veículos locomotrizes énormalmente considerado como um grupo indiviso de locomotivas em seqüência, todosaqueles indivíduos que possuem fluência na arte reconhecem que um grupo delocomotivas pode ser considerado como sendo um grupo de veículos locomotrizes,mesmo com pelo menos um vagão separando as locomotivas, tal como quando o grupode veículos locomotrizes está configurado para operação de distribuição de potência, emqual caso os comandos de aceleração e frenagem são transmitidos da locomotiva guiapara as locomotivas remotas, através de radiofreqüência ou por cablagem física. Para talpropósito, o termo "grupo de veículos locomotrizes" não deve ser considerado um fatorlimitador quando for discutida a presença de uma multiplicidade de locomotivas nomesmo trem.
Agora se referindo às ilustrações, as formas de realizaçãoda presente invenção serão descritas. As várias formas de realização da presenteinvenção podem ser implementadas de várias maneiras, incluindo como um sistema(incluindo um sistema de processamento por computador), um método (incluindo ummétodo computadorizado), um dispositivo, um meio de armazenamento de dados legívelpor computador, um produto de programa de computador, uma interface gráfica deusuário, incluindo um portal da internet, ou uma estrutura de dados tangivelmente afixadaem uma memória legível por computador. Várias formas de realização das formas derealização da presente invenção estão elaboradas abaixo.
Dois vagões ferroviários adjacentes ou locomotivas sãoconectados por um acoplador articulado anexo a cada vagão ou locomotiva. De modogeral, o acoplador articulado inclui quatro elementos, um cabeçote de acoplagem de aço,uma mandíbula de encaixe ou junta articulada, ou articulação rotacionável, em relação aocabeçote, um pino rotor sobre o eixo do qual a junta articulada se rotaciona durante osprocessos de acoplagem e desacoplagem, e um pino-trava. Quando o pino-trava em umou em ambos os acopladores é movido para cima e em direção oposta do cabeçote deacoplagem, a articulação travada se rotaciona até se encontrar em uma posição livre ousolta, efetivamente desacoplando os dois vagões/locomotivas. A aplicação de uma forçamotriz de separação a um ou a ambos os vagões/locomotivas completa o processo dedesacoplagem.
Ao efetuar-se a acoplagem de dois vagões, é necessárioque pelo menos uma das articulações esteja em posição aberta para receber amandíbula de encaixe ou articulação do outro vagão. Os dois vagões são movidos emdireção um ao outro. Quando os acopladores se acasalam a mandíbula de encaixe doacoplador aberto se fecha, e em resposta a este movimento o pino-trava é acionado porforça da gravidade, automaticamente caindo em posição para travar a mandíbula deencaixe na posição fechada, portanto encadeando os acopladores de forma a conectaros dois vagões.
Mesmo quando acoplados e travados, a distância entre doisvagões conectados pode aumentar ou diminuir devido ao efeito de molejo dos doisacopladores interagindo entre si, e devido ao espaço aberto entre as articulações emandíbulas de encaixe acasaladas.
A distancia na qual os acopladores podem se afastarquando acoplados é referida como distancia de alongamento, ou folga de acoplagem, epode ser de até aproximadamente umas quatro a seis polegadas por acoplador. Umacondição de folga esticada ocorre quando a distância entre dois vagões acopladosencontra-se aproximadamente na separação máxima permitida pela folga dos doisacopladores conectados. Uma condição de folga comprimida, ou de folga amontoada,ocorre quando a distância entre dois vagões acoplados encontra-se aproximadamente naseparação mínima permitida pela folga dos dois acopladores conectados.
Como se sabe, um operador de trem (por exemplo, tanto umengenheiro ferroviário humano com responsabilidades de operação do trem, quanto umsistema de controle de trem automático que opera o trem com nenhuma intervençãooperacional humana, ou mínima intervenção operacional humana, ou ainda um sistemade aconselhamento de controle de trem que recomenda ao operador a implementaçãode operações de controle enquanto permite que o operador exerça discernimentoindependente de se o trem deve ser controlado de acordo com a recomendação ou não)aumenta a velocidade/potencia através do mover de uma manivela para uma posiçãomais alta, e diminui a velocidade/potencia através do mover de uma manivela para umaposição mais baixa, ou pela aplicação de freios (tanto os freios dinâmicos de locomotivacomo os freios pneumáticos independentes, e os freios pneumáticos do trem). Quaisquerdestas ações de operação de trem, assim como as forças dinâmicas do trem, e o perfildos trilhos, podem afetar a condição geral de folga, como também a condição de folgaespecífica entre quaisquer dois acopladores conectados.
Quando aqui for referida a expressão "esforço de tração"adicionalmente inclui-se esforço de frenagem, e quando aqui for referida a expressão"esforço de frenagem" adicionalmente incluem-se ações de frenagem resultantes daaplicação dos freios dinâmicos de locomotiva, dos freios independentes de locomotiva, edos freios pneumáticos por todo o trem.
As forças internas de trem que são geridas pela aplicaçãode esforço de tração (TE) ou de esforço de frenagem (BE) são referidas como forças deempuxo (uma força de tensão ou empuxo) sobre os acopladores e equipamentos deempuxo, durante um estado de folga esticado, e referido como forças de brilho duranteuma condição de folga comprimida ou amontoada. Um equipamento de empuxo incluium elemento absorvente de forças que transmite forças de empuxo ou brilho entre oacoplador e o vagão para o qual o acoplador encontra-se vinculado.
O diagrama de estado Figura 1 descreve três estados defolga distintos: um estado esticado 300, um estado intermediário 302, e um estadocomprimido 304. Transições entre os estados, como aqui descritas, estão indicadas porsetas referidas como transições "T" com um subtexto indicando um estado anterior e umestado novo.
Estados de transição são causados por uma aplicação deesforço de tração (que tende a esticar o trem) , esforço de frenagem (que tende aamontoar o trem), ou mudanças no terreno que tendem a causar ou uma corrida paradentro ou uma corrida para fora. A taxa de estiramento do trem (corrida para fora)depende da taxa na qual o esforço de tração é aplicado como medido em cavalos-vapor/segundo, ou mudança de posição de passo por segundo. Por exemplo, esforço detração é aplicado para mover do estado intermediário (1) para o estado esticado (0) aolongo da transição T10. Para um trem de potência distribuída que inclui locomotivasremotas separadas da locomotiva guia no grupo de veículos locomotrizes, a aplicação deesforços de tração a qualquer locomotiva tende a esticar os vagões que seguem tallocomotiva (tendo a direção da viagem como referencia).
De modo geral, quando um trem é primeiro ativado, oestado inicial de folga de acoplagem é desconhecido. Mas à medida que o trem semovimenta em resposta a esforços de tração o estado passa a ser determinável. Atransição T1 para o estado intermediário (1) descreve o cenário de ativação.
A taxa de amontoamento do trem (corrida para dentro)depende no esforço de frenagem aplicado como determinado pela aplicação dos freiosdinâmicos, dos freios independentes de locomotivas, ou dos freios pneumáticos do trem.
O estado intermediário 302 não é um estado desejado. Oestado esticado 300 é preferível, pois a condução do trem é mais fácil quando o tremestá esticado, embora o controlador possa lidar com um estado comprimido de folga.
A máquina de estado da Figura 1 pode representar um treminteiro ou segmentos de trem (por exemplo, os primeiros 30% do trem em um trem depotência distribuída, ou um segmento de um trem interposto entre dois grupos deveículos locomotrizes).
Múltiplas máquinas de estado independentes podemindividualmente descrever um segmento diferente de trem, cada máquina de estadoincluindo vários estados de folga como indicado na Figura 1. Por exemplo, em umaoperação de trem de potência distribuída, ou operação de empuxe, pode ser descrita pormúltiplas máquinas de estado representando os múltiplos segmentos de trem, estandocada segmento definido por um dos grupos de veículos locomotrizes dentro do trem.
Como alternativa às representações de estados distintos daFigura 1, a Figura 2 descreve uma curva 318 que representa uma continuidade deestados de folga, desde um estado esticado, passando por um estado intermediário, atéchegar a um estado comprimido, cada estado geralmente indicado como descrito. Acurva da Figura 2 retrata a condição de folga de forma mais precisa do que o diagramade estado da Figura 1, pois não há definições universais para estados distintos de folgaesticados, intermediários, e comprimidos, como a Figura 1 aparentemente sugere. Comoaqui utilizado, o termo "condição de folga" se refere a estados distintos de folga comoilustrado na Figura 1, ou a uma continuidade de estados de folga como ilustrado naFigura 2.
Como na Figura 1, a representação de estado de folga daFigura 2 pode representar o estado de folga do trem inteiro ou de segmentos do mesmo.Em um exemplo, os segmentos encontram-se interpostos entre grupos de veículoslocomotrizes e o dispositivo finalizador de trem. Um segmento de trem de especialinteresse inclui os vagões imediatamente atrás do grupo de veículos locomotrizes guia,onde a soma das forças, incluindo forças transientes de estado equilibrado e de folgainduzida, tendem a atingir valores máximos. De forma similar, para um trem de potênciadistribuída, os segmentos de maior interesse específico são aqueles vagõesimediatamente atrás e imediatamente na frente dos grupos de veículos locomotrizes não-guia.
Para evitar danos ao trem e aos acopladores, a condição defolga do trem pode ser levada em consideração quando esforços de tração e frenagemforem aplicados. A condição de folga se refere a uma ou mais condições de folga atuais,a uma mudança de condição de folga de um tempo anterior ou de uma localizaçãoanterior nos trilhos, ou a um tempo atual ou localização atual, e a uma transição de folgaatual ou em tempo real (por exemplo, digamos que no momento o trem está a passar poruma transição de folga de entrada ou de saída. A taxa de mudança de uma condição defolga real pode também afetar a aplicação de esforços de tração e de esforços defrenagem para assegurar uma operação apropriada do trem e minimizar o potencial dedano.)Os referidos esforços de tração e esforços de frenagempodem ser aplicados ao trem através de funções de controle e de elementos de controle,incluindo, mas não se limitando a, o operador através de manipulação manual dedispositivos de controle, automaticamente através de um sistema de controle automático,ou manualmente pelo operador ao atender às recomendações feitas por um sistema deaconselhamento de controle. Tipicamente um sistema automático de controle de tremcontrola ações (e um sistema de aconselhamento de controle de trem recomenda açõesde controle de trem para consideração pelo operador) para otimizar os parâmetros dedesempenho do trem, tais como o consumo de combustível.
Em outra forma de realização da presente invenção, ooperador pode sobrepor uma estratégia de controle que responde a uma determinadacondição de folga, ou evento de folga, e controlar o trem, ou fazer com que o sistemaautomático de controle de trem controle o trem de acordo com a informação de que aestratégia de controle fora sobreposta. Por exemplo, o operador pode controlar (ou fazercom que o sistema de controle de trem efetue o controle) o trem em situações nas quaisas informações do manifesto do trem fornecidas ao sistema para determinar a condiçãode folga estejam incorretas, ou quando outra discrepância determina uma condição defolga incorreta. O operador também pode sobrepor o sistema automático de controle detrem, incluindo durante uma condição de aproximação ou de afastamento.
A condição de folga determinada ou uma condição de folgaatual pode ser visualizada para o operador ou durante a operação manual ou quando osistema automático de controle de trem encontra-se ativo e presente. Muitos formatos eformas de visualização podem ser utilizados dependendo da natureza da condição defolga determinada. Por exemplo, se apenas três condições de folga distintas foremdeterminadas, uma simples caixa de texto pode ser visualizada para notificar o operadorsobre o estado determinado. Se vários estados de condição de folga forem identificados,o visor pode ser modificado de acordo. Para um sistema que determina um estado decondição de folga contínuo, o visor pode apresentar uma porcentagem ou número oupeso total de veículos esticados ou comprimidos. De forma semelhante, muitasretratações gráficas diferentes podem ser usadas para visualizar ou representar osdados sobre a condição de folga, tais quais barras animadas com várias indicações devárias cores baseadas na condição de folga (por exemplo, os acopladores que tiveremmais de 80% de esticamento indicados com uma barra verde). Uma representação dotrem inteiro pode ser retratada, e a condição de folga (ver Figura 3) ou mudança decondição de folga (evento de folga) (ver Figura 4) pode ser retratada no visor.
Os parâmetros característicos do trem (por exemplo, massados vagões e massa distribuída) para uso pelos dispositivos e métodos aqui descritospara determinar a condição de folga, podem ser fornecidos pelo manifesto do trem, oupor outras técnicas conhecidas por todos aqueles indivíduos que possuem fluência naarte. O operador também pode fornecer informações de características do trem,sobrepondo ou suplementando informações previamente fornecidas, para determinar acondição de folga de acordo com as formas de realização da presente invenção. Ooperador também pode inserir uma condição de folga para uso dos elementos decontrole na aplicação de esforços de tração e esforços de frenagem.
Quando um trem encontra-se completamente esticado,esforços de tração adicionais podem ser aplicados com taxa relativamente alta em umsentido para aumentar a velocidade do trem (uma aceleração substanciosa) semdanificar os acopladores, pois não haverá muita movimentação relativa entre osacopladores conectados. Quaisquer de tais forças transientes adicionais de acoplageminduzidas são pequenas além das forças de estado contínuo esperadas, que sãocausadas por aumentos de esforços de tração e de mudanças de rampa de trilho. Masquando em condição de esticamento, tanto uma redução significativa em esforços detração na parte posterior do trem, como a aplicação de esforços de frenagem excessivos,ou também a aplicação de uma taxa excessiva de esforços de frenagem, podemsubitamente reduzir a condição de folga entre acopladores conectados. As forçasresultantes exercidas sobre os acopladores conectados podem danificar os acopladores,causando a colisão entre vagões ou o descarrilamento do trem.
Na medida em que um trem significativamente comprimido éesticado (algo referido como condição de afastamento) pela aplicação de esforços detração, os acopladores que conectam dois vagões adjacentes se afastam assim como osdois vagões (ou locomotivas) também se afastam. Na medida em que o trem se estica,forças transientes relativamente fortes são geradas entre os acopladores conectados, namedida em que eles efetuam a transição de um estado comprimido a um estado deesticamento. As forças interiores do trem, capazes de danificar o sistema de acoplagem,ou de danificar os acopladores conectados, podem ser produzidas a velocidades de tremrelativamente baixas, até de dois ou três kilometros por hora. Portanto, se o trem nãoestiver completamente esticado, torna-se necessário limitar as forças geradas pelaaplicação de esforços de tração, durante condição de folga em fase de afastamento.
Quando o trem encontra-se inteiramente em estadocomprimido, esforços de tração adicionais (através da operação de freios dinâmicos delocomotiva, ou de freios independentes) ou reduções das forças de propulsão, podem seraplicados em uma taxa relativamente elevada sem danificar os acopladores, caixas deacoplagem, ou vagões. Mas a aplicação de esforços de tração excessivos, ou umaaplicação de tais forças em taxa excessiva, pode gerar forças de acoplagem transientesde alta intensidade, que fazem com que vagões se afastem rapidamente, modificando acondição de folga dos acopladores, levando a uma possível danificação dos mesmos, oudo sistema de acoplagem, das caixas de acoplagem, ou das ferrovias.
Na medida em que um trem em estado significativo deesticamento for comprimido (algo que se refere como condição de aproximação) pelaaplicação de esforços de frenagem, ou pela redução da velocidade do trem através domanuseio da alavanca de controle de velocidade para uma posição mais baixa, osacopladores que conectam dois vagões adjacentes se ajuntam. Uma taxa excessiva deajuntamento de acopladores pode danificar os mesmos, assim como danificar os vagões,ou até descarrilar o trem. Portanto, se o trem não estiver completamente em estadocomprimido, torna-se necessário limitar as forças geradas pela aplicação de esforços defrenagem durante a condição de aproximação do estado de folga.
Se o operador (um operador humano ou sistema automáticode controle de trem) conhece a condição de folga atual (por exemplo, no caso de umoperador humano através da observação de um visor de condição de folga como supradescrito) o trem pode ser controlado pelo comando de uma quantia apropriada deesforços de tração ou de esforços de frenagem, com intuito de manter ou modificar acondição de folga, como for desejado pelo operador. Frear o trem tende a criar condiçãode folga em aproximação, assim como acelerar o trem tende a criar condição de folgaem afastamento. Por exemplo, se uma transição para o estado comprimido for desejada,o operador pode mudar a alavanca de controle de velocidade para uma posição inferior,ou aplicar esforços de frenagem na parte posterior do trem, para desacelerar o trem auma taxa inferior à de sua aceleração natural. Compreende-se por "aceleração natural" aaceleração de um vagão quando nenhuma força externa (exceto a gravidade) atua sobreo mesmo. O i -ésimo vagão encontra-se em um estado de aceleração natural quando,nem os vagão i+1 e nem o vagão i-1, estão a exercer quaisquer forças sobre o mesmo.
O conceito é adicionalmente descrito abaixo com referencia à Figura 9 e ao textoassociado à mesma.
Na ocorrência de condição de folga em aproximação ou decondição de folga em afastamento sem atuação do operador, como quando o trem está adescer uma serra, o operador pode contrapor tais efeitos, se assim o for desejado, pelaaplicação apropriada de esforços de tração mais elevados para contrabalancear umacondição de aproximação, ou de esforços de frenagem, assim como de esforços detração inferiores, para contrabalancear uma condição de afastamento.
A Figura 5 ilustra graficamente limites na aplicação deesforços de tração (aceleração do trem) e esforços de frenagem (desaceleração do trem)como uma função de uma condição de folga, ao longo de uma continuidade decondições de folga, entre um estado de esticamento e um estado comprimido. Namedida em que a condição de folga tende ao estado comprimido, a gama de forças deaceleração aceitáveis diminui para evitar a imposição de forças excessivas sobre osacopladores, mas a gama de forças de desaceleração aceitáveis aumenta. A situaçãooposta ocorre na medida em que a condição de folga tende ao estado de esticamento.
A Figura 6 ilustra condições de folga de segmentos de trempara um trem 400. Vagões 401 imediatamente atrás de um grupo de veículosIocomotrizes 402 encontram-se em uma condição de folga (SS1) e vagões 408imediatamente atrás de um grupo de veículos Iocomotrizes 404 encontram-se em umasegunda condição de folga (SS2). Uma condição de folga geral (SS1 e SS2) que englobatanto as condições de folga SS1 e SS2 quanto à condição de folga do grupo de veículosIocomotrizes 404, está também ilustrada.
A designação de uma condição de folga distinta como seencontra na Figura 1, ou de uma condição de folga na curva 318 da Figura 2, envolve umgrau de incerteza que depende dos métodos empregados para determinar a condição defolga, assim como as limitações práticas associadas a tais métodos.
Uma forma de realização da presente invenção determina,infere, ou prevê, a condição de folga para o trem inteiro, que engloba condições de folgaestado de esticamento significativo, estado comprimido significativo, ou em algumacondição de folga intermediária, incluindo uma variedade de estados intermediáriosdiscretos ou contínuos. As formas de realização da presente invenção podem tambémdeterminar a condição de folga para qualquer segmento do trem. As formas derealização da presente invenção também detectam (fornecendo também ao operadordados pertinentes) uma condição de folga em aproximação (mudança rápida de condiçãode folga de um estado de esticamento para um estado comprimido) e uma condição defolga em afastamento (mudança rápida de condição de folga de um estado comprimidopara um estado de esticamento), incluindo situações de condições de afastamento eaproximação que possam resultar em danos ao trem. Tais metodologias estão descritasabaixo.
Em resposta à condição de folga determinada, o operadorcontrola a manobrabilidade do trem com intuito de conter as forças interiores do trem quepossam danificar os acopladores (o que causaria um rompimento do trem ocasionadopor uma falha de acoplador), enquanto também maximiza o desempenho do trem. Paramelhorar a eficiência operacional do trem, o operador pode aplicar uma taxa dedesaceleração mais elevada quando o trem estiver em estado comprimido, e emcontrapartida ele pode aplicar uma taxa de aceleração mais elevada quando o tremestiver em estado de esticamento. Porém, não obstante a condição de folga, o operadorprecisa implementar limites máximos de aceleração e desaceleração (a aplicação deesforços de tração e os aumentos correspondentes de velocidade assim como aaplicação de esforços de frenagem e as reduções correspondentes de velocidade) paraobter uma manobrabilidade do trem apropriada.Diferentes formas de realização da presente invençãocompreendem processos diversos, assim como o uso de vários parâmetros einformações, para determinar, inferir, ou prever, a condição de folga, o que inclui tantouma condição de folga transiente quanto uma condição de folga de estado contínuo.
Todos aqueles indivíduos que possuem fluência na arte reconhecem que o termo"condição de folga transiente" pode também significar a taxa de mudança na qual o pontode transição de condição de folga está a mover-se através do trem. Os parâmetros deinserção a partir dos quais a condição de folga pode ser determinada, inferida, ouprevista, incluem, mas não são limitadas por fatores como, distribuição do peso do trem,perfil dos trilhos, rampa dos trilhos, condições ambientais (por exemplo, fricção dostrilhos e vento), esforços de tração aplicados, esforços de frenagem aplicados, pressãodas tubulações dos freios, esforços de tração históricos, esforços de frenagem históricos,assim como velocidade e aceleração do trem mensuradas em qualquer ponto ao longodo trem, e características dos vagões. A taxa de tempo na qual a condição de folga estáa se modificar (no caso uma condição de folga transiente), assim como a taxa na qual acondição de folga está a mover-se através do trem, podem também ser relacionadas aum ou mais dos parâmetros supracitados.
A condição de folga pode também ser determinada, inferida,ou prevista, a partir de vários eventos operacionais do trem, tais quais, a aplicação deareia aos trilhos, o isolamento de locomotivas, e locais de lubrificação de bordas. Como acondição de folga não é necessariamente a mesma para todos os vagões em cadainstante de tempo, a condição de folga pode ser determinada, inferida, ou prevista, tantopara vagões individuais quanto para segmentos compostos por vagões no trem .
A Figura 7 de modo geral indica os vários parâmetros einformações que podem ser usados de acordo com as formas de realização da presenteinvenção para determinar, inferir, ou prever, a condição de folga como estáadicionalmente descrito abaixo.
As informações antecipadas sobre a viagem incluem umplano de viagem (de preferência um plano otimizado) que compreende uma trajetória deesforços de tração assim como de esforços de frenagem (velocidade e/ou potência) paraum segmento da viagem do trem sobre um dado segmento de trilhos. Supondo que otrem siga o plano de viagem, a condição de folga pode ser prevista ou inferida emqualquer ponto ao longo dos trilhos a serem percorridos, tanto antes do início da viagemquanto durante a mesma, baseando-se nos planos antecipados de aplicação de esforçosde tração e de esforços de frenagem, assim como nas características físicas do trem(como por exemplo massa, distribuição de massa, e forças de resistência), e nos trilhos.
Em uma forma de realização da presente invenção, osistema de uma forma de realização pode adicionalmente apresentar de forma visual aooperador qualquer situação na qual se espera que ocorra a má manobrabilidade do trem,tal qual quando transições rápidas de condições de folga são previsíveis. Este visor podeser constituído para fornecer informações de várias formas diversas, incluindo a razãodistância/tempo até uma próxima transição de condição de folga significativa, notas emum mapa que se desloca pelo visor, e outras formas.
Em uma aplicação exemplar de uma forma de realização dapresente invenção, pertinente a um sistema de controle ferroviário que planeja umaviagem de trem, e controla os movimentos do trem objetivando a otimização dodesempenho do trem (baseando-se, por exemplo, em características do trem tantoprevistas como inferidas, assim como no perfil dos trilhos), a informação fornecidaantecipadamente pode ser suficiente para determinar a condição de folga do trem para aviagem inteira. Quaisquer operações iniciadas por operador humano a partir do plano deviagem otimizado podem modificar a condição de folga do trem, em qualquer ponto aolongo da viagem.
Durante uma viagem que tenha sido planejadaantecipadamente, os parâmetros de viagem em tempo real podem ser diferentes dos quehaviam sido previstos no planejamento da viagem. Por exemplo, a resistência ao ventoencontrada pelo trem pode ser maior do que a originalmente prevista, ou a fricção dostrilhos pode ser inferior à originalmente esperada. Quando o plano de viagem sugereuma trajetória de velocidade desejada, mas a velocidade varia da trajetória originaldevido a tais parâmetros operacionais imprevistos, o operador (incluindo tanto o operadorhumano ao controlar manualmente o trem quanto o sistema automático de controle detrem) pode modificar os esforços de tração e esforços de frenagem para corrigir avelocidade do trem para que se conforme com a que havia sido originalmente planejada.Se a velocidade real do trem corresponder à velocidade de trajetória planejada, acondição de folga em tempo real permanecerá idêntica à condição de folga prevista,tendo como base o plano de viagem antecipado.
Em uma aplicação na qual o sistema automático de controlede trem comanda a aplicação de esforços de tração e esforços de frenagem para aexecução do plano de viagem, um regulador de Ioop fechado atuando em conjunção como sistema de controle recebe dados indicativos dos parâmetros operacionais, compara oparâmetro averiguado em tempo real com o valor do parâmetro antecipadamenteprevisto na formulação da viagem, e responde às diferenças entre os parâmetros emtempo real e previstos, modificando as aplicações dos esforços de tração e de frenageme assim gerando um novo plano de viagem. A condição de folga fica assim redeterminada tendo como base o novo plano de viagem e as novas condições operacionais.
As informações de acoplagem, incluindo os tipos deacopladores e o tipo de vagão no qual se encontram instalados, os limites máximossustentáveis das forças de acoplagem, e a faixa morta do acoplador, podem também serusados para determinar, prever, ou inferir a condição de folga. Em particular, estasinformações podem ser utilizadas para determinar limites para a transferência de umaprimeira condição de folga para uma segunda condição de folga, assim como paradeterminar, prever, ou inferir, o nível de confiança associado a uma condição de folga,como também para a taxa de mudança de aplicações de esforços de tração e deesforços de frenagem, e/ou para determinar limites aceitáveis de aceleração. Taisinformações podem ser obtidas da constituição do trem, ou pode-se inicialmente adotaruma condição de acoplagem, e posteriormente aprender as características reais deacoplagem durante a viagem, como está descrito abaixo.
Em outra forma de realização da presente invenção, asinformações das quais o estado de acoplagem é determinado, podem ser fornecidas pelooperador através de uma interface homem-máquina (HMI). As informações fornecidaspela HMI podem ser configuradas para sobrepor quaisquer parâmetros presumidos. Porexemplo, o operador pode saber que um trem/viagem/trilho específico requeremanobrabilidade mais suave que o normal devido às exigências de acoplagem e/ou decarga, e pode portanto selecionar um "fator de delicadeza" a ser usado no controle dotrem. O fator de delicadeza é utilizado para modificar os limites de tolerância, assimcomo as taxas permissíveis para modificação dos esforços de tração e esforços defrenagem. O operador também tem a opção de especificar valores de força deacoplagem, ou outras características de acoplagem, dos quais os esforços de tração eesforços de frenagem podem ser determinados.
A condição de folga em um tempo no futuro, ou em umaposição posterior nos trilhos, pode ser prevista durante a viagem baseando-se no estadoatual do trem (por exemplo, condição de folga, localização, potência, velocidade, eaceleração), características do trem, a trajetória fornecida antecipadamente para alocalização posterior nos trilhos (como determinada pelo operador humano ou pelosistema automático de controle de trem), e as características do trem. A condição defolga de acoplagem em pontos diversos ao longo do segmento de trem é previsívelsupondo-se que esforços de tração e esforços de frenagem são aplicados de acordocom o plano de viagem, e/ou a velocidade é mantida de acordo com o plano de viagem.Baseando-se no plano de viagem proposto, no determinar da condição de folga, ou emprevisão ou inferência, assim como nas aplicações de esforços de tração e esforços defrenagem permitidas, o plano pode ser modificado antes do início da viagem (ou previstodurante a viagem) para produzir forças aceitáveis tendo as informações antecipadascomo base.
As informações de controle de trem, tais como as posiçõesda alavanca de controle de velocidade atuais e históricas, assim como aplicações defreio, afetam a condição de folga e podem ser usadas para determinar, prever, ou inferir,a condição de folga atual em conjunto com o perfil dos trilhos e com as características dotrem. Dados históricos podem também ser utilizados para em certos locais limitar asforças planejadas durante a viagem.
A distancia entre grupos de veículos Iocomotrizes em umtrem pode ser determinada diretamente de dados de posicionamento geográfico paracada grupo de veículos Iocomotrizes (como por um sistema de localização GPS a bordode pelo menos uma locomotiva por grupo locomotriz, ou como por um sistema delocalização baseado nos trilhos). Se os comprimentos do trem em estado de esticamentoe em estado comprimido forem conhecidos, a distancia entre grupos de veículosIocomotrizes diretamente indica a condição de folga geral (média) entre os grupos deveículos locomotrizes. Para um trem com vários grupos de veículos locomotrizes, acondição de folga geral para cada segmento entre grupos de veículos locomotrizessucessivos pode de tal forma ser determinada. Se as características de acoplagem (porexemplo, condição de folga e constante de mola de acoplagem) não sãoantecipadamente conhecidas, as características gerais podem ser deduzidas baseando-se nos esforços de tração de estado contínuo, assim como na distância entre grupos deveículos locomotrizes como uma função de tempo.
A distancia entre qualquer grupo de veículos locomotrizes eo dispositivo de finalização do trem pode também ser determinada, prevista, ou inferida apartir de dados de localização (como por um sistema de localização GPS, ou por umsistema de localização baseado nos trilhos). Se os comprimentos do trem em estado deesticamento assim como em estado comprimido forem conhecidos, a distancia entre ogrupo de veículos locomotrizes e o dispositivo de finalização do trem diretamenteindicarão a condição de folga. Para um trem com vários grupos de veículos locomotrizes,vários estados de condição de folga podem ser determinados, previstos, ou inferidos,entre o dispositivo de finalização do trem e cada grupo de veículos locomotrizes,baseando-se nos dados de localização. Se as características de acoplagem não foremantecipadamente conhecidas, as características gerais poderão ser deduzidas a partirdos esforços de tração de estado contínuo, e da distância entre o grupo de veículoslocomotrizes guia e o dispositivo de finalização do trem.
Os dados de localização anteriores e atuais para vagões elocomotivas podem ser utilizados para determinar se a distância entre dois pontos notrem aumentou ou diminuiu durante um intervalo de interesse, e de tal forma indicar se acondição de folga tendeu a um estado de esticamento ou a um estado comprimido naextensão do intervalo. Os dados de localização podem ser determinados para alocomotiva guia, assim como para as locomotivas em seguimento em um grupo deveículos locomotrizes remoto (não-guia), como também para locomotivas remotas tremde potência distribuída, e para o dispositivo de finalização do trem. Uma mudança nacondição de folga pode ser determinada para quaisquer dos segmentos do trem queestejam entrepostos por tais grupos de veículos locomotrizes, ou pelo dispositivo definalização do trem.
A atual condição de folga pode também ser determinada,prevista, ou inferida, em tempo real tomando-se por base o perfil atual dos trilhos,localização atual (incluindo todos os vagões), a velocidade e aceleração atuais, eesforços de tração. Por exemplo, se o trem tem acelerado a uma taxa elevada relativa àsua aceleração natural, então o trem encontra-se em estado de esticamento.
Se a condição de folga atual for conhecida, e se fordesejável adotar uma condição de folga específica posteriormente na viagem, o operadorpode controlar os esforços de tração e esforços de frenagem para alcançar a condiçãode folga desejada.
Um evento atual de ação de condição de folga, tal comoquando o trem encontra-se em transição entre um estado de esticamento e um estadocomprimido (condições de aproximação e de afastamento), pode também ser detectadoao ocorrer, de acordo com várias formas de realização da presente invenção. Em umaforma de realização da presente invenção, o evento de condição de folga pode serdeterminado não obstando o perfil dos trilhos, localização atual, ou condição de folgaanterior. Por exemplo, se houver uma mudança súbita na velocidade da locomotiva, oudo grupo de veículos locomotrizes, que não corresponda a quaisquer mudanças nosesforços de tração e de frenagem, então pode ser presumido que uma força exterioratuou sobre a locomotiva, ou sobre o grupo de veículos locomotrizes, causando o eventode condição de folga.
De acordo com outras formas de realização da presenteinvenção, informações provenientes de outras locomotivas (incluindo locomotivas emseguimento em um grupo de veículos locomotrizes guia, assim como locomotivasremotas em um trem de potência distribuída) fornecem dados de posição e distância(como supra descrito), dados de velocidade e aceleração (como descrito abaixo), paradeterminar, prever, ou inferir, a condição de folga. Também, vários sensores edispositivos no trem (tais como o dispositivo de finalização do trem ) e próximos à linhaférrea (tais como sensores de longo de via) podem ser utilizados para fornecerinformações através das quais a condição de folga possa ser determinada, prevista, ouinferida.
As forças do trem atuais e futuras, mensuradas ou previstasa partir da operação do trem de acordo com um plano de viagem predeterminado, podemser utilizadas para determinar, prever, ou inferir, os estados de acoplagem presente efuturo. Os cálculos de forças ou previsões podem limitar-se a uma pluralidade de vagõesna frente do trem, onde a aplicação de esforços de tração, e de esforços de frenagem,pode produzir as mais elevadas forças de acoplagem, devido ao embalo dos vagões emsegmento. As forças também podem ser utilizadas para determinar, prever, ou inferir, osestados de folga atual e futuro, tanto para o trem inteiro como para segmentos domesmo.
Vários métodos para se calcular as forças de acoplagem,e/ou inferir ou prever as condições de acoplagem, estão descritos abaixo. A forçaexercida por dois acopladores conectados um no outro, pode ser determinada a partirdas forças de acoplagem individuais e da condição de folga determinada pelas forçasdos acopladores conectados. Utilizando-se esta técnica, as condições de folga para otrem inteiro, assim como para segmentos do mesmo, podem ser determinadas, previstas,ou inferidas.
De modo geral, as forças experimentadas por um vagão sãodependentes das forças (esforços de tração e esforços de frenagem) exercidas pelalocomotiva na parte posterior do trem (assim como por quaisquer grupos de veículosIocomotrizes remotos ao longo do trem), pela massa do vagão, resistência do vagão,perfil dos trilhos, e forças de frenagem pneumática. A força total em qualquer vagão éuma somatória vetorial de uma força de acoplagem na direção da viagem, uma força deacoplagem oposta à direção da viagem, e uma força de resistência (uma função darampa dos trilhos, da velocidade do vagão, e da força exercida por quaisquer aplicaçõesatuais de freios pneumáticos) também em oposição à direção da viagem.
Adicionalmente, a taxa e direção de mudanças na força deacoplagem indica alterações (transientes) na condição de folga atual (para um estadomais comprimido, ou mais esticado, ou de transição entre estados), indicando um eventode condição de folga no qual o trem (ou segmentos do trem) trocam de um estado atualcomprimido para um estado de esticamento, ou vice versa. A taxa de mudanças dasforças de acoplagem, e as condições iniciais, indicam o momento no qual um eventoiminente de condição de folga irá ocorrer.
As forças de acoplagem de um vagão são funções domovimento relativo entre vagões acoplados nas direções para frente e para trás. Asforças que atuam sobre dois vagões adjacentes indicam a condição de folga doacoplador que conecta os dois vagões. As forças de pares múltiplos de vagõesadjacentes no trem indicam a condição de folga por toda a extensão do trem.
Um exemplo de vagão 500 (o i-ésimo vagão do trem),ilustrado na Figura 9, está sujeito á múltiplas forças que podem ser combinadas em trêsforças: Fi+1 (a força exercida pelo vagão i+1), Fi-1 (a força exercida pelo vagão i-1), e Ri,como ilustrado na figura 9. A condição de folga pode ser determinada, inferida, ouprevista, a partir da magnitude de tais forças. As forças são correlacionadas pelasseguintes equações:
<formula>formula see original document page 26</formula>
A resistência do i -ésimo carro ferroviário Ri é uma funçãoda rampa, da velocidade do carro ferroviário e do esforço de frenagem, da forma comocontrolados por meio do sistema de freios a ar. A resistência é uma função que pode seraproximada por:
<formula>formula see original document page 26</formula>
na qual,
Ri é a resistência total da força no i -ésimo carro ferroviário,Mi é a massa total do i -ésimo carro ferroviário,G é a força de aceleração da gravidade,
0i é o ângulo exibido na figura 9 para o i -ésimo carro ferroviário,Vi é a velocidade do i -ésimo carro ferroviário,A, B e C são os coeficientes do arrasto Davis, e
BP é a pressão no duto de ar do freio (onde as três elipses indicam outros parâmetros osquais têm efeito no retardamento da atuação das forças de frenagem, tais como acondição de conservação para o pedal do freio, a eficiência dos freios, a condição dostrilhos (lubrificação do trilho, etc.), diâmetro da roda, geometria do freio).
As forças de acoplagem Fi+1 e Fm são funções dosmovimentos relativos entre carros ferroviários adjacentes, da forma como definidas pormeio das duas seguintes equações:fm = f(.dUM,vIMValtM,H.OT.)
<formula>formula see original document page 26</formula>
Como é de conhecimento, em adição aos termos exibidospara a distância e a velocidade, em outras formas preferenciais de realização para apresente invenção, as funções podem incluir efeitos de amortecimento e outros termosde maiores ordem (H.O.T. higher order terms).
De acordo com uma das formas preferenciais de realizaçãopara a presente invenção, uma metodologia para que se estime a força é empregadapara que se determine, prediga ou infira a condição de folga do trem, a partir das forçasFi+-!, Fm e R,. Esta metodologia utiliza a distância da massa do trem, o comprimento dotrem os coeficientes Davis, as características da força da acoplagem, a velocidade dalocomotiva, o esforço de tração da locomotiva e o perfil do trilho (curvas e rampas), osefeitos do vento, o arrasto, a resistência do eixo, as condições do trilho, etc. da formacomo indicadas por meio das equações 3, 4 e 5, para que se modele o trem e sedetermine as forças de acoplagem. Uma vez que certos parâmetros podem serestimados e outros podem ser ignorados (especialmente os parâmetros os quais temefeitos pequeno ou negligenciáveis) no cálculo da força, os valores resultantes sãoentendidos como forças estimadas, dentro de um nível de confiança.
Uma ilustração exemplar desta técnica é apresentada pormeio das figuras 8A e 8B, onde a figura 8A ilustra uma seção 430 de um trem 432, emuma condição de agrupamento, e uma seção 434 em uma condição alongada. Umaindicação da condição agrupada ou alongada é apresentada por meio do gráfico dafigura 8B, onde as setas que apontam para baixo 438 indicam um estado agrupado(forças de acoplagem negativas), e as setas para cima 439 indicam um estado dealongamento (forças de acoplagem positivas). Um evento de mudança de folga ocorre nocruzamento com o zero 440.
Uma faixa de confiança, a qual é representada por meio deuma seta que aponta para ambos os sentidos 444, e cercado por linhas pontilhadas 446e 448, é uma função da incerteza dos parâmetros e da metodologia que é usada paraque se determine, prediga ou infira a condição de folga ao longo do trem. A confiançaque é associada com o ponto de transição de folga 440 é representada por meio de umaseta horizontal 442.
O sistema de controle do trem pode monitorar de formacontínua a aceleração e / ou a velocidade do grupo de locomotivas motrizes 450, ecomparar um ou ambos, com uma velocidade / aceleração calculada (de acordo comparâmetros conhecidos tais como a rampa do percurso, o TE, o arrasto, a velocidade,etc.), para que se determine, prediga ou infira a precisão dos parâmetros conhecidos e,portanto para que se determine, prediga ou infira o grau de incerteza que é associadocom as forças de acoplagem e a condição de folga. O intervalo de confiança tambémpode ser baseado na mudança do perfil do percurso (por exemplo, a taxa da rampa), amagnitude e a localização para o evento da folga.
Ao invés de se calcular as forças do acoplamento da formacomo foi descrita acima, em uma outra forma preferencial de realização, o sinal dasforças que é imposto aos dois carros ferroviários unidos é determinado, predito ouinferido, e a condição de folga é determinada a partir disto. Isto é, caso a força que éexercida em um acoplador frontal de um primeiro carro ferroviário seja positiva (isto é, aforça está no sentido e direção da viagem) e as forças que são exercidas nosacopladores posteriores de um segundo carro ferroviário conectado ao primeiro carroferroviário frontal é negativa (isto é no sentido e direção opostos ao sentido e direção daviagem), a condição de folga entre os dois carros ferroviários é alongada. Quando ambasas forças de acoplagem são de sentidos opostos, como acima, os dois carros ferroviáriosestão agrupados. Caso todos os carros ferroviários e as locomotivas se encontremagrupados (ou alongados), então o trem está agrupado (ou alongado). A técnica paraque se estime a força, descrita acima, pode ser usada para que se determine, prediga ouinfira os sinais das forças de acoplagem.
Tanto as magnitudes das forças de acoplamento como ossinais das força de acoplamento podem ser usados para que se determine, prediga ouinfira o estado atual de todo o trem, ou dos segmentos do trem. Por exemplo, certossegmentos do trem podem estar em um estado alongado, onde a força de acoplagem F> 0, e os outros segmentos podem ser comprimidos para um estado no qual F <0. Acondição contínua de folga também pode ser determinada, predita ou inferida para todo otrem, ou um segmento do trem, tendo como base a magnitude relativa das forças médiasde acoplagem.
Determinar as mudanças nas forças de acoplagem (isto é, ataxa da mudança para um único acoplador, ou a mudança com relação à distância entredois ou mais acopladores), pode fornecer informação útil sobre o trem. A taxa damudança da força em um único acoplador como uma função do tempo, indica um eventode impedimento de folga. Quanto maior for à taxa de mudança, tanto maior será apropagação da condição de folga ao longo do trem um evento de condição deaproximação e de condição de afastamento. Quanto maior for à taxa de mudança, tantomaior e mais rápida será a propagação da condição de folga ao longo do trem (umevento de condição de aproximação ou de condição de afastamento). A mudança naforça de acoplagem, com relação à distância, indica a severidade (isto é, a magnitudedas forças de acoplamento) do evento de folga que está acontecendo.
A possibilidade de um impedimento de um evento de folga,um evento presente de condição de aproximação e de condição de afastamento, e / ouuma seriedade da condição de folga, podem ser exibidos para o operador, com ou semuma indicação da localização do evento. Por exemplo, o HMI que foi referido acima, podemostrar que um evento de folga na vizinhança do carro ferroviário de número 63, comuma severidade de graduação 7. Esta informação sobre o evento de folga também podevir a ser representada por meio de um formato gráfico, da forma como é exibida por meioda figura 4. Essa indicação gráfica para um evento de folga pode ser representada pormeio do uso da distância absoluta, do número do carro ferroviário, da distância relativa(percentual), do peso em algum ponto de referência (tal como o grupo de locomotivasmotrizes), ou relativo (percentual) do peso e pode ser formatado de acordo com agravidade e / ou a tendência (indicação por meio de cores, elemento que pisca etc.).
Além do mais, informação adicional sobre a tendência deum evento atual de folga pode ser apresentada para que se informe o operador se asituação está melhorando, ou se degradando. O sistema também pode antever, comcerta confiabilidade, ligações como as de cima, o efeito do incremento ou do decrementodo atual comando de identação. Desta forma o operador tem uma indicação da tendênciaque se deve esperar, para o caso no qual, certas ações sejam tomados, com relação àaceleração.
A localização dos eventos de folga, a localização dastendências e as magnitudes das forças de acoplamento também podem serdeterminadas, preditas ou inferidas, por meio do uso do método da estimativa. Para umtrem de um único grupo de locomotivas motrizes, a significância de um evento de folgadiminui em uma compensação em direção ao fim do trem, devido ao declínio da massatotal dos carros ferroviários, em direção à compensação do evento de folga e, destaforma, o evento dos eventos de folga é reduzido. No entanto, para um trem o qual incluidiversos grupos de locomotivas motrizes (isto é, grupos de locomotivas motrizes líder enão líder), a significância do evento de folga em uma localização do trem em específico,diminui na medida em que a distância absoluta do evento de folga aumenta. Porexemplo, caso um grupo de locomotivas motrizes remoto se encontre no centro do trem,os eventos de folga próximos à frente e o centro são significantes aos eventos de folgarelativos ao centro do grupo de locomotivas motrizes remoto, mas os eventos de folga atrês quartos da distância, em direção ao fim do trem não são significantes. A significânciade um evento de folga pode ser uma função somente da distância, ou em uma outraforma preferencial de realização, a definição incorpora a distância do peso do trem, aoinvés por meio da análise da massa que existe entre o grupo de locomotivas motrizes e oevento de folga, ou a razão entre a massa do grupo de locomotivas motrizes e do eventode folga e a massa total do trem. A tendência para esta capacidade de peso tambémpode ser usada para que se caracterize o estado para aquele dado momento no tempo.
Os sinais das forças de acoplagem também podem serdeterminados, preditos ou inferidos, por meio da determinação da aceleração dalocomotiva líder, e da aceleração natural do trem, como será descrito adicionalmentemais abaixo.
As funções das forças de acoplagem definidas por meio dasequações 4 e 5 são somente relativas a um conjunto de partes, continuas de tal forma aincluir uma zona morta, ou uma faixa morta, onde a força tem valor zero, quando oscarros ferroviários imediatamente adjacentes aos carros ferroviários de interesse, não seencontrem exercendo nenhuma força no carro ferroviário de interesse. Isto é, nãoexistem forças transmitidas para o i -ésimo carro ferroviário pelo restante do trem, e emespecial pelo (i +V' ~ésimo e o (i - 1)' ~ésimo carro ferroviário. Na região da faixa morta, aaceleração natural do carro ferroviário pode ser determinada, predita ou inferida a partirda resistência do carro ferroviário e da massa do carro ferroviário, uma vez que o carroferroviário está rodando de forma independente no trilho. Essa metodologia para aaceleração, para que se determine, prediga ou infira a condição de folga, evita com quese calcule as forças de acoplagem, como nos métodos de estimativa de forças acima. Asequações pertinentes são:<formula>formula see original document page 30</formula>
onde deve ser notado, ao se comparar as equações 2 e 6, que os termos para as forçasF/+1, Fm são ausentes, uma vez que os carros ferroviários i + 1 e o i - 1 não estãoexercendo nenhuma força no i -ésimo carro ferroviário. O valor a, é a aceleração naturalpara o i -ésimo carro ferroviário.
Caso todos os acopladores no trem sejam alongados, Fi+1,Fi-1 > O (as forças de sentido e direção frontais e reversas em qualquer carro ferroviáriosão maiores do que zero), ou então agrupadas Fi+1, Fi-1 < O (as forças de sentido edireção frontais e reversas em qualquer carro ferroviário são menores do que zero),então a velocidade de todos os carros ferroviários será substancialmente a mesma, e aaceleração (aceleração a qual é definida como positiva no sentido e direção da viagem)dos carros ferroviários (que é denotada com a aceleração natural), também ésubstancialmente a mesma. Caso o trem seja alongado, a aceleração positiva acima daaceleração natural mantém o trem do estado alongado (no entanto, a aceleraçãonegativa não necessariamente significa que o trem não se encontre alongado). Assimsendo, o trem permanecerá na condição alongada (agrupada) somente se a aceleraçãocomum for maior (menor) do que a aceleração natural a qualquer instante no tempo,para todos os carros ferroviários intermediários que seguem o grupo de locomotivasmotrizes e onde que a aceleração comum é medida. Caso o trem se encontresimplesmente em rolagem, a aplicação de TE por meio do grupo de locomotivas motrizeslíder irá causar um alongamento da condição de folga, caso se experiente umaaceleração maior do que a aceleração natural máxima do trem (e onde que a aceleraçãonatural é o maior valor para a aceleração natural entre as acelerações naturais) paracada um dos carros ferroviários). Da forma como é expressa por meio da equação forma,e onde a é a aceleração comum, as condições para o estado totalmente alongamento etotalmente agrupado, são de forma respectiva:
<formula>formula see original document page 30</formula>
Para que se determine, prediga ou infira a aceleraçãocomum, a aceleração da locomotiva líder é determinada, e é inferido que a aceleração dalocomotiva líder seja substancialmente equivalente à aceleração de todos os carrosferroviários no trem. Desta forma, a aceleração na unidade líder é a aceleração emcomum. Para que se determine, prediga ou infira a condição de folga em qualquermomento no tempo, deve-se determinar a relação que existe entre uma aceleraçãocomum inferida e a aceleração natural máxima entre todos os carros ferroviários,reconhecendo-se que cada possui a sua aceleração natural própria, em cada instante notempo. As equações abaixo determinam a amax (o maior dos valores de aceleraçãonatural entre todos os carros ferroviários do trem) e amin (o menor dos valores deaceleração natural entre todos os carros ferroviários do trem).
<formula>formula see original document page 31</formula>
Caso a aceleração da unidade líder (aceleração comum)seja maior do que amax, então o trem é alongado, e se a aceleração da unidade líder émenor do que amin, então o trem é agrupado.
A figura 10 ilustra os resultados a partir das equações 10 e11 como uma função do tempo, o que inclui uma curva 520 a qual indica a aceleraçãonatural máxima entre os carros ferroviários como uma função do tempo, e uma curva 524a qual indica a aceleração natural mínima entre os carros ferroviários como uma funçãodo tempo. A aceleração comum do trem, como inferido a partir da aceleração dalocomotiva, é sobreposta no gráfico da figura 10. A qualquer momento, quando aaceleração comum excede a curva 520 o trem está no estado alongado. A qualquermomento, quando a aceleração comum excede a curva 524 o trem está no estadoagrupado. Uma aceleração comum entre as curvas 520 e 524 indicam um estadoindeterminado como aquele estado intermediário 302 da figura 1. Como é aplicado a ummodelo de condição continua de folga, da forma como é ilustrada por meio da figura 2, adiferença entre a aceleração comum e o ponto no tempo correspondente nas curvas 520e 524 definem um percentual de estado de alongamento, ou um percentual de estadoagrupamento.
As acelerações naturais mínima e máxima são úteis paraum operador, mesmo para um trem o qual é controlado por meio de um sistema decontrole automático, pois que estes representam a aceleração a ser atingida, naqueleinstante, para garantir um estado alongamento ou agrupado. Estas acelerações podemser exibidas como simples valores numéricos (isto é, χ Km/h) ou graficamente como uma"ponto flutuante", uma plotagem das acelerações naturais, uma plotagem dos mínimos emáximos para a aceleração natural ao longo do percurso, por certo período de tempopré-determinado à frente, e de acordo com outras apresentações, informar o operador doalongamento (Máximo) e do agrupamento (mínimo) das acelerações.
A plotagem que é exibida por meio da figura 10, é pode sergerado antes que a viagem se inicie (caso um plano de viagem tenha sido preparado emantecedência à viagem) e a aceleração comum do trem (da forma como é controladapelo operador ou pelo sistema de controle automático do trem) é usada para determinar,predizer ou inferir se o trem se alongará ou se agrupará em uma localização especificado percurso. De uma forma similar, estas podem ser calculadas e comparadas em rota, eatualizadas como desvios a partir do plano de viagem na medida em que ocorre.
Uma faixa de confiança também pode ser designada paracada uma das curvas amax e dos amin da figura 8, tendo como base na confiança que osparâmetros que foram empregados para que se determinasse a aceleração natural decada carro ferroviário, reflita de forma precisa os valores reais daquele parâmetro, emqualquer ponto durante a viagem.
Quando a aceleração comum do trem é indicada no gráficoda figura 10, uma transição completa de folga acontece quando o gráfico da aceleraçãocomum se move de acima da curva 520 para baixo da curva 524, isto é, quando acondição de folga muda de completamente alongada para completamente agrupada.Também é de conhecimento que um tempo finito é necessário para todos os acopladoresefetuarem a mudança em suas condições de folga (condição de aproximação e condiçãode afastamento), depois de tal transição. Pode então ser desejável que se emita umadeclaração de mudança de estado, depois da qual o trem passa a ser controlado deacordo com a nova condição de folga.
Para que se prediga uma condição / estado de folga,quando o perfil para a velocidade de um trem é conhecido (tanto por meio de um planode viagem concebido a priori, quanto medido em tempo real), por sobre um dadosegmento de trilho, a aceleração predita (ou em tempo real) é comparada com aaceleração natural máxima instantânea para cada carro ferroviário, em certa distância aolongo do percurso. A condição de folga instantânea pode ser determinada, predita ouinferida, quando a aceleração presente / predita difere (no sentido e direção corretos) domáximo e do mínimo para a aceleração natural, da forma como definida por meio dasequações 10 e 11 acima, por meio de mais de uma constante pré-determinada. Estadiferença é determinada, predita ou inferida como uma quantidade fixa, ou umapercentagem nas equações 12 e 13 abaixo. De uma forma alternativa, a condição defolga é determinada, predita ou inferida por sobre um intervalo de tempo, por meio daintegral da diferença por sobre o intervalo de tempo, nas equações 14 e 15 abaixo.<formula>formula see original document page 33</formula>
A condição de folga também pode ser predita em algummomento no futuro, se a presente condição de folga, o esforço de tração predito (eportanto a aceleração), a velocidade presente e o perfil do percurso porvir para osegmento do trilho de interesse, são de conhecimento.
O conhecimento da condição de folga prevista, de acordopor ambos os métodos que são descritos, pode afetar o controle do operador sobre otrem, de tal forma que uma mudança porvir na condição de folga que poderia causar umeventual dano ao acoplador, pode ser evitada.
Em uma outra forma preferencial de realização, com oconhecimento da velocidade presente (aceleração), da velocidade passada e dacondição passada de folga, a condição presente de folga em tempo real é determinada,predita ou inferida, a partir da localização presente do tem no percurso (perfil dopercurso), por meio da comparação da aceleração presente (presumindo-se que todosos carros ferroviários no trem possuem a mesma aceleração comum), com os mínimos emáximos para a aceleração natural, das equações 16 e 17. O conhecimento da condiçãode folga presente permite com que o operador controle o trem em tempo real, para quese evitem os danos às acoplagens.
<formula>formula see original document page 33</formula>
É também de se notar que o amin e o amax podem serdeterminados, preditos ou inferidos para qualquer segmento do trem que é usado paraque se defina os estados de folga múltiplos, da forma como foi aqui descrita. Além domais, a localização do amin e do amax no trem pode ser usada para que se quantifique acondição de folga intermediária, e para que se defina os limites do controle.Quando a condição de folga do trem é conhecida, porexemplo, como determinada, predita ou inferida de acordo com os processos aquidescritos, o trem é controlado (de forma manual ou automática) de forma responsiva. Oesforço de tração pode ser aplicado em uma freqüência maior quando o trem é alongadosem dano aos acopladores. Em uma das formas preferenciais de realização, na qualuma condição continua de folga é determinada, predita ou inferida, a taxa na qual aesforço de tração adicional é aplicado é resposta à quantidade do alongamento do trem.Assim, por exemplo, caso a aceleração comum seja de 50% da aceleração naturalmáxima, o trem pode ser considerado em uma situação de 50% de alongamento, e umesforço de tração adicional pode ser aplicado a 50% da taxa na qual deveria ser aplicadaquando a aceleração comum é maior do que a aceleração máxima, isto é uma condiçãode alongamento de 100%. A confiança é determinada por meio da comparação daaceleração real experimentada, dados TE / velocidade / localização, com a aceleraçãonatural calculada da forma como foi descrita acima.
Em um trem de potência distribuída (trem DP), uma ou maislocomotivas remotas (ou um grupo de locomotivas em um grupo de locomotivasmotrizes) são controladas de forma remota a partir da locomotiva Iider (ou do grupo delocomotivas motrizes líder), por meio de conexão física fixa, ou por meio de conexão semfio de rádio. Um de tais sistema DP baseados em rádio para a comunicação sem fio, écomercialmente disponível sobre a marca registrada de Locontrol®, da General EletricCompany de Fairfield, no estado norte americano de Conneticut, e descrita na patenteamericana pertencente a General Eletric Company de número 4.582.280. Normalmente,um trem DP compreende um grupo de locomotivas motrizes líder seguido por umprimeiro grupo com diversos carros ferroviários, seguidos para um grupo de locomotivasmotrizes não líder, seguidos por um segundo grupo de carros ferroviários. De uma formaalternativa, em um modo de operador do tipo "empurrar", o grupo de locomotivasmotrizes líder compreende um grupo de locomotivas motrizes em posição final emrelação ao trem, para que se propicie o esforço de tração na medida em que o tremascende uma rampa.
O método de aceleração natural que é descrito acima, podeser usado para que se determine a condição de folga em um trem DP. A figura 11 exibeuma condição exemplar de folga, em um trem DP. Neste caso, todos os acopladores seencontram em tensão (uma linha de força 540 é representada acima de uma linha zero544, o que indica (um estado de alongamento para todos o carros ferroviários que seencontram acoplados). A aceleração é medida em ambos os grupos de locomotivasmotrizes (o posterior, ou grupo de locomotivas motrizes líder, ou o remoto grupo delocomotivas motrizes não líder) é maior do que a aceleração natural de qualquer carroferroviário, ou bloco de carros ferroviários, em todo o trem, o que resulta em umasituação de controle estável de controle para o trem.
No entanto, uma situação de "plenamente alongado"também pode existir quando o grupo de locomotivas motrizes remoto estiver mantendomais de apenas carros ferroviários atrás de si. A figura 12 ilustra esta situação. Apesarde que todas as forças de acoplagem não são positivas, a aceleração em ambos osgrupos de locomotivas motrizes é maior do que a aceleração natural dos carrosferroviários. Esta é uma situação estável, na medida em que cada carro ferroviário estáexperimentando uma força bruta, que advém de um grupo de locomotivas motrizes ou dooutro. Um ponto de transição 550 é o ponto de força zero - normalmente chamado de"nó", no qual o trem efetivamente se torna dois trens, com o grupo de locomotivasmotrizes líder vendo a massa do trem do início até o ponto de transição 550, e o grupode locomotivas motrizes remoto vendo a massa restante até o final do trem. Este pontode transição pode normalmente determinado se as acelerações para os grupo delocomotivas motrizes líder e grupo de locomotivas motrizes remoto, o esforço de tração eo rampa do percurso são conhecidos. Se a aceleração for desconhecida, pode-sepresumir que o sistema se encontra em estado estável (isto é, a condição de folga nãoestá alterando) e que a aceleração para o grupo de locomotivas motrizes líder e o grupode locomotivas motrizes remoto são idênticas.
Desta forma, estados múltiplos de folga ao longo do trem(isto é, para grupos diferentes de carros ferroviários ou de sub-trens) podem seridentificados e o trem controlado de forma responsiva ao sub-estado que for o maisrestritivo entre todos, no trem (isto é, o estado de condição de folga menos estável que éassociado com um dos sub-trens), para que se estabilize ao menos um estado restritivo.Tal controle pode ser exercido por meio da aplicação de esforço de tração, ou de esforçode frenagem, por meio do grupo de locomotivas motrizes à frente do sub-trem o qualpossui o estado de menor estabilidade, ou do grupo de locomotivas motrizes à frente dosub-trem o qual possui o maior estado de estabilidade.
De forma alternativa, uma combinação destes dois estadospode ser usada para que se controle o trem, dependendo da fração da massa (ou umaoutra característica do trem / sub-trem, tal como o comprimento), em cada sub-trem. Osmétodos acima podem ser empregados para que adicionalmente se determinem essessub-estados dentro do trem, e estratégias similares para o controle do trem podem serimplementados. Os estados que foram determinados para os trens e os sub-trenstambém podem ser exibidos para o uso do operador em determinadas ações de controle.Em uma aplicação para o sistema de controle automático do trem, os estadosdeterminados são entrados no sistema de controle do trem, para uso na determinaçãodas ações de controle para o trem e os sub-trens.
Quando dada à opção de se mudar o nível de potência (ouos nível de frenagem) em um dos grupos de locomotivas motrizes, o qual é responsivo ànecessidade da mudança no esforço de tração, ou no esforço de frenagem, do trem,deve-se dar a preferência ao grupo de locomotivas motrizes que se encontra conectadoa seção do trem (o sub-trem) o qual tem a condição mais estável de folga, é presumidonesta situação que todos os outros fatores Iimitantes na operador do trem, tais como porexemplo o balanço da carga, são mantidos inalterados.
Quando a mudança de um nível total de potência não se faznecessário, para um dado momento, a potência pode ser deslocada de um grupo delocomotivas motrizes para o outro, para o balanceamento das cargas. Normalmente, estedeslocamento envolve uma mudança no esforço de tração, do grupo de locomotivasmotrizes o qual está controlando o sub-trem mais estável, para o grupo de locomotivasmotrizes que está controlando o sub-trem menos estável, dependendo da margem dapotência que estiver disponível. A quantidade de potência que é deslocada de um grupode locomotivas motrizes para o outro pode ser obtida por meio do cálculo da rampamédia, ou da rampa equivalente, tomando-se em consideração o peso, ou a distribuiçãodos pesos, de dois ou mais sub-trens, e distribuindo-se a potência que é aplicada deforma responsiva à taxa dos pesos, ou a distribuição dos pesos. De uma formaalternativa, a potência pode ser movida do grupo de locomotivas motrizes que estáconectado ao sub-trem mais estável, para o grupo de locomotivas motrizes que estáconectado ao sub-trem menos estável, desde que a estabilidade do conjunto anterior nãoseja comprometida.
Em adição, às estratégias de controle previamentemencionadas, é desejável que se controle o movimento do ponto de transição 550 notrem. Na medida em que este ponto se move para frente ou para trás do trem, as forçastransientes localizadas, se encontram presentes na medida em que este ponto a partir deum carro ferroviário ou de um carro ferroviário adjacente. Caso este movimento sejarápido, estas forças podem se tornar excessivas, e causarem algum tipo de dano aocarro ferroviário e / ou ao acoplamento. O esforço de tração para ambos os grupos delocomotivas motrizes podem ser controlados de tal forma que estes pontos nunca semovam de firma mais veloz do que uma velocidade máxima pré-determinada. De umaforma similar, a velocidade de cada grupo de locomotivas motrizes pode ser controladade tal forma que a distância entre o grupo de locomotivas motrizes líder e o grupo delocomotivas motrizes remoto não se altere rapidamente.
Em adição aos algoritmos e as estratégias supra citadas,em uma outra forma preferencial de realização, ao invés de se analisarem um carroferroviário individualmente, e se fazer uma avaliação do estado do trem e das ações decontrole, resultados similares podem ser derivados pelo olhar para as únicas porções dotrem, ou então do trem em sua totalidade.Assim, por exemplo, o método acima descrito da aceleraçãonatural, pode ser restrito ao olhar da rampa media por sobre diversos comprimentos doscarros ferroviários, e o uso dos dados com a soma do arrasto, para que se determineuma aceleração natural para este bloco de carros ferroviários. Esta forma preferencial derealização reduz a complexidade dos cálculos, enquanto que mantendo a intençãoconceituai básica.
Apesar de que diversas técnicas para que se prediga oestado de folga tenham sido aqui descritas, algumas das variáveis que contribuem para apredição se encontram continuamente em fluxo, tais como o coeficiente de arrasto Davis,o banco de dados de erro de rampa de trilho, a fricção do trilho / condução, a força defrenagem do ar, etc. Para se passar por cima dessas variações, uma outra formapreferencial de realização para a presente invenção monitora para o jogo do eixo (isto é,a taxa de mudança da aceleração), para que se detecte uma condição de aproximaçãode folga (a rápida mudança do estado de folga de alongado para agrupado), e umacondição de afastamento de folga (a rápida mudança do estado de folga de agrupadopara alongado). A condição de aproximação e a condição de afastamento ocorremquando uma força de mudança externa abrupta age no grupo de locomotivas motrizeslíder, o que resulta em uma grande taxa de mudança na aceleração com relação aotempo.
Este método reativo de uma das formas preferenciais derealização determina, prediz ou infere uma mudança na condição de folga de um ou maiseixos de aceleração da locomotiva (o que é referido como "jerk", o que é uma derivadada aceleração com o tempo) comparado com um torque que é aplicado ao eixo. A açãode folga é indicada quando o jerk que é medido é inconsistente com o torque que éaplicado devido à aplicação do TE ou BE, isto é, o jerk real excede o jerk esperado, poralgum limite. O sinal da mudança de aceleração (a qual é denotada como uma mudançapositiva ou umA negativa na aceleração como sendo uma função do tempo),é indicativodo tipo do evento de folga, isto é uma condição de aproximação, ou uma condição deafastamento. Caso a condição de folga presente seja conhecida (ou tenha sido prevista),então a nova condição de folga que é causada pela mudança de aceleração pode ser determinada.
O sistema de acordo com uma das formas preferenciais derealização para a presente invenção, monitora a mudança de aceleração e estabelecelimites aceitáveis para cima e para baixo, com base nas características do trem, taiscomo a massa (o que inclui a massa total e a distribuição da massa), o comprimento, ogrupo de locomotivas motrizes, o nível de potência, a rampa do percurso, etc. Os limitesalto e baixo, mudam com o decorrer do tempo, na medida em que as características dotrem e do percurso mudam. Qualquer tempo medido derivado da aceleração (mudançade aceleração) alem desses limites indica uma condição de aproximação ou umacondição de afastamento, e pode ser marcada, ou indicada de acordo, para uso dooperador (ou do sistema de controle automático do trem), para que se controle o trem daforma adequada.
Caso o trem não esteja passando por uma condição deexcesso de velocidade quando uma mudança de aceleração é detectada, em uma dasformas preferenciais de realização para a presente invenção o trem é controlado paraque mantenha a potência presente, ou a saída para o esforço de tração por algumperíodo de tempo, ou uma distância de viagem, para que permita que o trem seestabilize sem perturbações adicionais. Uma outra opção operacional é a de se limitar àtaxa de aplicação da potência adicionada, para uma taxa de aplicação de potênciaplanejada. Por exemplo, se um sistema de controle conselheiro está controlando alocomotiva e executando um plano estabelecido de velocidade e de potência, o sistemacontinua a seguir o plano de potência, mas é impedido de compensar de forma rápida amanter a velocidade que foi planejada, durante esse intervalo de tempo. A intenção é,portanto a de se manter o macro controle do plano, sem que se excite o sistemadesnecessariamente. No entanto, caso uma condição de excesso de velocidade venha aocorrer em qualquer momento, esta terá a precedência sobre a estratégia de se limitar àpotência, para que se limitem os efeitos da condição de aproximação e da condição deafastamento.
A figura 13 ilustra uma das formas preferenciais derealização para a presente invenção, para que se determine uma condição deaproximação. Elementos funcionais semelhantes são empregados para que se determineuma condição de afastamento. A informação sobre a velocidade do trem é entrada emuma calculadora de mudança de aceleração 570, para que se determine a taxa demudança de aceleração que se está experimentando naquele dado momento, peloveículo, em qualquer segmento do trem.
O movimento do trem e os parâmetros de característicassão entrados em um estimador de mudança de aceleração 574, para que se produza umvalor o qual seja representativo de uma condição de mudança de aceleração que ésimilar à mudança de aceleração que está sendo calculada por 570. Uma somadora 576combina o valor a partir do estimador de mudança de aceleração 574 com um valortolerável para erro. Os erros toleráveis dependem dos parâmetros do trem, e daconfiança das estimativas da mudança de aceleração naquele momento. O elemento578 calcula a diferença entre a mudança de aceleração máxima esperada e a mudançade aceleração que realmente se está sofrendo, da forma como foi calculada por meio dacalculadora de mudança de aceleração 570. A saída para este elemento representa adiferente / erro entre a mudança de aceleração máxima esperada e a real.Um comparador 580 compara esta diferença com o limitemáximo tolerado para o erro da mudança de aceleração. O limite máximo permitidotambém pode depender dos parâmetros do trem, isto é, se a diferença na mudança deaceleração for maior do que o limite máximo tolerado, uma condição de aproximação éentão declarada. O comparador 580 também pode incluir uma função de persistência detempo. Neste caso, a condição tem uma persistência por um período de tempo pre-determinado (por exemplo, 0,5 segundos), para que se determine a entrada em uma dascondições. Ao invés da taxa da mudança de aceleração ser comparada, a verdadeiraaceleração pode ser usada para a comparação, da mesma forma. Um outro métodoainda inclui um detector de comparação, como um acelerômetro, ou um medidor deresistência no acoplador, ou ainda uma plataforma com o valor que é esperado sendocalculado de alguma forma similar. Uma função similar é usada para o detector dacondição de afastamento.
Em um trem o qual inclui diversas locomotivas (lideres eposteriores), em um grupo de locomotivas motrizes líder, a informação a partir daslocomotivas posteriores pode ser usada de forma vantajosa para que se determinem oseventos de folga. Monitorando-se a mudança de aceleração do eixo (da forma como foidescrita acima), à locomotiva posterior, no grupo de locomotivas motrizes, permite adetecção dos eventos de folga, onde as forças de acoplamento são maiores, e destaforma, a ação para a condição de folga é mais facilmente detectável.
Além do mais, sabendo-se o esforço de tração total dogrupo de locomotivas motrizes, ou o esforço de frenagem, melhora a precisão de todosos cálculos de forças, estimativas de parâmetros, etc., nas equações e na metodologiaque é definida a partir daqui. A ação de folga dentro do grupo de locomotivas motrizespode ser detectado por meio da determinação, predição ou inferição das diferentes naaceleração entre as locomotivas do grupo de locomotivas motrizes. Os múltiplos eixos,em um trem de múltiplos grupos de locomotivas motrizes (um trem de potênciadistribuída) também propiciam pontos adicionais de medição da mudança de aceleraçãodo eixo, a partir do qual a condição de folga pode ser determinada.
A figura 13 ilustra um detector de condição de folga, ouentão um detector de condição de aproximação e de condição de afastamento 600, oqual recebe diversas parâmetros de características de operações de trens (isto é,estática), a partir dos quais a condição de folga (o que inclui uma condição deaproximação ou uma condição de afastamento) é determinada. Diversas formaspreferenciais de realização para a presente invenção, descritas empregam diferentesalgoritmos, processos e parâmetros de entrada, para que se determine uma condição defolga, da forma como é aqui descrita.
Em um trem o qual possui diversos grupos de locomotivasmotrizes (tais como em um trem de potência distribuída), a informação de condição defolga pode ser determinada, predita ou inferida, a partir da diferente entre a velocidadede quaisquer dois grupos de locomotivas motrizes, por sobre o tempo. A condição defolga entre dois grupos de locomotivas motrizes pode ser determinada, predita ou inferidaa partir da equação:
<formula>formula see original document page 40</formula>
As mudanças nessa distância (o que resulta das mudançasnas velocidades relativas do grupo de locomotivas motrizes) indicam mudanças nacondição de folga, caso a diferença de velocidade seja substancialmente igual à zero,então a condição de folga permanece inalterada. Caso as características de acoplamentonão sejam conhecidas a priori, elas podem ser determinadas, preditas ou inferidas,tendo-se como base no estado estável do esforço de tração e na distância que existeentre os grupos de locomotivas motrizes.
Caso a distância entre dois grupos de locomotivas motrizesesteja se incrementando, o trem se move em direção à condição de alongamento. Porconvenção, se a distância estiver diminuído, o trem está se movendo em direção àcondição agrupada. O conhecimento desta condição de folga, antes de se calcular ovalor da equação 20, indica uma mudança na condição de folga.
Para um trem com diversos grupos de locomotivas motrizes,a condição de folga pode ser determinada, predita ou inferida para os segmentos do trem(os quais são referidos como sendo sub-trens, e incluem os carros ferroviáriosposteriores, ao final do trem), os quais são guiados por um grupo de locomotivasmotrizes, uma vez que são de conhecimento que diferentes seções do trem podem sofrerdiferentes condições de folga.
Para um trem que tem um dispositivo de final de trem, avelocidade relativa ao dispositivo de final do trem e a locomotiva (ou entre o dispositivode final do trem e qualquer um dos grupos de locomotivas motrizes remoto), determinamà distância que existe entre estes, de acordo com a equação:
<formula>formula see original document page 40</formula>
As mudanças na distância indicam mudanças na condiçãode folga.
Em uma outra forma preferencial de realização para apresente invenção a rampa a qual o trem se encontra em travessia, pode serdeterminada para que se indique uma condição de folga para o trem. Além do mais, aaceleração atual, o arrasto e outras forças externas as quais afetam a condição de folga,podem ser convertidas em um parâmetro de rampa equivalente, e a condição de folgapode ser determinada a partir deste parâmetro. Por exemplo, enquanto que o trem seencontra atravessando um trilho tangente plano, uma força de resistência que é devidaao arrasto, é presente. Esta força de arrasto pode ser considerada como sendo umaforça efetiva de rampa, sem uma força de arrasto. É desejável que se combinem todasas forças externas que são devidas a cada carro ferroviário (por exemplo, a rampa, oarrasto e a aceleração, etc.) (isto é, exceto as forças que são devidas à configuração dotrilho, onde que tais forças devido à configuração dos trilhos são devidas à rampa dopercurso, perfil do percurso, curvas do percurso, e etc.), de tal forma que resultem emuma única força de "rampa efetiva" (ou rampa equivalente). Fazendo-se a soma darampa efetiva e das rampas reais, determina-se o efeito no estado do trem. Integrando-se a rampa equivalente a partir da parte posterior do trem, para a anterior, como umafunção da distância, permite que se determine onde a condição de folga se desenvolverápor meio da observação de qualquer ponto que se aproxime, ou cruze o zero. Essaavaliação qualitativa das forças relacionadas à condição de folga pode ser base osuficiente para que se indiquem quando uma condição de folga se fará presente. Arampa equivalente também pode ser modificada para que leve em consideração outrasirregularidades, tais como o peso não uniforme do composição ferroviária.
Uma vez que uma condição de folga é conhecida, estimada,ou ao menos conhecida dentro de certos limites (o que tanto pode ser o estado discretocomo o que é representado por meio da figura de número 1, ou a condição de folga queé apresentada à figura 2, por meio da curva 318), de acordo com as diversas técnicasque são descritas neste presente trabalho, um valor numérico que é uma indicaçãoquantitativa, ou uma faixa de valores que representam à condição de folga, sãoinformados ao operador (o que inclui um sistema automático para o controle de trens),para que se gerem comandos que controlam a velocidade do trem, que apliquem oesforço de tração ou o esforço de frenagem, para cada uma das locomotivas quecompõem o grupo de locomotivas motrizes, para que se garanta que forças excessivasde acoplagem não serão geradas. Refira-se à figura de número 7, na qual um bloco 419indica que o operador é comunicado sobre a condição de folga, para que opere (daforma como é indicada por meio das linhas tracejadas), a controladora do esforço detração ou a controladora do esforço de frenagem é a responsável por isso. Qualquer umadas diversas exibições formatas para saídas de exibição em vídeo que aqui sãodescritas, podem ser usadas para que apresentem tal informação. Em um trem o qual éoperado por meio de um sistema de controle automático, o bloco 415 representa essereferido sistema de controle automático.
Em adição ao controle TE e BE, as taxas globais para asmudanças nos esforços de tração e nos esforços de tração, os tempos de contato paraas posições da endentação para os esforços de tração e a aplicações dos esforços defrenagem, também podem ser controlados por meio da condição de folga. Os limitespara estes parâmetros podem ser exibidos para o operador, como uma sugestão de épráticas de condução, dada a corrente situação da condição de folga no trem. Assim, porexemplo, caso o operador tenha recentemente mudado a endentação, o sistema podeapresentar a mensagem de recomendação "Manter Endentação" por χ segundos, emresposta à situação da condição de folga para aquele dado momento. O período detempo que é especificado corresponde ao tempo recomendado de contato, tendo-secomo base a situação para o dado momento da condição de folga. De uma forma similar,o sistema pode exibir os limites recomendados para a aceleração, para a condiçãodaquele dado momento, do trem, e notificar o operador quando esses limites sãoexcedidos.
O operador ou o sistema automático para o controle dotrem, também podem controlar o trem para que se atinja a condição de folga que édesejada (como uma função das condições dos trilhos e da localização) por meio doaprendizado dos comportamentos passados do operador. Assim, por exemplo, alocomotiva pode ser controlada por meio da aplicação dos corretos esforços de tração e /ou esforços de frenagem, é que se mantenha o trem em uma condição alongada ouagrupada, em uma dada localização no trilho, na qual certa condição de folga édesejável. Normalmente, as aplicações de frenagem dinâmica entre todas as locomotivasno trem, ou a frenagem dinâmica independente entre algumas das locomotivas, podelevar a atingir a condição de folga para certas localizações. Estas localizações podemestar definidas em um banco de dados.
Em ainda uma outra forma preferencial de realização para apresente invenção, as operadores anteriores de um trem por sobre um segmento de umarede de trilhos, pode vir a ser usada para que se determinem as dificuldade de manuseiodo trem que são encontradas durante a viagem. A informação que é resultante desteprocedimento é armazenada em um banco de dados, para o uso posterior pelos trensque atravessam o mesmo segmento, o que permite com o que esses trens posteriorespossam controlar a aplicação de TE e BE, para que se evite as dificuldades de manuseiodo trem.
O sistema automático para o controle do trem pode permitirao operador que entre a condição de folga que é desejada, ou as características daacoplagem (por exemplo, a rigidez dos acopladores) e gerar um plano de viagem, paraque se atenda a condição de folga que é desejada. As ações manuais do operadortambém podem obedecer à condição de folga que é desejada, por meio de qualquer umadas técnicas supra mencionadas.
Os dados de entrada para o uso na folga do acoplador e nomanuseio do trem, algoritmos e equações que são descritas acima (as quais podem serexecutadas tanto no trem, quanto no centro de despacho), podem ser obtidas por meiode uma transferência manual de dados, a partir dos equipamentos que não se encontrama bordo, tais como os centros de despacho local, o regional ou o global, para o trem,para a sua implementação a bordo. Caso os algoritmos sejam executados em umequipamento de longo de via, é necessário que os dados para lá sejam transferidos, pormeio dos trens que passam ou por meio do centro de despacho.
A transferência de dados também ser executada de formaautomática, por meio do uso de computadores a bordo, não a bordo, ou de longo de via,bem como de equipamentos para a transferência de dados. Qualquer combinação detransferência manual de dados e de transferência automática de dados, por meio do usode computadores na rede ferroviária, pode ser acomodada de acordo com as técnicasdas formas preferenciais de realização para a presente invenção.
Os algoritmos e as técnicas que aqui são descritos para quese determine a condição de folga, podem ser fornecidos como entradas para umalgoritmo de otimização de viagem, para que se prepare um plano de viagem otimizado,o qual considera as condições de folga e minimize as forças dentro do trem. Os algoritmopodem ser usados para o pós processamento de um plano (independentemente desteser otimizado), ou então, pode ser executado em tempo real.
As várias formas preferenciais de realização para a presenteinvenção empregam diferentes dispositivos para que se determinem, ou se meçam ascaracterísticas do trem (por exemplo, os parâmetros relativamente constantes dacomposição do trem, tais como a massa, a distribuição da massa, o comprimento, etc.) eos parâmetros de movimentos do trem (por exemplo, a velocidade e a aceleração), apartir dos quais, a condição de folga possa vir a ser determinada da forma como foidescrita. Tais dispositivos podem incluir, por exemplo, um ou mais dentre os seguintesitens: os sensores (por exemplo, para que se determinem às forças, a distância deseparação, o perfil do percurso e do trilho, a localização, a velocidade, a aceleração, TEe BE), os dados entradas de forma manual (por exemplo, dados com relação ao peso, daforma como são entradas manualmente pelo operador) e as informações preditas.
Apesar de que certas técnicas e equações matemáticas queaqui são apresentadas, para que se determine, prediga ou infira os parâmetros que sãorelacionados à condição de folga do trem e dos segmentos do trem, e para que sedetermine, prediga ou infira as condições de folga, a partir daí, as formas preferenciaisde realização que são apresentadas pelo presente trabalho, não devem limitar astécnicas e equações aqui apresentadas, mas ao invés, abranger outras técnicas eequações que são de pleno conhecimento por todos aqueles indivíduos que tenhamfluência na arte.
Todos aqueles indivíduos que tenham fluência na arte sãocapazes de perceber que simplificações e reduções podem ser possíveis, ao representaros parâmetros de um trem, tais como a rampa, o arrasto, etc. e de implementar asequações que aqui são apresentadas. Desta forma, as formas preferenciais derealização para a presente invenção, não se encontram limitadas pelas técnicas queforam apresentadas no presente trabalho, mas também abrangem simplificações ereduções para os parâmetros de dados e as equações.
As formas preferenciais de realização para a presenteinvenção contemplam diversas opções para residência do processador de cálculos paraa informação sobre a condição de folga, o que inclui o algoritmo de processamento quese encontra a bordo da locomotiva do trem, incluído no equipamento de longo de via, nãoa bordo (que se encontra em um modelo de centro de despacho), ou em uma outralocalização da rede ferroviária. As execuções podem ser pré agendadas, processadasem tempo real, ou orientadas por meio de um evento designado, tal como uma mudançanos parâmetros de operação do trem ou na locomotiva, isto é, os parâmetros deoperação que se encontram relacionados tanto ao trem de interesse, quanto aos outrostrens que podem vir a ser interceptados pelo trem de interesse.
Os métodos e dispositivos das formas preferenciais derealização para a presente invenção propiciam informação sobre as condições deacoplagem, para o uso no controle do trem. Uma vez que as técnicas das formaspreferenciais de realização para a presente invenção são escaláveis, estas podemfornecer um beneficio imediato às redes ferroviárias, mesmo que se não implementadasde forma integral ao longo de toda a rede ferroviária. Compensações locais tambémpodem vir a ser consideradas, sem que haja a necessidade de se antever a redeferroviária como um todo.
Estas descrições aqui apresentadas por escrito usamexemplos para que se apresentem as diversas formas preferenciais de realização para apresente invenção, o que inclui o melhor modo, e também permite com que todosaqueles indivíduos que tenham fluência na arte possam fazer uso da presente invenção.
O escopo sujeito de patente da presente invenção é definidopelas reivindicações, e podem incluir outros exemplos os quais que ocorrem para todosaqueles indivíduos que tenham fluência na arte. Tais outros exemplos devem serentendidos como dentro do escopo das reivindicações, se possuírem elementosestruturais que não diferem da linguagem literal das reivindicações, ou se incluemelementos de equivalência estrutural com diferenças não substanciais das linguagensliterais como são apresentadas por meio das reivindicações.
Claims (216)
1. Um dispositivo para operar um sistema ferroviário, osistema ferroviário que inclui um veículo líder do grupo de locomotivas motrizes e umveículo não líder do grupo de locomotivas motrizes e vagões, o dispositivos incluindo:um primeiro elemento que determina uma condição de folga de partes de um sistemaferroviário, no qual as partes são delineadas por meio de nós; eum elemento de controle configurado para controlar uma aplicação de força de traçãoou de frenagem do veículo líder do grupo de locomotivas motrizes ou do veículo nãolíder do grupo de locomotivas motrizes.
2. O dispositivo de acordo com a reivindicação 1, no qual oelemento de controle está configurado para controlar automaticamente ao menos um dossistemas ferroviários, o veículo líder do grupo de locomotivas motrizes e do veículo nãolíder do grupo de locomotivas motrizes.
3. O dispositivo de acordo coma reivíndicaçãol, no qual oelemento de controle está configurado para fornecer informações indicativas sobre ocontrole do trem para ao menos um dos sistemas ferroviários, isto é: o veículo líder dogrupo de locomotivas motrizes e do veículo não líder do grupo de locomotivas motrizes.
4. O dispositivo de acordo coma reivindicação 1, no qual umprimeiro sub-trem está delineado pelo veículo líder do grupo de locomotivas motrizes eum nó e um segundo sub-trem está delineado por tal nó, no qual um primeiro elementodetermina a mais estável das condições das folgas do primeiro e do segundo sub-trem, eno qual a força de tração ou de frenagem está deslocado do elemento de controleassociado ao sub-trem com a condição de folga mais estável.
5. O dispositivo de acordo coma reivindicação 1, no qual oprimeiro sub-trem está delineado pelo veículo líder do grupo de locomotivas motrizes eum nó e um segundo sub-trem é delineado por tal nó e outro nó, e no qual o força detração ou de frenagem do sistema ferroviário pode ser deslocado do elemento decontrole é responsivo à condição de folga do primeiro e do segundo sub-trem.
6. O dispositivo de acordo coma reivindicação 4 no qual oforça de tração ou de frenagem deslocado do elemento de controle é ulteriormenteresponsivo à relação entre as características do primeiro e do segundo sub-trem.
7. O dispositivo de acordo coma reivindicação J16 no qualas características incluem um peso ou uma distribuição de peso do primeiro e dosegundo sub-trem.
8. Um dispositivo para controlar um sistema ferroviário, oqual inclui:- um primeiro elemento para controlar uma condição de folga do sistema ferroviário oude partes do mesmo; eum segundo elemento para controlar a aplicação de força de tração ou de força defreio no sistema ferroviário responsivo à condição de folga.
9. O dispositivo de acordo com a reivindicação 8 no qual osistema ferroviário inclui uma rede de trilhos e um veículo ferroviário percorrendo a redeferroviária, o veiculo ferroviário exibindo a condição de folga, e no qual um segundoelemento controla a aplicação da força de tração ou de freio para manter a folga correnteou para modificar a condição de folga do veiculo ferroviário ou parte do mesmo.
10. O dispositivo de acordo coma reivindicação 9 no qual oveículo ferroviário inclui uma locomotiva e vagões, e além de que o primeiro elementodetermina qual a condição de folga é alterada no veículo ferroviário,
11. 0 dispositivo de acordo coma reivindicação 10 no qual osegundo elemento controla a aplicação da força de tração ou de frenagem responsiva àlocalização da alteração da condição de folga, uma massa para o veiculo ferroviário, umadistribuição da massa do veículo ferroviário, a localização da condição de folga mudaconforme a distribuição da massa do veículo ferroviário, a massa do veículo ferroviárioentre a localização da mudança da condição de folga e a locomotiva e a força produzidapela mudança da condição de folga.
12. O dispositivo de acordo coma reivindicação 8 no qual osegundo elemento controla a aplicação da força de tração ou de frenagem conforme aresposta à condição de folga ou ao intervalo de tempo de resposta na condição de folga.
13. O dispositivo de acordo coma reivindicação 8 no qual osegundo elemento controla a velocidade no sistema ferroviário que responde sobre acondição de folga.
14. O dispositivo de acordo coma reivindicação 8, no qual osegundo elemento controla a aplicação da força de tração ou de frenagem conforme auma taxa que responde à condição de folga e ulteriores respostas para a força inicialpara limitar forças exercidas sobre engates do sistema ferroviário quando são aplicadasas forças de tração ou de frenagem.
15. O dispositivo de acordo coma reivindicação 14 no qual aforça limite é alterada de acordo com a presença de fatores sensíveis.
16. O dispositivo de acordo coma reivindicação 8 no qual osistema ferroviário inclui diversas locomotivas separadas, e no qual o primeiro elementodetermina em definitivo a mudança da condição de folga relativa às diversas locomotivasseparadas, e no qual o segundo elemento controla a aplicação da força de tração ou defrenagem para cada uma das diversas locomotivas que respondem qual a magnitude daforça exercida sobre cada locomotiva cuja condição de folga é alterada.
17. O dispositivo de acordo coma reivindicação 8 no qual osistema ferroviário inclui um veículo ferroviário, alem de que o veículo ferroviário incluiuma locomotiva líder e uma ou mais locomotivas remotas, e no qual partes do sistemaferroviário são ligadas pela locomotiva líder e por uma ou mais locomotivas remotas.
18. O dispositivo de acordo coma reivindicação 8 no qual osistema ferroviário inclui a rede ferroviária e um veículo ferroviário percorrendo a redeferroviária apresentado na condição de folga, no qual se aplica uma e certa intensidadede aceleração e desaceleração ao veículo, como é controlada pelo segundo elemento,que responde pela condição de folga.
19. O dispositivo de acordo com a reivindicação 8 no qual acondição de folga inclui ulteriormente uma faixa de incerteza, e no qual o segundoelemento aplica força de tração e de frenagem responsivo à condição de folga e a faixade incerteza.
20. O dispositivo de acordo com a reivindicação 19 no qualo primeiro elemento determina uma condição de folga presumida em resposta aosparâmetros de movimento medidos, e no qual a faixa de incerteza é responsivo à relaçãoentre o parâmetro assumido do movimento e o parâmetro atual do movimento.
21. O dispositivo de acordo com a reivindicação 8 no qual oprimeiro elemento é ulteriormente responsivo às características dos engates queconectam os vagões e as locomotivas do sistema ferroviário, e onde a aplicação da forçade tração ou de frenagem do segundo elemento é em resposta a um ou mais dos limitesde forças para a acoplagem, uma faixa morta de acoplagem, ou uma constante de molade acoplagem.
22. O dispositivo de acordo coma reivindicação 8 no qual acondição de folga inclui a condição de folga agrupada, esticada ou intermediada, cadauma das condições tendo um limite associado, o qual define a condição.
23. O dispositivo de acordo coma reivindicação 8 no qual acondição de folga inclui diversos estados de folgas discretas, tendo cada estado umlimite associado, o qual define para cada um a condição dos diversos estados discretosde folga.
24. O dispositivo de acordo coma reivindicação 8 no qual acondição de folga inclui uma contínua condição de folgas entre a condições agrupadas ealongadas.
25. O dispositivo de acordo coma reivindicação 8 no qual acondição de folga inclui a condição de folga atual prevista ou a condição de folga futuraprevista.
26. O dispositivo de acordo coma reivindicação 8 no qual osegundo elemento inclui um operador humano para o sistema ferroviário.
27. O dispositivo de acordo coma reivindicação 8 no qual osegundo elemento inclui um sistema de controle de trens automático.
28. O dispositivo de acordo coma reivindicação 8 no qualum operador opera o sistema ferroviário, o dispositivo inclui o sistema conselheiro decontrole que indica sugestões para as ações de controle como respostas à condição defolga, as ações aconselhadas de controle adicionalmente compreendendo a aplicação deforça de tração ou a aplicação de força de frenagem, e no qual o operador determina sedeve implementar a ação de controle que foi sugerida por meio de operações manuaisdo segundo elemento.
29. O dispositivo de acordo coma reivindicação 8 no qualum operador opera manualmente o segundo elemento responsivo à condição de folga, osegundo elemento controla a aplicação da força de tração ou de força de frenagemresponsiva à operação manual do operador.
30. O dispositivo de acordo coma reivindicação 8 incluitambém um terceiro elemento para permitir ao operador de sobrepor uma determinadacondição de folga, o segundo elemento em resposta a isso.
31. O dispositivo de acordo coma reivindicação 8 o primeiroelemento que determina ou prevê a condição de folga responsiva a um dos pesos dotrem distribuídos ou mais, um perfil de tração, uma rampa do percurso, condiçõesambientais, atrito do trilho, velocidade e direção do vento, força de tração e de frenagemaplicado, pressão no duto de freio, histórico do esforço de tração e da frenagem,velocidade do sistema ferroviário,aceleração do sistema ferroviário, aplicação de areianos trilhos, isolação das locomotivas do sistema ferroviário e aplicação de lubrificaçãodas bordas.
32. O dispositivo de acordo coma reivindicação 8 no qual oprimeiro elemento determina a condição de folga para η sub-trens dentro do sistemaferroviário.
33. O dispositivo de acordo coma reivindicação 8 no qual acondição de folga inclui uma alteração na condição de folga ou condição de folgatransiente, adicionalmente compreendendo uma ou mais, entre diversas mudançasseveras na condição de folga, uma localização no sistema ferroviário para a mudança dacondição de folga, e uma severidade para a condição de folga.
34. O dispositivo de acordo coma reivindicação 33 incluitambém um visor para o fornecimento de informações relativas à condição de folga.
35. O dispositivo de acordo coma reivindicação 33 no qual osegundo elemento controla a aplicação da força de tração ou de frenagem, responsivo aum ou mais das alterações severas da condição de folga, a localização da alteração dacondição de folga e a severidade da condição de folga transiente.
36. O dispositivo de acordo coma reivindicação 8 no qual osistema ferroviário inclui uma locomotiva e vagões, e no qual a condição de folga incluiuma severidade da alterações na condição de folga, e no qual essa severidade é umaresposta à distância da alteração na condição de folga a partir da locomotiva ou éresponsivo à tonelagem entre a locomotiva e o local da alteração na condição de folga.
37. O dispositivo de acordo coma reivindicação 8 no qual osistema ferroviário inclui uma locomotiva e vagões, e no qual a condição de folga incluiuma taxa de alterações no local da condição de folga relativa à localização dalocomotiva.
38. O dispositivo de acordo coma reivindicação 8 no qual osistema ferroviário inclui uma locomotiva e vagões, e no qual a condição de folga inclui acondição de peso dos vagões que sofrem a alteração na condição de folga, ou incluiuma taxa na qual o peso dos vagões passam por uma alteração na condição de folga.
39. O dispositivo de acordo coma reivindicação 8 inclui,também, um terceiro elemento para a resposta prevista da condição de folga para aaplicação da força de tração ou de frenagem através do segundo elemento.
40. O dispositivo de acordo coma reivindicação 8 no qual osegundo elemento controla a aplicação da força de tração ou de frenagem na taxaresponsiva à condição de folga e às alterações na condição de folga.
41. O dispositivo de acordo coma reivindicação 8 no qual osegundo elemento controla a aplicação da força de tração responsiva à aceleração limiteou de força de frenagem responsiva à desaceleração limite, a aceleração limite edesaceleração limite e a desaceleração limite responsiva à condição de folga.
42. O dispositivo de acordo coma reivindicação do segundoelemento para manter a aplicação da força de tração ou a aplicação da força defrenagem pelo tempo pré-determinado responsivo à condição de folga.
43. O dispositivo de acordo coma reivindicação 8 no qual osegundo elemento controla a aplicação da força de tração ou de frenagem de acordocom o transiente atual para uma condição de folga transiente como determinado peloprimeiro elemento, o segundo elemento aplica a força de tração ou de frenagem paralimitar os efeitos da condição de folga transiente atual no sistema ferroviário.
44. O dispositivo de acordo coma reivindicação 43 no qual osegundo elemento mantém aplicada a força de tração e de frenagem atual no primeirointervalo de tempo determinado, e aplica uma força de tração ou de frenagem diferenteapós o primeiro intervalo de tempo determinado.
45. O dispositivo de acordo coma reivindicação 8 no qual oprimeiro elemento determina também a localização ou a seriedade do impedimento damudança da condição de folga.
46. O dispositivo de acordo coma reivindicação 45 no qual osistema ferroviário inclui um trem ferroviário inclui também diversos vagões e o localinclui um número de vagões ou de tonelagem entre o local de impedimento da condiçãode folga e outro local no trem ferroviário.
47. O dispositivo de acordo coma reivindicação 8 no qual osegundo elemento inclui um sistema de controle automático e um operador do sistemaferroviário pode controlar o segundo elemento para sobrepor aplicações de força detração ou de frenagem responsiva à condição de folga determinada através do primeiroelemento.
48. O dispositivo de acordo coma reivindicação 8 no qualum operador do sistema ferroviário pode modificar fatores utilizados pelo primeiroelemento para o uso em determinadas condições de folga.
49. O dispositivo de acordo coma reivindicação 8 no qual osegundo elemento controla a aplicação da força de tração ou de frenagem para alcançara condição de folga desejada como determinado pelo primeiro elemento.
50. O dispositivo de acordo coma reivindicação 8 no qual acondição de folga inclui uma condição de aproximação e uma condição de afastamento.
51. O dispositivo de acordo coma reivindicação 8 no qualum operador do sistema ferroviário pode sobrepor a aplicação do força de tração ou defrenagem através do segundo elemento.
52. O dispositivo de acordo coma reivindicação 8 no qualum operador do sistema ferroviário pode aplicar esforço de tração ou de frenagemindependente da condição de folga, como determinado pelo primeiro elemento.
53. O dispositivo de acordo coma reivindicação 8 no qual oprimeiro elemento determina a condição de folga responsivo aos parâmetroscaracterísticos medidos do sistema ferroviário e os parâmetros de movimento.
54. O dispositivo de acordo coma reivindicação 8 no qual oprimeiro elemento determina a condição de folga responsiva aos parâmetros previstos decaracterísticas e movimentos do sistema.
55. O dispositivo de acordo coma reivindicação 8 no qual ooperador do sistema ferroviário pode sobrepor ou suplementar os parâmetroscaracterísticos anteriormente fornecidos ao primeiro elemento.
56. Um dispositivo para determinar a condição de folga deum vagão do sistema ferroviário, o vagão percorre um segmento do trilho, o dispositivoinclui:- um primeiro elemento que identifica as aplicações previstas da força de tração e defrenagem para o vagão enquanto percorre um segmento do trilho;- a segundo elemento para determinar a condição de folga em um ou mais locais nosegmento do trilho antes que o veículo ferroviário percorra o segmento do trilhoresponsivo às aplicações previstas de força de tração e de frenagem; e- a terceiro elemento para re-determinar a condição de folga em um ou mais locaisresponsivos a desvios a partir de aplicações previstas de força de tração e de frenagem.
57. O dispositivo de acordo coma reivindicação 56 incluitambém um elemento regular para determinar desvios de trajetos com velocidadeplanejada e para o controle de vagões para minimizar os desvios.
58. O dispositivo de acordo coma reivindicação 57 no qual oelemento regulador controla o vagão para diminuir o desvio responsiva às determinadascondições de folga.
59. O dispositivo de acordo coma reivindicação 8 no qual osistema ferroviário inclui um vagão, e no qual o primeiro elemento prediz condição defolga em uma localização à frente da posição atual do veículo, a condição de folgaprevista responsiva a uma ou mais condições de folga atuais, características do sistemaferroviário, o perfil dos trilhos, as características dos acopladores, dos vagões eaplicações planejadas da força de tração ou de frenagem para a localização à frente.
60. O dispositivo de acordo coma reivindicação 8 no qual osistema ferroviário inclui uma ou mais locomotivas e diversos vagões, e no qual oprimeiro elemento determina a condição de folga responsiva à distância entre duaslocomotivas, entre uma locomotiva e um vagão ou entre dois vagões.
61. O dispositivo de acordo coma reivindicação 60 no qual adistância é determinada como responsiva à situação de cada uma das duas locomotivas,de cada locomotiva e de diversos vagões ou de dois dos diversos vagões, e no qual asituação é determinada de acordo com o sistema de posicionamento global ou de acordocom em um elemento com base na localização dentro do percurso.
62. O dispositivo de acordo coma reivindicação 60 no qual adistância q existe entre duas locomotivas, entre a locomotiva e o vagão ou entre duaslocomotivas, entre a locomotiva e os diversos vagões ou entre dois dos diversos vagõespara determinar a alteração da condição de folga.
63. O dispositivo de acordo coma reivindicação 60 no qualas características dos acopladores são determináveis a partir da distância e da força detração.
64. O dispositivo de reivindicação 60 no qual o primeiroelemento determina uma alteração da distancia entre duas locomotivas, entre umalocomotiva e o vagão e a condição de aproximação e a condição de afastamento.
65. O dispositivo de acordo com a reivindicação 8, no qual osistema ferroviário inclui mais locomotivas, diversos vagões e o dispositivo ao final dotrem, e no qual o primeiro elemento determina a condição de folga responsiva à distânciaentre uma locomotiva e o dispositivo ao final do trem ou entre um dos diversos vagões eo dispositivo ao final do trem.
66. O dispositivo de reivindicação 65 no qual a distância édeterminada como uma resposta ao local da locomotiva e ao dispositivo de fim de trem,ou ao local de um dos diversos vagões e dispositivos de fim de trem, e no qual alocalização é determinada de acordo com o sistema de posicionamento global ou deacordo com o elemento de determinação com base no percurso.
67. O dispositivo de acordo coma reivindicação 66 no qual adistância atual entre a locomotiva e o dispositivo ao final do trem ou entre um dosdiversos vagões e o dispositivo ao final do trem é comparado com a distância anteriorentre a locomotiva e o dispositivo ao final do trem ou entre um dos diversos vagões e odispositivo ao final do trem para determinar a alteração na condição de folga.
68. O dispositivo de acordo coma reivindicação 8 no qual osistema ferroviário inclui uma locomotiva, diversos vagões e o dispositivo ao final dotrem, e no qual o primeiro elemento determina a condição de folga responsiva àdiferença entre a velocidade da locomotiva e a velocidade do dispositivo ao final do tremou responsivo à diferença entre a aceleração da locomotiva e a aceleração dodispositivo ao final do trem.
69. O dispositivo de acordo coma reivindicação 8 no qual osistema ferroviário inclui uma locomotiva e diversos vagões, e no qual o primeiroelemento determina a condição de folga responsiva à diferença entre a velocidade dalocomotiva e a velocidade de um dos vagões ou responsiva à diferença entre aaceleração da locomotiva e a aceleração de um dos vagões.
70. O dispositivo de acordo coma reivindicação 8 no qual osegundo elemento controla a aplicação de força de tração e de frenagem para alcançar acondição desejável de folga uma condição de folga desejável em uma localização àfrente, e em resposta à condição de folga determinada através do primeiro elemento.
71. O dispositivo de acordo coma reivindicação 70 no qual acondição desejada de folga é fornecida a partir de um banco de dados, ou por umoperador do sistema ferroviário.
72. O dispositivo de acordo coma reivindicação 8 no qual oprimeiro elemento determina a condição de folga atual responsiva ao perfil do percursoreal, à força de tração e de frenagem e à velocidade atual.
73. O dispositivo de acordo coma reivindicação 8 no qual osistema ferroviário inclui também uma ou mais locomotivas e vagões conectados pormeio de um engate acoplado em uma ou mais locomotivas ou vagões, no qual o primeiroelemento determina um sinal da soma de forças exercidas sobre um dos acopladorespara determinar a condição de folga sobre um dos acopladores.
74. O dispositivo de acordo coma reivindicação 8 no qual osistema ferroviário inclui também uma ou mais locomotivas e vagões conectados porengates acoplados a uma ou mais locomotivas e vagões, no qual o primeiro elementodetermina a magnitude e a direção da soma das forças exercidas sobre um ou maisengates para determinar a condição de folga de um ou mais engates.
75. O dispositivo de acordo coma reivindicação 74 no qualas forças no primeiro vagão incluem uma força direcionada para frente exercida pelosegundo vagão acoplado uma extremidade dirigida à frente do primeiro vagão, uma forçaexercida dirigida reversamente por um terceiro vagão acoplado à extremidade reversa doprimeiro vagão e uma direção reversa e uma força de resistência.
76. O dispositivo de acordo coma reivindicação 8 no qual osistema ferroviário inclui ulteriormente uma ou mais locomotivas e vagões conectadospor engates acoplados tem uma ou mais locomotivas e vagões, no qual o primeiroelemento determina a alteração da magnitude da força ou a direção da força exercidasobre o acoplador para determinar a condição de folga da condição de aproximação e dacondição de afastamento.
77. O dispositivo de acordo coma reivindicação 8 no qual osistema ferroviário inclui ulteriormente uma ou mais locomotivas e vagões cada umconectada por um engate acoplado em uma ou mais locomotivas e vagões, no qual oprimeiro elemento determina a alteração em uma força exercida em engates separadospara determinar a dureza do evento de folga entre os dois acopladores separados.
78. O dispositivo de reivindicação 77 no qual o primeiroelemento determina ao menos uma taxa de alteração da forçado acoplador e a direçãoda alteração da força do acoplador para determinar a condição de folga.
79. O dispositivo de acordo coma reivindicação 8 no qual osistema ferroviário inclui ulteriormente uma ou mais locomotivas e vagões conectadospor engates, acoplados em uma ou mais locomotivas e vagões, no qual o primeiroelemento determina a alteração uma mudança das forças exercidos nos acopladorespara determinar a alteração impeça a modificação na condição de folga.
80. O dispositivo de acordo coma reivindicação 8 no qual osistema ferroviário inclui ulteriormente uma ou mais locomotivas e vagões conectadospor um engate acoplado a uma ou mais locomotivas e vagões, e no qual o primeiroelemento determina a força exercido sobre um ou mais engates e o local da alteração emcondição de folga responsiva à alteração em determinadas forças, e no qual o segundoelemento aplica força de tração ou de frenagem responsivo ao local da alteração dacondição de folga.
81. O dispositivo de acordo coma reivindicação 80 no qual osegundo elemento aplica força de tração ulteriormente responsivo ao parâmetro damassa do sistema ferroviário.
82. O dispositivo de acordo coma reivindicação 8 no qual osistema ferroviário inclui ulteriormente um ou mais locomotivas e vagões conectados porum engate acoplado a uma ou mais locomotivas e vagões, e no qual o primeiro elementodetermina uma taxa de alteração da força exercido sobre o acoplador.
83. O dispositivo de acordo coma reivindicação 8 no qual osistema ferroviário inclui ulteriormente uma ou mais locomotivas e vagões conectadospor engates acoplados a uma ou mais locomotivas e vagões, e no qual o primeiroelemento determina a diferença entre a força exercida sobre o primeiro engate e sobre osegundo engates e separado pelo primeiro.
84. O dispositivo de acordo coma reivindicação 8 no qual osistema ferroviário inclui ulteriormente um trem e inclui também uma ou mais locomotivase vagões, conectados por engates acoplados a uma ou mais locomotivas e vagões, e noqual o primeiro elemento determina a condição de folga na primeira localização do trem,determinando também um efeito da condição de folga determinada na segundalocalização do trem, em resposta a uma ou mais das distâncias entre o primeiro e asegunda localização, uma massa entre o primeiro e a segunda localização e a razãoexistente entre a primeira e a segunda localização e a massa do trem.
85. O dispositivo de acordo coma reivindicação 8 no qual osegundo elemento para aplicação da força de tração ou de frenagem responsivo para acondição de folga inclui um operador na recepção da condição de folga, a partir doprimeiro elemento ou inclui um sistema de controle de trem automático responsivo aosinal que indica a condição de folga.
86. O dispositivo de acordo coma reivindicação 8 no qual osistema ferroviário inclui ulteriormente uma ou mais locomotivas e vagões, conectadaspor um engate acoplado a uma ou mais locomotivas em uma ou mais locomotivas evagões, no qual o primeiro elemento determina a magnitude e direção da soma dosforças exercidos sobre um dos engates para determinar a condição de folga sobre umdos engates.
87. O dispositivo de acordo com a reivindicação paradeterminar as condições do engate para o sistema ferroviário, o sistema ferroviárioincluindo uma ou mais locomotivas e vagões, adjacentes ou mais locomotivas e vagõesconectados por um acoplador próximo ligado em cada locomotiva e vagões, o dispositivoinclui:- um primeiro elemento para determinar a aceleração natural de um ou mais vagões dosistema ferroviário, e- um segundo elemento para determinar a relação entre a aceleração natural do vagãoe a aceleração em comum, no qual a relação indica a condição de folga do vagão.
88. O dispositivo de acordo coma reivindicação 87 no qual oprimeiro elemento determina a aceleração natural de um ou mais vagões responsivos àmassa e à resistência do vagão.
89. O dispositivo de acordo coma reivindicação 87 no qual osegundo elemento determina uma aceleração máxima e um mínima a partir daaceleração natural determinada para cada vagão e a aceleração comum maior daaceleração máxima natural indica se o sistema ferroviário está em condição de folgaalongada, e no qual a aceleração comum é menor da aceleração natural mínima indicaque o sistema ferroviário está em condição de folga agrupada, e no qual a aceleraçãocomum entre a aceleração máxima e mínima indica que o sistema ferroviário está àcondição de folga intermediária entre a condição agrupada e alongada.
90. O dispositivo de acordo coma reivindicação 89 no qual acondição de folga intermediária é determinada pela diferença entre a aceleração comume o máximo da aceleração natural, entre a aceleração comum e a aceleração mínimacomum ou entre a aceleração comum e a combinação da aceleração de um ou maisvagões
91. O dispositivo de acordo coma reivindicação 87 no qual aaceleração comum inclui uma aceleração da locomotiva líder.
92. O dispositivo de acordo coma reivindicação 87 no qual oprimeiro elemento determina uma aceleração natural prevista de um ou mais vagõesresponde à velocidade prevista na trajetória para o sistema ferroviário, e no qual osegundo elemento determina a aceleração comum prevista em resposta à condição defolga prevista em resposta a isso.
93. O dispositivo de reivindicação 92 no qual a condição defolga prevista é determinada em resposta à diferença entre a aceleração máxima naturalentre os vagões e a aceleração prevista que excede a primeira constante pre-determinada ou responsiva à diferença entre a aceleração mínima natural prevista entreos vagões e a aceleração comum menor que a segunda determinada constante.
94. O dispositivo de acordo coma reivindicação 92 no qual oa condição de folga do acoplador é determinada em resposta à integração de tempo dadiferença entre a aceleração natural máxima previstas entre os vagões e a aceleraçãocomum excedente a primeira constante pré-determinada, ou responsiva à integral dotempo de uma diferença entre a entre a aceleração mínima natural prevista entre osvagões e a aceleração comum prevista menos que a segunda constante pré-determinada.
95. O dispositivo de acordo coma reivindicação 87 no qual acondição de folga do acoplador é determinada em resposta à diferença entre aaceleração máxima natural entre os vagões e a aceleração excedente à primeira pré-determinada constante ou em resposta à diferença entre a aceleração mínima entre osvagões e a aceleração comum menor que a segunda constante pré-determinada.
96. O dispositivo de acordo com a reivindicação 87 no quala condição de folga do acoplador é determinada em resposta à integração de tempo dadiferença entre a aceleração máxima natural entre os vagões e a aceleração excedente àprimeira pré-determinada constante ou em resposta à integração de tempo da diferençaentre a aceleração mínima entre os vagões e a aceleração comum menor que a segundaconstante pré-determinada.
97. O dispositivo de acordo coma reivindicação 87 incluiulteriormente uma controladora para o esforço de tração , para que se aplique o esforçode tração como uma resposta à condição de folga, e uma controladora de esforço defrenagem, que responda à condição de folga.
98. O dispositivo de acordo coma reivindicação 87 no qual aaceleração natural e a aceleração comum são funções de um valor de confiança comum.
99. O dispositivo de acordo coma reivindicação 87 no qual oprimeiro elemento determina a aceleração natural de diversos vagões adjacentes.
100. O dispositivo de acordo coma reivindicação 87 no qualo sistema ferroviário inclui líder do grupo de locomotivas motrizes líder, e grupo delocomotivas motrizes remota, e no qual o segundo elemento determina uma aceleraçãocomum em resposta à aceleração atual da do grupo de locomotivas motrizes líder e aaceleração comum em resposta à aceleração atual do grupo de locomotivas motrizesremoto, e no qual o segundo elemento determina ulteriormente a condição de folga dosvagões entre o grupo de locomotivas motrizes líder separadamente da condição de folgados vagões posteriores do grupo de locomotivas motrizes remoto.
101. O dispositivo de acordo coma reivindicação 87 incluiulteriormente um visor para mostrar um índice que indica a aceleração natural máxima emínima entre aquelas determinadas para cada vagão.
102. O dispositivo de acordo coma reivindicação 101 umvisor que mostra a aceleração natural de cada um entre os vagões.
103. O dispositivo de acordo coma reivindicação 87 incluiulteriormente um terceiro elemento para aplicação da força de tração em resposta àrelação, no qual a relação é indicada pelo valor que representa uma razão da aceleraçãocomum e a aceleração natural máxima entre aquelas determinadas para cada vagão, eno qual um terceiro elemento aplica uma força de tração de acordo com isso.
104. O dispositivo de acordo coma reivindicação 87 incluiulteriormente um terceiro elemento para aplicar força de tração responsiva na relaçãoentre a aceleração comum e aceleração comum máxima entre a aceleração naturaldeterminada para cada vagão e ulterior em resposta ao valor de confiança, e no qual ovalor de confiança é determinado em resposta à diferença entre o valor calculado daaceleração natural de um ou mais vagões e o valor para o dado momento da aceleraçãonatural de um ou mais vagões.
105. O dispositivo de acordo com a reivindicação 87 no quala condição de folga inclui uma condição de aproximação e uma condição deafastamento.
106. O dispositivo de acordo coma reivindicação 8 incluiulteriormente um terceiro elemento para fornecer ao operador do sistema ferroviário umaindicação visual ou verbal da condição de folga.
107. O dispositivo de acordo coma reivindicação 106 noqual o terceiro elemento inclui um visor visual.
108. O dispositivo de acordo coma reivindicação 106 noqual o terceiro elemento fornece um aviso sonoro que está relacionado à condição defolga.
109. O dispositivo de acordo coma reivindicação 106 noqual o terceiro elemento fornece uma indicação da condição de folga atual ou futura dosistema ferroviário ou de partes do sistema ferroviário.
110. O dispositivo de acordo com a reivindicação 106 noqual o terceiro elemento inclui um visor que fornece uma indicação em texto da condiçãode folga atual e futura do sistema ferroviário ou de partes do sistema ferroviário.
111. O dispositivo de acordo coma reivindicação 106 noqual a indicação visual da condição de folga inclui uma indicação d uma condição defolga agrupada, alongada ou intermediária, para o sistema ferroviário ou para segmentosdo sistema ferroviário ou a indicação visual inclui a indicação da condição de folgascontínua do sistema ferroviário ou de partes do sistema ferroviário.
112. O dispositivo de acordo coma reivindicação 106 noqual o terceiro elemento inclui uma indicação textual ou gráfica da condição de folga,inclui ulteriormente um ou mais do percentual do sistema ferroviário em uma condição defolga designada atual ou esperada para ser designada futuramente à condição de folga,um número de vagões do sistema ferroviário em uma situação designada atual dacondição de folga ou esperada a ser designada futuramente, a tonelagem do sistemaferroviário na condição de folga atualmente designada ou esperada para ser designadafuturamente.
113. O dispositivo de acordo coma reivindicação 106 incluiulteriormente um quarto elemento para a resposta prognosticada da condição de folga,para a aplicação do força de tração ou de frenagem através do segundo elemento e noqual o terceiro elemento fornece o operador do sistema ferroviário com a indicação daresposta prognosticada.
114. O dispositivo de acordo coma reivindicação 106 noqual o segundo elemento aplica força de tração responsiva ao limite de aceleração ou defrenagem responsivo ao limite de desaceleração, o limite de aceleração e dedesaceleração responsivo à condição de folga e no qual o terceiro elemento fornece umaindicação do limite de aceleração e de desaceleração.
115. O dispositivo de acordo coma reivindicação 114 noqual o terceiro elemento fornece um índice visual ou verbal, quando o limite deaceleração ou de desaceleração é excedido pela respectiva aplicação da força de traçãoou de frenagem.
116. O dispositivo de acordo coma reivindicação 106 noqual o segundo elemento para manter a aplicação da força de tração ou de frenagempara o tempo de resposta pré-determinado à condição de folga, no qual o terceiroelemento fornece uma indicação para o tempo pré-determinado.
117. O dispositivo de acordo coma reivindicação 106 noqual o primeiro elemento determina ulteriormente um ou mais locais de eventos de folga,forças associados com eventos de folga e uma severidade de um evento de folgaiminente, o terceiro elemento para indicar o local, as forças ou a seriedade.
118. O dispositivo de acordo coma reivindicação 117 noqual o sistema ferroviário inclui um trem ferroviário e inclui também diversos vagões e alocalização inclui um número de vagões ou tonelagem entre o local da condição de folgaiminente e outra situação do trem ferroviário, o terceiro elemento para fornecer umaindicação do número de vagões ou da tonelagem.
119. O dispositivo de acordo coma reivindicação 106 noqual o sistema ferroviário inclui uma locomotiva líder do grupo de locomotivas motrizes enão líder e vagões intermediários, o terceiro elemento fornece uma indicação dacondição de folga dos vagões, e um quarto elemento fornece a indicação da condição defolga dos vagões posteriores à locomotiva não líder do grupo de locomotivas motrizes.
120. O dispositivo de acordo coma reivindicação 106 noqual o sistema ferroviário inclui uma locomotiva eu m vagão, e no qual o primeiroelemento determina a condição de folga responsivo à alteração detectada em aceleraçãocom o tempo da locomotiva ou do vagão, o dispositivo inclui ulteriormente um elementoque fornece uma indicação visual ou auditiva da condição de folga e alterações nacondição de folga responsiva às alterações em velocidade ou em aceleração.
121. O dispositivo de acordo coma reivindicação 8 incluitambém um terceiro elemento para fornecer um operador do sistema ferroviário quefornece indicação visual ou verbal para aplicar força de tração ou de frenagemresponsivo à condição de folga.
122. O dispositivo de acordo coma reivindicação 106 noqual a condição de folga inclui uma condição de aproximação ou uma condição deafastamento.
123. O dispositivo de acordo coma reivindicação 106 noqual o terceiro elemento fornece uma indicação em tempo real da localização dacondição de folga da condição de aproximação e da condição de afastamento, nosistema ferroviário.
124. O dispositivo de acordo coma reivindicação 106 noqual o terceiro elemento indica a representação do sistema ferroviário e uma indicaçãoda condição de folga no local do sistema ferroviário.
125. O dispositivo de acordo coma reivindicação 124 noqual a condição de folga inclui um ou mais forças nos engates, eventos de folga atuais,eventos de folgas eminentes e a condição de folga na localização no sistema ferroviário.
126. O dispositivo de acordo coma reivindicação 106 noqual o terceiro elemento indica o local no sistema ferroviário onde o acontecimento dacondição de folga transiente é esperado.
127. O dispositivo de acordo coma reivindicação 8 no qual osistema ferroviário inclui uma locomotiva e o vagão, e no qual o primeiro elementodetermina a condição de folga responsiva à mudança detectada na velocidade comtempo ou a mudança detectada na aceleração com tempo da locomotiva ou do vagão.
128. O dispositivo de acordo coma reivindicação 127 noqual o primeiro elemento determina alterações na aceleração no eixo da locomotiva comtempo.
129. O dispositivo de acordo coma reivindicação 127 incluiulteriormente um limite mais alto e mais baixo para o uso em análise dos efeitos nosistema ferroviário das alterações detectadas em velocidade com tempo ou alteraçõesem aceleração detectadas com tempo.
130. O dispositivo de acordo coma reivindicação 129 noqual o limite mais alto e mais baixo são responsivos às características da locomotiva edos vagões, incluindo uma ou mais massas, distribuição de massa, extensão, poderaplicado, frenagem aplicada, rampa do trilho.
131. O dispositivo de acordo coma reivindicação 129 noqual os limites mais altos e mais baixos são valores determinados.
132. O dispositivo de acordo coma reivindicação 129 noqual os limites mais altos e mais baixos são em resposta às característicasestatisticamente determinadas do sistema ferroviário.
133. O dispositivo de acordo coma reivindicação 127 noqual um sinal de mudança na velocidade ou um sinal de mudança na aceleração indica adireção de mudança em condição de folga.
134. O dispositivo de acordo coma reivindicação 127 noqual o sistema ferroviário inclui uma primeira e segunda locomotiva no qual o primeiroelemento determina a condição de folga responsiva à mudança detectada em velocidadecom tempo ou uma mudança detectada na aceleração com tempo na primeira ou nasegunda locomotiva.
135. O dispositivo de acordo coma reivindicação 134 noqual a primeira e a segunda locomotiva incluem uma locomotiva líder e uma locomotivaposterior de um grupo de locomotivas motrizes ou uma líder e uma locomotiva remota deum trem com força distribuída.
136. O dispositivo de acordo coma reivindicação 127 incluiulteriormente um terceiro elemento para comparar mudanças detectadas em velocidadecom tempo ou mudanças detectadas em aceleração com tempo ou mudanças previstasresponsivas à aplicação de força de tração e de frenagem através do segundo elemento.
137. O dispositivo de acordo coma reivindicação 127 noqual o evento de folga atual é responsivo às mudanças na velocidade com tempo maiorque o primeiro limite ou responsivo às mudanças detectadas em aceleração com tempo,e no qual o sistema ferroviário controlado em resposta ao evento de folga e à condiçãoatual operacional do sistema ferroviário.
138. O dispositivo de acordo coma reivindicação 137 noqual a condição de operação corrente não é uma condição que se sobrepõe quando umevento de folga ocorre, o sistema ferroviário é controlado para manter o força de traçãoatual por um período determinado de tempo ou para uma distância de viagemdeterminada.
139. O dispositivo de acordo coma reivindicação 137 noqual, se a condição atual operacional não for uma condição que se sobrepõe quando oevento da folga acontece, o sistema ferroviário é controlado para limitar uma taxa onde aforça de tração é aplicado para um determinado taxa e para limitar uma taxa onde a forçade frenagem é aplicada para um taxa determinado.
140. O dispositivo de acordo coma reivindicação 127 noqual a condição de folga inclui uma condição de aproximação ou uma condição deafastamento.
141. Um dispositivo para determinar as condições do engatepara o sistema ferroviário, o sistema ferroviário inclui um veículo líder do grupo delocomotivas motrizes, um veículo não líder do grupo de locomotivas motrizes e vagões,adjacentes aos veículos e vagões conectados por um engates, o dispositivo inclui:- um primeiro elemento para determinar um parâmetro de operação do veículo líder dogrupo de locomotivas motrizes e o parâmetro de operação do veículo não-líder dogrupo de locomotivas motrizes; e- o segundo elemento para determinar a condição de folga a partir de um parâmetro deoperação de um veículo líder de um grupo de locomotivas motrizes e um parâmetrode operação do veículo não líder de um grupo de locomotivas motrizes.
142. O dispositivo de acordo coma reivindicação 141 noqual o parâmetro operacional do veículo líder do grupo de locomotivas motrizes incluiuma aceleração do veículo líder do grupo de locomotivas motrizes e um parâmetro deoperação de um veículo não líder de um grupo de locomotivas motrizes e inclui umaaceleração do veículo não líder do grupo de locomotivas motrizes, e no qual a condiçãode folga é responsiva à aceleração do veículo líder do grupo de locomotivas motrizes e aaceleração do veículo não líder do grupo de locomotivas motrizes maior que a aceleraçãonormal dos vagões.
143. O dispositivo de acordo coma reivindicação 141 noqual o parâmetro operacional do veículo líder do grupo de locomotivas motrizes incluiuma aceleração ou velocidade do veículo líder do grupo de locomotivas motrizes incluiuma aceleração respectiva ou velocidade do veículo não líder do grupo de locomotivasmotrizes, e no qual o segundo elemento determina a condição de folga a partir de umadiferença entre a aceleração do veículo líder do grupo de locomotivas motrizes e aaceleração do veículo não líder do grupo de locomotivas motrizes ou a partir da diferençaentre a velocidade do veículo líder do grupo de locomotivas motrizes e a velocidade doveículo não líder do grupo de locomotivas motrizes.
144. O dispositivo de acordo coma reivindicação 141 noqual o parâmetro operacional do veículo líder do grupo de locomotivas motrizes e oveículo não líder do grupo de locomotivas motrizes inclui uma mudança da distânciaentre o veículo líder do grupo de locomotivas motrizes e o veículo não líder do grupo delocomotivas motrizes sobre o tempo.
145. O dispositivo de acordo coma reivindicação 141 incluiulteriormente um terceiro elemento para determinar as características do engateresponsivo ao parâmetro operacional incluindo a distância entre o veículo líder do grupode locomotivas motrizes e o veículo não líder do grupo de locomotivas motrizes eulteriormente responsivo à força de tração aplicado através do veículo líder do grupo delocomotivas motrizes e a força de tração aplicado pelo veículo não líder do grupo delocomotivas motrizes.
146. O dispositivo de acordo coma reivindicação 141 noqual o veículo líder do grupo de locomotivas motrizes inclui uma ou mais locomotivas e oveículo não - líder do grupo de locomotivas motrizes inclui uma ou mais locomotivas ouum dispositivo de fim de trem.
147. O dispositivo de acordo coma reivindicação 141 noqual os vagões entre o veículo líder e não líder do grupo de locomotivas motrizes incluium primeiro grupo de vagões e um segundo grupo de vagões, e no qual os vagões doprimeiro grupo sofre as primeiras forças responsivos à aplicação de força de tração e defrenagem através do veículo líder do grupo de locomotivas motrizes e dos vagões dosegundo grupo de vagões sofre uma segunda força responsivo à aplicação da força detração de frenagem através do veículo não - líder do grupo de locomotivas motrizes e noqual o segundo elemento determina a condição de folga dos vagões do primeiro grupode vagões e a condição de folga dos vagões do segundo grupo de vagões.
148. O dispositivo de acordo coma reivindicação 147 noqual condição de folga é determinada responsiva à aceleração do veículo líder do grupode locomotivas motrizes e veículo não - líder do grupo de locomotivas motrizes maiorque a aceleração natural dos vagões.
149. O dispositivo de acordo coma reivindicação 147 noqual o ponto de transição é definido entre o primeiro grupo de vagões e o segundo grupode vagões, no qual a força de tração e de frenagem aplicado pelo veículo líder do grupode locomotivas motrizes e veículo não - líder do grupo de locomotivas motrizesdeslocados vagões entre o primeiro grupo de vagões e o segundo grupo de vagõesdeslocando o local do ponto de transição, no qual a força de tração e de frenagemaplicado pelo veículo líder do grupo de locomotivas motrizes e veículo não - líder dogrupo de locomotivas motrizes são controladas para limitar a velocidade na qual o pontode transição se move.
150. O dispositivo de acordo coma reivindicação 147 noqual força de tração e de frenagem são aplicados pelo veículo líder do grupo delocomotivas motrizes ou pelo veículo não - líder do grupo de locomotivas motrizes paracontrolar a condição de folga do primeiro grupo de vagões ou a condição de folga dosegundo grupo de vagões.
151. O dispositivo de acordo coma reivindicação 150 noqual uma das condições de folga do primeiro grupo de vagões ou a condição de folga dosegundo grupo de vagões é uma condição mais instável da outra, e na qual a força detração e de frenagem são aplicadas pelo veículo líder do grupo de locomotivas motrizesou veículo não - líder do grupo de locomotivas motrizes na força de estabilizar a condiçãomais instável.
152. O dispositivo de acordo coma reivindicação 151 noqual força de tração e de frenagem são aplicados pelo veículo líder do grupo delocomotivas motrizes ou veículo não - líder do grupo de locomotivas motrizes responsivoà relação entre a massa do primeiro grupo de vagões e a massa do segundo grupo devagões.
153. Um dispositivo para determinar a condição de folga deum engate para um sistema ferroviário, o sistema ferroviário inclui um veículo líder dogrupo de locomotivas motrizes, um veículo não - líder do grupo de locomotivas motrizes evagões, adjacentes aos veículos e vagões acoplados por engates, o dispositivo inclui:um primeiro elemento para determinar a força exercido sobre o engate, no qual aforça é maior do esperado; eum segundo elemento para determinar a condição de folga ou a mudança dacondição de folga responsiva à força.
154. O dispositivo de acordo coma reivindicação 153 noqual a força exercida sobre o engate é em uma parte do trem onde a força médiaesperada é relativamente alta.
155. Um dispositivo para controlar forças dentro do trem deum sistema ferroviário, inclui:um primeiro elemento que determina a condição de folga de todo o sistema ou departe do mesmo;um segundo elemento para controlar a aplicação de força de tração e de frenagempara controlar a condição de folga para limitar os forças do sistema para um nívelaceitável; eonde que o primeiro elemento determina a distância entre dois locais separados nosistema ferroviário e determina a condição de folga entre dois locais separados peladistância.
156. O dispositivo de acordo coma reivindicação 155 noqual o primeiro elemento inclui um elemento de localização geográfica para determinar alocalização geográfica de dois locais separados no trem.
157. O dispositivo de acordo coma reivindicação 8 no qual oprimeiro elemento determina a aceleração no sistema ferroviário e o arrasto, e determinatambém a relação entre a aceleração e o arrasto e o perfil atual de tração onde acondição de folga é determinada.
158. Um dispositivo para controlar um sistema ferroviário,compreendendo:um primeiro elemento para determinar o estado atual do sistema ferroviário;um segundo elemento para determinar o estado esperado do sistema ferroviário; eum terceiro elemento para determinar a diferença entre o estado atual e o estadoesperado.
159. O dispositivo de acordo coma reivindicação 158 incluitambém um quarto elemento que fornece uma indicação visual ou verbal responsivo àdiferença.
160. O dispositivo de acordo coma reivindicação 158 incluiulteriormente um quarto elemento responsivo ao terceiro elemento para controlar osistema ferroviário responsivo à diferença.
161. O dispositivo de acordo coma reivindicação 160 noqual o primeiro, o segundo, o terceiro e o quarto elemento operam como um sistema decontrole d loop fechado para controlar o sistema ferroviário.
162. O dispositivo de acordo coma reivindicação 160 noqual o quarto elemento controla a aplicação da força de tração ou de frenagemresponsivo à diferença.
163. O dispositivo de acordo coma reivindicação 158 noqual o sistema ferroviário inclui um do grupo de locomotivas líder motrizes, veículo não -líder do grupo de locomotivas motrizes e vagões, o dispositivo inclui ulteriormente umquarto elemento responsivo ao terceiro elemento para deslocar a aplicação de força detração ou de frenagem entre o veículo líder do grupo de locomotivas motrizes e o veículonão - líder do grupo de locomotivas motrizes responsivo à diferença.
164. O dispositivo de acordo coma reivindicação 158 noqual o estado atual inclui um ou mais da atual condição de aproximação, atual condiçãode afastamento, atual força do engate, atual condição de folga, atual mudança daaceleração para o eixo, atual velocidade e atual aceleração.
165. O dispositivo de acordo coma reivindicação 158 noqual o segundo elemento determina o estado esperado no momento atual responsivo aoestado determinado em um momento anterior e ações de controle ou forças externosexercidos sobre o sistema ferroviário entre o momento anterior e atual o estado esperaresponsivo á aplicação da força de tração, às características do sistema ferroviário eforças externas exercidas sobre o sistema ferroviário, e no qual o estado esperado incluium ou mais da condição de aproximação e de condição de afastamento esperado,forças d acoplagem esperadas, condição de folga esperada, efeitos de mudança daaceleração esperados, velocidade esperada e aceleração esperada.
166. O dispositivo de acordo coma reivindicação 158 noqual o primeiro elemento determina o estado atual responsivo à força do engate, aomovimento do engate, às características do trem, ao perfil da tração, 1a distribuição dopeso do trem, rampa do trilho, condições ambientais, atrito dos trilhos, velocidade dovento e direção, força de tração aplicado, força de frenagem aplicado, pressão no dutode freio, parâmetros da aceleração natural, mudança de velocidade, mudança daaceleração, histórico da força de tração, histórico da força de frenagem, velocidade dosistema ferroviário, aceleração do sistema ferroviário, aplicação de areia nos trilhos,isolação das locomotivas do sistema ferroviário e aplicação da lubrificação da borda.
167. O dispositivo de acordo coma reivindicação 158 noqual o primeiro elemento determina o estado atual de um trem do sistema ferroviário ouum trem de uma parte do sistema ferroviário, o dispositivo inclui ulteriormente um quartoelemento responsivo ao terceiro elemento para controlar o trem ou parte do tremresponsiva à diferença.
168. O dispositivo de acordo coma reivindicação 158 noqual o segundo elemento determina o estado esperado no momento atual responsivo aoestado determinado em um momento anterior e ações de controle ou forças externosexercidos sobre o sistema ferroviário entre o momento anterior e atual.
169. O dispositivo de acordo coma reivindicação 158 noqual as ações de controle incluem a aplicação de força de tração ou de frenagem eforças externas incluem forças exercidos por uma rampa de tração.
170. Um dispositivo para controlar o sistema ferroviário,compreendendo:um primeiro elemento para determinar a condição de folga do sistema ferroviário e afaixa de incerteza para determinada condição de folga; eo segundo elemento para controlar a aplicação de força de tração ou a aplicação deforça de frenagem ao sistema ferroviário responsivo à condição de folga e faixa deincerteza.
171. O dispositivo de acordo coma reivindicação 170 noqual o segundo elemento controla a aplicação de força de tração ou a aplicação de forçade frenagem responsivo a um ou mais locais, duração, magnitude, direção depropagação, taxa de propagação, taxa de propagação com o respeito do tempo e o taxade propagação com o respeito da distancia ao longo do sistema ferroviário.
172. O dispositivo de acordo coma reivindicação 170 noqual a faixa de incerteza é responsiva aos parâmetros de movimento do sistema ecaracterísticas do sistema.
173. Um dispositivo para controlar um trem de via férreainclui uma ou mais locomotivas do grupo de locomotivas motrizes cada uma com um oumais vagões posteriores, o trem de via férrea com um operador em cada locomotiva deum grupo de locomotivas motrizes:um primeiro elemento para fornecer as características do trem;um segundo elemento para fornecer os parâmetros de movimento do trem;um terceiro elemento determina a condição de folga a partir de ao menos uma dascaracterísticas e o parâmetro do movimento do trem;um quarto elemento para aplicar a força de tração ou de frenagem responsivo àcondição de folga;- o operador que tenha a habilidade de sobrepor a condição de folga determinada peloterceiro elemento ou de sobrepor à aplicação de força de tração ou a aplicação deforça de frenagem aplicada pelo quarto elemento; e- um visor para fornecer a informação sobre a condição de folga.
174. Um método para operar um sistema ferroviário, osistema ferroviário incluindo um veículo líder do grupo de locomotivas motrizes, umveículo não - líder do grupo de locomotivas motrizes e vagões, o método inclui:- determinar a condição de folga de parte do sistema ferroviário, no qual as partes sãodelineadas por nós; econtrolar uma aplicação de força de tração ou de frenagem de ao menos um veículolíder do grupo de locomotivas motrizes e um veículo não - líder do grupo delocomotivas motrizes do sistema ferroviário.
175. O método de acordo com a reivindicação 174 no qual oa fase de controle inclui ulteriormente um controle automático de no mínimo o sistemaferroviário, do veículo líder do grupo de locomotivas motrizes e do veículo não - líder dogrupo de locomotivas motrizes.
176. O método de acordo com a reivindicação 174 no qual afase de controle inclui o fornecimento de informações indicativas sobre o controle de tremde no mínimo o sistema ferroviário, o veículo líder do grupo de locomotivas motrizes e oveículo não - líder do grupo de locomotivas motrizes.
177. Um método para determinar a condição de folga dosistema ferroviário inclui:- a determinação de parâmetros de operação no sistema ferroviário;a determinação de um grau equivalente a partir de parâmetros operacionais;a determinação de um rampa de tração atual sobre o qual o sistema ferroviário estáatravessando; ea determinação da condição de folga a partir do grau de equivalência e do grau atualde tração.
178. O méto.do de acordo com a reivindicação 177 incluiulteriormente a integração do grau equivalente com o respeito da distancia ao longo dosistema ferroviário para determinar o local onde a mudança da condição de folgaacontece no sistema ferroviário.
179. O método de acordo com a reivindicação 178 no qualos parâmetros operacionais do sistema ferroviário incluem forças que atuam no trem comexceção das forças devidos à configuração da tração.
180. O método de reivindicação no qual os parâmetrosoperacionais do sistema ferroviário incluem um ou mais entre a aceleração, a velocidade,a distribuição do peso e arrasto.
181. Um método para controlar o sistema ferroviário inclui:- determinar previamente a aplicação da força de tração ou de frenagem sobre umaparte da tração;- determinar a condição de folga da parte da tração responsiva à aplicação anterior daforça de tração ou de frenagem: e- controlar o sistema ferroviário pelo percorrer posteriormente o segmento de trilhopara que se determine a aplicação da força de tração e de frenagem anteriores porsobre o segmento do trilho.
182. O método de acordo com a reivindicação 181 no qualo sistema ferroviário inclui um veículo líder do grupo de locomotivas motrizes e um oumais veículos não - líderes do grupo de locomotivas motrizes ou o dispositivo ao final dosistema e no qual partes do sistema ferroviário são direcionados pelo veículo líder dogrupo de locomotivas motrizes e um ou mais veículos não - líderes do grupo delocomotivas motrizes ou por um ou mais veículos não - líderes e o dispositivo ao final dosistema.
183. O método de acordo com a reivindicação 181 no qual afase de determinação da condição de folga inclui também a determinação do grau deincerteza associada à condição de folga.
184. O método de acordo com a reivindicação 181 no qual afase de controle do sistema ferroviário é também responsiva às características dosistema ferroviário que afetam a condição de folga do sistema ferroviário percorrendoposteriormente o segmento do trilho.
185. O método de acordo com a reivindicação 181 no qual aação de determinação da condição de folga inclui também a determinação da condiçãode folga na posição de tração à frente, à frente da posição atual no sistema ferroviárioresponsiva à condição atual de folga, às características do sistema ferroviário e a forçade tração a ser aplicado entre a posição atual do sistema ferroviário e a posição detração posterior.
186. Um método para determinar as forças dentro dosistema ferroviário, no qual o sistema ferroviário inclui um ou mais dos veículos depotência motriz e diversos vagões, o método inclui:a determinação da distância entre dois veículos, entre um veículo e um vagão e entredois vagões na primeira e na segunda vez; e- a determinação da condição de folga inteiro sistema ferroviário ou de segmentos dosistema ferroviário em resposta a determinadas distancias entre dois veículos, entreum veículo e um vagão ou entre dois vagões.
187. O método de acordo com a reivindicação 186 no qual opasso que determina a distância inclui a localização de dois veículos, a localização doveículo e do vagão ou a localização de dois vagões de acordo com o posicionamentoglobal ou de acordo com o elemento que determina a localização baseada nos trilhos, edetermina a distância entre dois veículos, entre o veículo e o vagão e entre dois vagõesresponsivos assim.
188. O método de acordo com a reivindicação 02 no qual opasso que determina a condição de folga inclui também a comparação da determinaçãoda distância na primeira vez e a determinação da distância na segunda vez.
189. O método de acordo com a reivindicação 186 no qual osistema ferroviário inclui também um dispositivo ao final do sistema, e no qual a fase quedetermina a distância inclui também a distância entre um dos veículos e o dispositivo aofinal do sistema ou entre os vagões e o dispositivo ao final do sistema, e no qual o passoque determina a condição de folga é responsiva à distância entre um dos veículos e odispositivo ao final do sistema ou entre um dos vagões e o dispositivo ao final do sistemana primeira e na segunda vez.
190. O método de acordo com a reivindicação 189 no qual opasso que determina a distância inclui também a localização do veículo e do dispositivoao final do sistema ou a localização do vagão e do dispositivo ao final do sistema edeterminando a distancia do local.
191. O método de acordo com a reivindicação 190 no qual alocalização é determinada de acordo com o sistema de posicionamento global ou deacordo com o elemento que determina a localização baseado no trilho.
192. Um método p se determinar as forças dentro de umsistema ferroviário, no qual o sistema ferroviário inclui um ou mais veículos e vagões, umveículo adjacente e vagões e vagões adjacentes acoplados por um engate, o métodoinclui:- a determinação de um sinal de forças exercidos sobre o engate; e- a determinação da condição de folga do engate a partir do sinal das forças.
193. O método de acordo com a reivindicação 192 incluitambém a determinação da força exercido sobre o engate ou a mudança da forçaexercido sobre o engate para determinar a mudança impedindo a condição de folga.
194. O método de acordo com a reivindicação 192 incluitambém uma mudança na força exercida sobre dois engates para determinar amagnitude do evento de folga entre dois engates sucessivos.
195. O método de acordo com a reivindicação 194 no qual aforça inclui uma força direcionada para frente, um força direcionado para trás, e a forçade resistência.
196. O método de acordo com a reivindicação 192 no qualpasso para determinar o sinal das forças inclui também à determinação de ao menosuma das taxa de mudança da força do engate e a direção da mudança da força deengate para determinar a mudança na condição de folga.
197. Um método para determinar as condições do engatepara o sistema ferroviário, o sistema ferroviário inclui um ou mais veículos e vagões,adjacentes um ou mais veículos de potência motiva e vagões acoplados por engates, ométodo inclui:- a determinação da aceleração natural de um ou mais vagões do trem,a determinação da aceleração comum do trem; ea determinação da relação entre a aceleração natural do vagão e a aceleraçãocomum, - onde a relação indica a condição de folga do vagão.
198. O método de acordo com a reivindicação 197 no qual opasso para a determinação da aceleração inclui também a aceleração natural de um oumais vagões responsivo à massa e à resistência do vagão.
199. O método de acordo com a reivindicação 197 no qual opasso para a determinação da aceleração natural também inclui a determinação daaceleração natural de um ou mais vagões responsivos à massa e à resistência do vagão.
200. O método de acordo com a reivindicação 197 no qual aaceleração comum inclui a aceleração do veículo líder.
201. O método de acordo com a reivindicação 197 no qual opasso para a determinação da aceleração natural inclui também uma aceleração naturalesperada de um ou mais vagões responsivos à trajetória da velocidade do trem, e onde opasso para determinar a relação ulterior inclui a determinação da condição esperada doengate.
202. O método de acordo com a reivindicação 201 no qual opasso para a determinação da condição de folga esperada inclui a determinação daaceleração natural esperada responsiva à diferença entre a aceleração máxima naturalentre os vagões e a aceleração comum esperada que excede a primeira constante pre-determinada ou responsiva à diferença entre uma aceleração mínima natural entre osvagões e a aceleração comum esperada menor que a segunda constante pré-determinada.
203. O método de acordo com a reivindicação 201 no qual opasso que determina a condição de folga do engate inclui também a integral no tempo deuma diferença entre a aceleração máxima prevista entre os vagões e a aceleraçãocomum prevista e determinar se a integral no tempo excede a primeira constante pre-determinada ou a diferença entre a aceleração natural mínima prevista entre os vagões ea aceleração comum prevista e determinar se a integral no tempo é menor do que umasegunda constante pré-determinada.
204. O método de acordo com a reivindicação 197 no qual aação de determinação da condição de folga do engate inclui também a determinação dadiferença entre a aceleração máxima natural entre os vagões e a aceleração comum queexcede a primeira constante pré-determinada ou responsiva à diferença entre aaceleração mínima natural entre os vagões e a aceleração comum inferior a segundaconstante pré-determinada para estabelecer a condição de folga do engate.
205. O método de acordo com a reivindicação 197 no qual aação de determinação da condição de folga inclui também determinar se uma integralcom relação ao tempo, da diferença entre a aceleração natural máxima entre os vagõese a aceleração comum que excede a primeira constante pré-determinada onde a integralde uma diferença de uma aceleração mínima natural entre os vagões e a aceleraçãocomum é menor que na segunda constante pré-determinada para estabelecer a condiçãode folga do engate.
206. Um método para determinar as condições dos engatesdo sistema ferroviário, o qual inclui um ou mais veículos d potência motiva vagões,adjacentes a um ou mais veículos e vagões conectados por engates, o método inclui:a determinação de uma taxa de mudanças na aceleração ou da velocidade sofridapor um dos veículos ou dos vagões;a determinação se a taxa de mudança é responsiva à aplicação da força de tração oude frenagem aplicada por um dos veículos; ea determinar das condições do engate se a taxa de mudança não for responsiva àaplicação da força de tração ou de frenagem aplicada por um dos veículos.
207. O método de acordo com a reivindicação 206 no qualo ponto (c) inclui também a determinação das condições do engate se a taxa demudança não for responsiva à aplicação da força de tração ou de frenagem aplicada porum dos veículos e excede o valor limite.
208. Um produto programa de computador para determinara condição de folga do sistema ferroviário, inclui:um meio utilizável por computador, o qual possui um código de programa legível pormeio de computador para determinar a condição de folga;um primeiro módulo de programa legível por meio de computador para determinar osparâmetros operacionais do sistema ferroviário;um segundo módulo de programa legível por meio de computador para determinarum rampa equivalente a partir dos parâmetros operacionais;um terceiro módulo de programa legível por meio de computador para determinar umrampa do trilho sobre o qual o sistema ferroviário está percorrendo; eum quarto módulo de programa legível por meio de computador para determinar acondição de folga a partir da rampa equivalente e a rampa verdadeira.
209. Um produto programa de computador para determinarforças interna a um sistema, de um sistema ferroviário, o qual inclui:- um meio utilizável por computador, o qual possui módulos contendo código deprograma legível por meio de computador realizados no meio, para determinar asforças dentro do sistema;um primeiro módulo de programa legível por meio de computador para determinarpreviamente a aplicação força de tração e de frenagem; e- um segundo módulo de programa legível por meio de computador para determinar acondição de folga do inteiro sistema ferroviário ou de segmentos do sistemaferroviário responsivo à prévia aplicação da força de tração e de frenagem.
210. Um produto programa de computador para determinarforças dentro do sistema, do sistema ferroviário, no qual o sistema ferroviário inclui umou mais veículos d potência motriz e diversos vagões, o produto programa decomputador inclui:um meio utilizável por computador, o qual possui módulos contendo código deprograma legível por meio de computador para determinar as forças dentro dosistema;um primeiro módulo de programa legível por meio de computador para determinar adistância entre dois veículos, entre um veículo e um vagão ou entre dois vagões emum primeiro e segundo momento; eum segundo módulo de programa legível por meio de computador para determinara condição de folga do inteiro sistema ferroviário ou de segmentos do sistemaferroviário responsivo às determinadas distâncias entre dois veículos e o vagão ouentre dois vagões.
211. Um produto programa de computador para determinara condição de folga do sistema ferroviário, no qual o sistema ferroviário inclui um ou maisveículos e vagões , um veículo e vagão adjacentes e vagões adjacentes conectados porum engate, o produto programa de computador inclui:um meio utilizável por computador, o qual possui módulos contendo código deprograma legível por meio de computador para determinar a condição de folga;um primeiro módulo de programa legível por meio de computador para determinar asinal de forças exercidas sobre o engate; eum segundo módulo de programa legível por meio de computador para determinara condição de folga do engate a partir de sinal das forças.
212. Um produto programa de computador para determinara condição dos engates para o sistema ferroviário, o sistema ferroviário inclui um ou maisveículos e vagões, adjacentes a um ou mais veículos d potência motriz e vagõesconectados por meio de engates, o produto programa de computador inclui:um meio utilizável por computador, o qual possui módulos contendo código deprograma legível por meio de computador para determinar a condição de folga;- um primeiro módulo de programa legível por meio de computador para determinar aaceleração natural de um ou mais vagões do trem, e- um segundo módulo de programa legível por meio de computador para determinar aaceleração comum do trem; e- um terceiro módulo de programa legível por meio de computador para determinar arelação entre a aceleração natural do vagão e a aceleração comum, no qual arelação indica a condição de folga para o vagão.
213. Um produto programa de computador para determinaras condições do engate para o sistema ferroviário, o sistema ferroviário inclui um ou maisveículos potência motriz e vagões , adjacentes a um ou mais veículos e vagõesconectados por engates, o produto programa de computador inclui:- um meio utilizável por computador, o qual possui módulos contendo código deprograma legível por meio de computador para determinar as condições do engate;- um primeiro módulo de programa legível por meio de computador para determinaruma taxa de mudança da aceleração ou da velocidade sofrida por um dos veículos ouum dos vagões;- um segundo módulo de programa legível por meio de computador para determinar sea taxa de mudança é responsiva à aplicação da força de tração ou de frenagemaplicada por um dos veículos; e- um terceiro módulo de programa legível por meio de computador para determinar ascondições do engate se a taxa de mudança nos for responsiva à aplicação da forçade tração ou de frenagem aplicada por um dos veículos.
214. O produto programa para computador para controlar osistema ferroviário, incluindo:- um meio utilizável por computador, o qual possui módulos contendo código deprograma legível por meio de computador para determinar ao menos uma dasaplicações prévias da força de tração e de frenagem sobre o segmento de trilho;um meio utilizável por computador, o qual possui módulos contendo código deprograma legível por meio de computador para determinar a condição de folga sobreo segmento de trilhos responsiva à prévia aplicação da força de tração ou defrenagem; eum meio utilizável por computador, o qual possui módulos contendo código deprograma legível por meio de computador para controlar o sistema ferroviário apóspercorrer segmentos de trilhos de acordo com a prévia aplicação de forças de traçãoe de frenagem sobe o segmento de trilhos.
215. Um produto programa para computador paradeterminar as condições do engate para o sistema ferroviário, o sistema ferroviário incluium ou mais veículos potência motriz e vagões , adjacentes a um ou mais veículos evagões conectados por engates, produto programa para computador inclui:- um meio utilizável por computador, o qual possui módulos contendo código deprograma legível por meio de computador para determinar uma taxa de mudança daaceleração ou da velocidade sofrida por um ou mais veículos ou um dos vagões ;- um meio utilizável por computador, o qual possui módulos contendo código deprograma legível por meio de computador para determinar se a taxa de mudança èresponsiva à aplicação da força de tração ou de frenagem aplicada por um dosveículos; e- um meio utilizável por computador, o qual possui módulos contendo código deprograma legível por meio de computador para determinar as condições do engates ea taxa de mudanças não for responsiva à aplicação da força de tração ou defrenagem aplicada por um dos veículos.
216. Um produto programa para computador para operar osistema ferroviário, o sistema ferroviário inclui o veículo líder do grupo de locomotivasmotrizes, e o veículo não líder do grupo de locomotivas motrizes e vagões, o produtoprograma para computador inclui:- um meio utilizável por computador, o qual possui módulos contendo código deprograma legível por meio de computador para determinar a condição de folga desegmentos do sistema ferroviário, sendo os mesmos delineados por nós; e- um meio utilizável por computador, o qual possui módulos contendo código deprograma legível por meio de computador para controlar a aplicação da força detração ou de frenagem ode ao menos um dos sistemas ferroviários, o veículo líder dogrupo de locomotivas motrizes, e o veículo não líder do grupo de locomotivasmotrizes.
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