ES2201715T3 - Procedimiento y dispositivo de alerta para generar una señal de prealerta de estados resbaladizos para carreteras. - Google Patents
Procedimiento y dispositivo de alerta para generar una señal de prealerta de estados resbaladizos para carreteras.Info
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Abstract
Procedimiento para generar una señal de prealerta de estados resbaladizos dentro de un sistema de prealerta de estados resbaladizos en las carreteras con estaciones automáticas de medida (EAM1-EAM5) con sondas que miden las magnitudes determinantes para generar una señal de prealerta de estados resbaladizos, en el que las estaciones automáticas de medida están dispuestas en determinados puntos de la red viaria (1, 2, 3, 4), caracterizado porque se pone en funcionamiento adicionalmente una estación virtual de medida (EV1-EV11) como mínimo, en la que se calculan las magnitudes determinantes para generar una señal de prealerta de estados resbaladizos para al menos otro punto distinto de los lugares determinados para las estaciones automáticas de medida a partir de parámetros específicos de la ubicación de ese otro punto y a partir de datos climáticos relevantes para ese otro punto, y porque a partir de esas magnitudes calculadas se genera igualmente la señal de prealerta de estados resbaladizos.
Description
Procedimiento y dispositivo de alerta para
generar una señal de prealerta de estados resbaladizos para
carreteras.
La invención trata de un procedimiento para
generar una señal de prealerta de estados resbaladizos de acuerdo
con el preámbulo de la reivindicación 1 así como de un
procedimiento para la preparación de al menos una estación virtual
de medida de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 10. La
invención trata además de un dispositivo de prealerta de estados
resbaladizos en las carreteras de acuerdo con el preámbulo de la
reivindicación 14.
Con prealerta de estados resbaladizos se entiende
el pronóstico a corto plazo de congelación en carreteras y puentes.
Esta prealerta tiene como objetivo la puesta en acción preventiva
del servicio de deshielo o de las centrales automáticas de
pulverización de descongelante para evitar estados peligrosos en las
carreteras.
Actualmente la prealerta de estados resbaladizos
se lleva a cabo para lugares predeterminados de la red viaria en los
que se prevén estaciones de medida con sondas activas o pasivas que
registran la formación de hielo incipiente. Así, se prevén sondas
espacialmente para la temperatura del aire, la temperatura del
suelo, la humedad de la calzada y la sedimentación, así como sondas
para la temperatura de congelación del líquido que se encuentra en
la calzada. Los valores medidos de las sondas se dan en un
dispositivo de valoración que deriva de los valores medidos un aviso
de alarma. Por eso, las prealertas de estados resbaladizos están
limitadas a tramos de vía cortos y seleccionados para los que están
dispuestas las estaciones de medida. De modo que una extensión de la
prealerta de estados resbaladizos a más tramos de vía requiere la
instalación de más estaciones de medida, y los costes impiden que
se cubra amplia y convenientemente la red viaria. Por eso, para
conseguir una prealerta de estados resbaladizos que cubra todo el
terreno se ha propuesto registrar mediante termografía toda la red
viaria. Para conseguir prealertas de estados resbaladizos que
cubran todo el área, se analiza mediante termografía la temperatura
superficial del revestimiento en toda la red viaria en tres noches
diferentes con distintas condiciones climáticas. De ello resultan
tres perfiles térmicos característicos que señalan tramos de vía
"fríos" o "calientes". Se recurre a estos perfiles para la
interpolación espacial del estado actual de la carretera fuera de
la estación de medida. Este método tiene inconvenientes. En primer
lugar, el número de perfiles térmicos no es en absoluto suficiente
para cubrir todos los estados de la atmósfera y momentos del día;
esto equivale a una enorme simplificación de la interpolación, lo
que puede provocar una gran pérdida de información. En segundo
lugar, no se tiene en cuenta la dinámica del cambio de calor y de
humedad, ya que toda cartografía térmica es necesariamente una
captación momentánea del estado de las carreteras. Sin embargo, la
amenaza de estado resbaladizo de un tramo de la carretera depende
de las condiciones climáticas preexistentes. El documento
EP-A-0 292639 muestra un
procedimiento para generar una señal de prealerta de estados
resbaladizos dentro de un sistema de prealerta de estados
resbaladizos en las carreteras. Consiste en hacer previsiones
generales para áreas en las que no hay ninguna estación de medida.
Por ejemplo, en caso de temperaturas críticas, se produce la alarma
de estados resbaladizos para todos los territorios elevados.
La invención se basa en el objetivo de conseguir
un procedimiento mediante el cual se pueda llevar a cabo con costes
reducidos un amplio registro de la red viaria y además una
prealerta precisa de superficies heladas.
Esto se consigue con un procedimiento del tipo
mencionado al principio mediante las características de la
reivindicación 1.
Consiguiendo estaciones de medida simuladas o
"virtuales" en todos los lugares predeterminados que se desee,
se puede aumentar tan claramente el recubrimiento de la red viaria
sin grandes gastos técnicos, que es posible realizar un registro
prácticamente íntegro. Las estaciones virtuales de medida se proveen
así de datos de medición de estaciones reales de medida (lo que sin
embargo no excluye que una estación simulada de medida de ese tipo
pueda estar también equipada con una sonda prevista para los lugares
predeterminados) y poseen una serie de parámetros específicos del
lugar. La estación simulada de medida puede consistir en el
dispositivo de valoración o en un circuito separado.
La invención se basa además en el objetivo de
conseguir un procedimiento para la preparación de ese tipo de
estaciones simuladas de medida. Este objetivo se alcanza con las
características de la reivindicación 10.
La invención se basa además en el objetivo de
conseguir un dispositivo de prealerta de estados resbaladizos en
las carreteras con el que se pueda realizar un recubrimiento lo más
amplio posible de la red viaria.
Este objetivo se alcanza con un dispositivo de
prealerta de estados resbaladizos en las carreteras del tipo
mencionado al principio con las características de la
reivindicación 14.
A continuación, se explican ejemplos de
realización de la invención en conexión con los dibujos. Estos
muestran:
Figura 1 esquemáticamente una vista parcial de
una red viaria con la ubicación de las estaciones de medida reales y
virtuales;
figura 2 diagrama de flujo para la
parametrización de las estaciones de medida
figura 3 diagrama de flujo para la constitución
de la prealerta de estados resbaladizos de una estación virtual de
medida, y
figuras 4a, 4b esquemáticamente un pirradiómetro
o un fragmento de la carretera que se usa para determinar la
nubosidad.
A continuación se explica con más precisión el
proceso para la constitución de una estación virtual de medida y su
funcionamiento. La figura 1 muestra esquemáticamente varias
carreteras 1, 2, 3, 4 de una red varia, así como un dispositivo de
valoración 5 con un símbolo en forma de caja. Éste está colocado por
ejemplo en un establecimiento del servicio de mantenimiento de
carreteras y está constituido por una calculadora y por conexiones
de interfaz para unir la calculadora con cada una de las estaciones
de medida. La calculadora está conformada para proporcionar una
señal de prealerta de estados resbaladizos y constituye, junto con
las estaciones de medida y los medios de unión, el sistema de
prealerta de estados resbaladizos (SAAER). En la figura están
representadas varias estaciones automáticas de medida (EMA)
convencionales en la red viaria; aparecen simbólicamente como
puntos EMA1, EMA2.... hasta EMA5. Este tipo de estaciones
automáticas de medida son en principio conocidas y aquí no se
representan en detalle. Comprenden por ejemplo sondas para la
temperatura del aire, la temperatura del suelo, la humedad de la
calzada, la sedimentación, la humedad relativa o el punto de
descongelación, la temperatura de congelación, la velocidad del
viento, la presión del aire y la cantidad de tráfico. Cada sonda
está dispuesta en postes o en el revestimiento de la calzada y,
puesto que son conocidas, no se describen aquí. Los datos de las
sondas se trasmiten a través de cables o de radiodifusión al
dispositivo de valoración. Éste puede generar a partir de ellos una
señal de prealerta de estados resbaladizos para el punto de medición
correspondiente, el cual se usa como señal para todo un tramo de la
carretera. De acuerdo con la invención, ahora se prevé al menos una
estación virtual o simulada de medida (EV). A este respecto, en la
figura 1 están marcadas a modo de ejemplo las estaciones virtuales
de medida VS1, VS2... hasta VS11. Estas estaciones virtuales de
medida no cuentan por norma general con ninguna sonda. Esto, sin
embargo, no excluye que pueda haber una sonda para uno de los
valores medidos, pero no se cuenta con el equipo de sondas de una
estación automática de medida (EAM). Ya que no hay sondas en las
estaciones virtuales de medida, éstas tampoco poseen ninguna unión
física desde la ubicación de la estación virtual hasta el
dispositivo de valoración 5, sino que se representan en éste (o en
otro circuito o dispositivo) como estaciones virtuales. Las
estaciones virtuales también pueden estar en los mismos lugares en
los que hay estaciones automáticas de medida, lo que se explica a
continuación con mayor detalle. En la figura 1 se representa a modo
de ejemplo este hecho para EAM1/EV1, EAM4/EV4 y EAM5/EV5. Ya que
las estaciones virtuales por norma general se pueden poner en
funcionamiento sin gasto técnico en la carretera y sin unión al
dispositivo de valoración, resultan económicas y por eso se puede
prever un gran número de ellas en la red viaria, de modo que se
puede realizar una vigilancia que cubra toda el área de la red
viaria. La ordenación de la red viaria o su organización en sectores
con una estación virtual se puede determinar según valores
empíricos de existencia de lugares amenazados de estados
resbaladizos o bien mediante termografía.
Uno de los componentes principales de todas las
estaciones virtuales es un programa que accede a los datos de
medición de las estaciones automáticas de medida vecinas y que
recibe o accede a parámetros que son específicos del lugar donde se
encuentra cada estación virtual de medida. Por eso, por norma
general se necesita un buen número de estaciones automáticas de
medida EAM para elaborar un sistema de prealerta de estados
resbaladizos con estaciones virtuales de medida y ponerlo en
funcionamiento.
Para la organización de las estaciones virtuales
se seleccionan a continuación las estaciones automáticas de medida
con las que se cuenta para reunir todas las informaciones
necesarias (datos de medición y parámetros) para las estaciones
virtuales. Así, se tienen en cuenta los distintos tipos de
construcción en la red viaria, por ejemplo revestimientos con
diferentes características materiales, y cada tipo de construcción
se debe reemplazar por una estación virtual de medida, para que se
puedan usar los parámetros de ese tipo de construcción tras su
determinación para las estaciones virtuales en lugares con el mismo
tipo de construcción del revestimiento. Además se debe tener en
cuenta el tramo de esparcimiento para el descongelante. Por cada
tramo de esparcimiento debería existir como mínimo una estación
automática de medida. En la figura 1 los tramos de esparcimiento
están representados con flechas saliendo del establecimiento en la
EAM5.
Los datos climáticos que se obtienen
preferentemente para la prealerta de estados resbaladizos son el
tipo y la cantidad de sedimentación, la temperatura del aire, la
nubosidad, el punto de descongelación y la fuerza del viento. Estos
datos se obtienen en principio puntualmente a través de la red
meteorológica de medida SAAER, es decir, para cada estación
automática de medida de la red SAAER se cuenta con la
correspondiente serie de datos. Ésta puede ser adoptada fácilmente
sin modificación por una estación automática de medida vecina o con
una situación semejante en lo que se refiere a los datos
meteorológicos. Así, por ejemplo, se podría usar igualmente la serie
de datos meteorológicos de las estaciones automáticas de medida EAM1
para la estación virtual EV6. Esto se produce de tal manera que por
ejemplo el dispositivo de valoración 5 contiene la información de
que los datos meteorológicos transmitidos de EAM1 sirven también
para EV1. Para recibir una serie más precisa de datos climáticos
para cada estación EV se pueden determinar estos datos como función
de los datos climáticos de varias estaciones automáticas de medida
(o también de estaciones virtuales), por ejemplo: valor (estación
EV6) = función (valor (estación EAM1, estación EAM2...)). Por
ejemplo el valor de la temperatura del aire de EV6 se determina
como función del valor de la temperatura del aire de EAM1 y EAM2.
Lo mismo se hace para los valores de sedimentación, punto de
descongelación, nubosidad y velocidad del viento. Como funciones se
tienen en cuenta regresiones lineares y/o polinomiales. Esta
adopción de datos climáticos en otro lugar debe ser satisfactoria,
pero no perfecta.
Además la formación de cada estación virtual
comprende una parametrización en la que se asignan a la estación
parámetros válidos para la misma, como por ejemplo las
características del revestimiento o el curso del horizonte. Así se
pueden adoptar parámetros determinados de todas las estaciones de
medida que estén conformadas de la misma manera. Por ejemplo, las
características del revestimiento en una estación virtual
determinada se recogen de todas las estaciones de medida EAM que
presentan el mismo revestimiento. No todos los parámetros se pueden
determinar así: el horizonte, la parte visible del cielo y el tipo
de revestimiento, por ejemplo. Estos datos se deben transmitir
individualmente a cada estación virtual. Por ejemplo, el horizonte
se determina fotográficamente o mediante medición manual. El éxito
con el que la estación virtual registra el estado real depende de
la precisión de la parametrización. En casos difíciles se puede
preparar en todo momento una estación de medida móvil por un período
limitado de tiempo, por ejemplo dos semanas, en el lugar en el que
se ubica la estación virtual para optimizar la parametrización.
La siguiente tabla muestra los parámetros de una
estación virtual:
| 01 | texto | nombre de la estación virtual (EV) |
| 02 | # | identificación de la EV |
| 03 | # | zonas climáticas que le pertenecen |
| 04 | # | EAM de origen para datos climáticos |
| 05 | # | EAM de origen para tipo de revestimiento |
| 06 | # | EAM de origen para temperatura de congelación y/o salinidad |
| (última EAM antes de la EV en el recorrido de esparcimiento) | ||
| 07 | deg. o rad. | grado de longitud |
| 08 | deg. o rad. | grado de latitud |
| 09 | m | altura sobre el nivel del mar |
| 10 | 0, 1, 2 | tipo de condición marginal de la calzada (0: tierra, 1: puentes bajos, 2: puentes altos) |
| 11 | deg. o rad. | ángulo horizontal medio en el sector E-SE |
| 12 | deg. o rad. | ''S-SE |
| 13 | deg. o rad. | ''S-SO |
| 14 | deg. o rad. | ''O-SO |
| 15 | 0,5-1,3 | factor de viento local frente a zona abierta |
| 16 | # | identificador de la presión del aire - estación de referencia en el sistema SAAER |
| 17 | 0-100% | emisividad infrarroja de la calzada |
| 18 | 0-100% | albedo de la calzada |
| 19 | m | anchura de la calzada |
| 20 | 0-100% | parte visible del hemisferio celeste en % |
| 21 | kg/m^{3} | densidad de los materiales del revestimiento (capa 0) |
| 22 | kg/m^{3} | '' de la capa 1 |
| 23 | kg/m^{3} | '' de la capa 2 |
| 24 | kg/m^{3} | '' de la capa 3 |
| 25 | J/kg/K | capacidad térmica específica del revestimiento (capa 0) |
| 26 | J/kg/K | '' de la capa 1 |
| 27 | J/kg/K | '' de la capa 2 |
| 28 | J/kg/K | '' de la capa 3 |
| 29 | W/m/K | conductividad térmica del revestimiento (capa 0) |
| 30 | W/m/K | '' de la capa 1 |
| 31 | W/m/K | '' de la capa 2 |
| 32 | W/m/K | '' de la capa 3 |
(Continuación)
| 33 | m | profundidad del límite superior de la capa 1 |
| 34 | m | '' de la capa 2 |
| 35 | m | '' de la capa 3 |
| 36 | m | profundidad total de la calzada para el cálculo |
| 37 | # | tipo de revestimiento |
Como se ha dicho, unos parámetros se pueden
introducir sencillamente en virtud de la ubicación de la estación
virtual, por ejemplo, la condición marginal (parámetro 10) y la
densidad de los materiales del revestimiento (parámetros
21-24); o se pueden transmitir, como los parámetros
11-14. Otros parámetros, como el valor del poder
reflectivo del revestimiento (parámetros 17, 18) o la capacidad
térmica del revestimiento (parámetros 25-28) es
preferible transmitirlos y optimizarlos, de tal manera que en los
lugares en los que existen estaciones automáticas de medida también
se conforman estaciones virtuales y los parámetros que se deben
determinar se derivan de valores medidos de la estación automática
de medida. Los parámetros se adoptan al principio aproximadamente
("estimación") y después con esos parámetros y con datos
meteorológicos que se adoptan desde la estación automática de
medida se calculan las magnitudes necesarias para la alerta de
estados resbaladizos. Por comparación con las magnitudes medidas a
través de las sondas de la estación automática de medida se pueden
corregir entonces los parámetros y se pueden proponer los
parámetros corregidos de nuevo sobre la base del cálculo. La figura
2 muestra el desarrollo correspondiente, en el que se calculan para
la estación virtual los valores de las magnitudes TR (temperatura
del revestimiento) y H (humedad del revestimiento) y se comparan con
los valores de las magnitudes TR y H de la estación automática de
medida, que presenta una sonda para la temperatura del
revestimiento y una sonda para la humedad del revestimiento, con las
que se puede optimizar toda la parametrización de los puestos de
medida. Dos ejemplos más: el valor óptimo del poder reflectivo del
revestimiento se determina en días de buen tiempo por medio de la
amplitud de las temperaturas del revestimiento, la capacidad térmica
del revestimiento se localiza mediante el análisis de una oposición
de fases de la temperatura del revestimiento, etc. Por supuesto,
cuando se dispone de los valores medidos, ésos se introducen. El
objetivo es el máximo ajuste de los resultados de la estación
virtual con los datos de medición de la misma estación.
Ahora ya se dispone de los parámetros y los datos
meteorológicos para las estaciones virtuales.
Para generar una señal de prealerta de estados
resbaladizos es necesario además conocer la temperatura de
congelación del líquido que se encuentra en las calles y que, por
norma general, en las condiciones que conducen a una prealerta, es
una solución acuosa solución descongelante. En las estaciones
automáticas de medida se han previsto para ello sondas específicas
para el punto de congelación en la calzada que enfrían un modelo
hidráulico y determinan la temperatura de congelación; esto ya es
conocido y no se sigue explicando aquí.
Por norma general, sin embargo, para determinar
la temperatura de congelación no se dispone de ninguna sonda en el
lugar de la estación virtual, de modo que la determinación de la
temperatura de congelación en la estación virtual se lleva a cabo
de otra manera, empleando por separado (o también combinados) los
siguientes dos tipos de determinación. Una posibilidad consiste en
adoptar la temperatura de congelación medida en una estación de
medida con sonda que se encuentre en el mismo tramo de
esparcimiento que la estación virtual correspondiente. Así, por
ejemplo, se puede adoptar para la estación virtual EV6 la
temperatura de congelación medida en la estación automática de
medida EAM1, después de que la esparcidora de descongelante haya
pasado por la estación EAM1. También se podría adoptar la
temperatura de congelación de EAM2, pero entonces habría que
esperar hasta que la esparcidora hubiera pasado por allí.
En la segunda posibilidad se parte de las
esparcidoras, que registran el lugar de esparcimiento y la cantidad
de esparcimiento, por ejemplo mediante un dispositivo GPS. Este
tipo de esparcidoras es ya conocido (por ejemplo Boschung BoSat
System). Por un lado, la cantidad momentánea de material de
esparcimiento se señala mediante el Boschung BoSat System (u otro
equipo móvil de medida) cada vez que se efectúa el esparcimiento y
se transmite a la base de datos o al dispositivo de valoración 5.
Por ejemplo se indica que desde EV6 hasta EV7 se han esparcido 10
g/m^{2} NaCl. Por otro lado, la estación virtual calcula
permanentemente el balance hídrico (véase párrafo siguiente) y
determina con ello la cantidad momentánea de mediciones por metro
cuadrado de calzada. Cada vez que se efectúa el esparcimiento se da
lugar a un punto fijo de concentración salina. Hasta la próxima
ejecución se calcula la dilución de la solución salina que se
origina mediante sedimentación añadida y por arrastre o
evaporación. Uno de los requisitos es una indicación cualificada de
la cantidad de sedimentación en las estaciones de medida; para lo
que existen las sondas de las EAM, cuyos valores medidos son
adoptados por las estaciones virtuales.
El cálculo de la cantidad de agua en la calzada y
de la temperatura de congelación se basa en la siguiente fórmula
(balance hídrico en la superficie de la calzada):
dm/dt =
p(t)+l(m,...)+a(m)+d(m,...)
[kg/s/m^{2}]
en la
que:
m es la cantidad de agua en la calzada
[kg/m^{2}],
p(t) es la cuota de sedimentación,
excluyendo l(m,...),
l(m, TL, TB, RF) es la cuota de
sedimentación sólo por condensación y evaporación,
a(m) es la absorción del agua por la
calzada, y
d(m, tráfico) es la cuota de desagüe del
agua.
El cociente m/(m+p(t)+l(m, ...))
determina la dilución momentánea de la sal de deshielo en la
calzada, y d(m, ...)/m expresa la disminución de sal en la
calzada. En esta relación con la concentración de la solución acuosa
en la calzada se halla la temperatura de congelación (diagrama de
fases de la sal de deshielo o ley de Raoult en concentraciones
pequeñas).
Ahora se dispone de todos los datos necesarios
para cada estación virtual. El cálculo térmico puede comenzar. En
lugar de describir aquí explícitamente el método, remitimos a un
documento que describe un método de este tipo. Se puede usar el
método descrito o cualquier otro mientras satisfagan la exigencia
de precisión de las mismas reivindicaciones. El procedimiento de
cálculo debe tener en cuenta por eso todos los procesos físicos
posibles. El que se trate de un método físico, estadístico o de otro
tipo carece de importancia. El objetivo del cálculo llamado
"estación virtual" es la prealerta de estados resbaladizos.
Esto incluye la indicación de la temperatura del revestimiento y de
la humedad del revestimiento, de las que se derivan lógicamente el
estado de las carreteras y las alertas de congelación. El cálculo
se debe realizar en un lapso de tiempo de entre 6 y 15 minutos. La
figura 3 muestra esquemáticamente un desarrollo del cálculo, que
según el resultado conduce o no a una alerta de superficies
heladas.
Para el cálculo térmico remitimos al documento
Nefzger H., Karpot A., Einfluss von Strahlung und Mikroklima auf
Strassenwetterprognosen [Influjo de la radiación y del microclima
en el pronóstico climático en las carreteras], Ministerio de
investigación científica viaria, cuaderno 466, y especialmente a la
parte 3 (Energiebilanzmodell zur Prognose der
Fahrbahnoberflächentemperatur [Modelo de balance energético para el
pronóstico de la temperatura superficial de las calles]), con las
ecuaciones (11) a (19), que han sido adoptadas en parte en esta
solicitud para servir como ejemplo de un posible cálculo
térmico.
La comprobación de los datos de las estaciones
virtuales sucede como se describe a continuación. Mediante el
Boschung BoSat System (u otro equipo móvil de medida), se registran
distintos estados de la calzada con sondas que están montadas en los
vehículos de los establecimientos y/o la policía: por ejemplo la
temperatura del aire y del revestimiento, la humedad del aire y la
temperatura de congelación. Estos datos se pueden medir sobre una
base irregular en los pasos hacia los lugares donde se ubican las
estaciones virtuales. Esto produce en cada caso un punto de medida
que permite la comparación cruzada con los actuales datos
calculados de la estación virtual. El concepto "estación
virtual" cuenta, frente al método de la termografía, con las
siguientes ventajas. En primer lugar se mantiene la dinámica de
procesos. La base de datos constituye la memoria del sistema, el
procedimiento de cálculo la transforma. Todos los estados de la
atmósfera se incluyen automáticamente en el cálculo. En segundo
lugar el procedimiento se puede poner en práctica en cualquier
ubicación. Uno de los requisitos es la comunicación con cualquier
red meteorológica de medida, como por ejemplo la red de medición
SAAER, que en la descripción que se ha hecho hasta ahora se ha
descrito como proveedora de datos meteorológicos. Pero también
puede aportar los datos meteorológicos otra red de medición, como la
ANETZ de la SMA (Servicio meteorológico suizo). En tercer lugar, no
se pasa por alto ninguna corriente térmica ni ninguna corriente de
humedad relevante. En cuarto lugar, una estación virtual es
naturalmente más económica que una estación de medida, ya que
consiste, principal o exclusivamente, en software.
La precisión de una estación virtual podría
parecer en principio menor que la de la termografía, ya que ésta
última presenta una medición de los tres perfiles térmicos más
definida y más precisa. Pero hay que pensar que estos perfiles sólo
son una captación momentánea que refleja un estado de la atmósfera,
un momento del día, una temperatura y unas condiciones previas de
las carreteras y del clima muy determinados. Por tanto no son aptas
para ser interpoladas a cualquier situación. Se tiene que contar con
la posibilidad de una pérdida sustancial de precisión. La estación
virtual compensa esa pérdida mediante su cálculo flexible.
Otro aspecto de la invención trata del registro
de la nubosidad, que entra en el cálculo del balance térmico de
acuerdo con la ecuación (11). El registro de la nubosidad requiere
observación humana o la puesta en marcha de un aparato de medida
para determinar el balance de radiación infrarroja (pirradiómetro).
Ahora bien, estos aparatos son propensos a ensuciarse y resultan
costosos en cuanto a la revisión. Por eso su puesta en marcha no se
generaliza en redes de medición viaria. En lugar de eso, la propia
carretera se puede emplear como sustitutivo del pirradiómetro. Las
temperaturas del revestimiento se calculan con un método de
aproximación en el que el grado de nubosidad se adopta de diversas
maneras hasta que coincide con las temperaturas del revestimiento
medidas. Este grado de nubosidad se interpreta entonces como valor
medido actual y se archiva en la base de datos. Las figuras 4a y 4b
muestran esquemáticamente por un lado un pirradiómetro conocido a
través del cual se miden la radiación global QG
(0,3-3,0 \mum) y la radiación infrarroja QTR
(3,0-50 \mum). En el pirradiómetro se admite que
la corriente térmica latente (condensación, evaporación, etc.) QL,
la corriente térmica sensible (convención, viento) QS y la
conducción del calor dentro de la calle (difusión) se encuentran a
nivel cero. Empleando la carretera como pirradiómetro, QL, QS y QD
se registran por medio de cálculos y QTR + QG se optimizan mediante
la comparación de la temperatura del revestimiento calculada TB
(med.) con la temperatura del revestimiento medida (calc.). A
partir de QTR y QG se deduce la nubosidad dominante.
Claims (18)
1. Procedimiento para generar una señal de
prealerta de estados resbaladizos dentro de un sistema de prealerta
de estados resbaladizos en las carreteras con estaciones
automáticas de medida (EAM1-EAM5) con sondas que
miden las magnitudes determinantes para generar una señal de
prealerta de estados resbaladizos, en el que las estaciones
automáticas de medida están dispuestas en determinados puntos de la
red viaria (1,2,3,4), caracterizado porque se pone en
funcionamiento adicionalmente una estación virtual de medida
(EV1-EV11) como mínimo, en la que se calculan las
magnitudes determinantes para generar una señal de prealerta de
estados resbaladizos para al menos otro punto distinto de los
lugares determinados para las estaciones automáticas de medida a
partir de parámetros específicos de la ubicación de ese otro punto y
a partir de datos climáticos relevantes para ese otro punto, y
porque a partir de esas magnitudes calculadas se genera igualmente
la señal de prealerta de estados resbaladizos.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque las estaciones virtuales de medida
tienen asignados datos climáticos de estaciones automáticas de
medida (EAM1-EAM5) predeterminadas del sistema de
prealerta de estados resbaladizos.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque las estaciones virtuales de medida
tienen asignados datos climáticos de una red meteorológica de
medición independiente del sistema de prealerta de estados
resbaladizos.
4. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a
3, caracterizado porque las estaciones virtuales de medida
tienen asignados parámetros que se pueden comprobar en las
estaciones automáticas de medida predeterminadas.
5. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a
4, caracterizado porque las estaciones virtuales de medida
tienen asignados parámetros que se pueden comprobar en el lugar
donde se ubica la estación virtual de medida.
6. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a
5, caracterizado porque para la estación virtual de medida
se calculan las magnitudes determinantes temperatura del
revestimiento y humedad del revestimiento.
7. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a
6, caracterizado porque para la estación virtual de medida
la temperatura del punto de congelación del líquido que se
encuentra en la calzada se recoge en una estación automática de
medida (EAM1-EAM5) predeterminada equipada con una
sonda para el punto de congelación.
8. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a
7, caracterizado porque para la estación virtual de medida
la temperatura del punto de congelación se determina en el lugar
donde se ubica la estación virtual de medida usando el valor
cantidad de descongelante por unidad de superficie de carretera
recogido en un dispositivo de esparcimiento y el balance hídrico
calculado de la carretera.
9. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a
7, caracterizado porque para la estación virtual de medida
el grado de nubosidad se recoge calculando la temperatura del
revestimiento de la carretera en distintos grados de nubosidad
adoptados y comparándola con la temperatura del revestimiento
medida, y porque la nubosidad se deduce a partir del valor
calculado que viene a continuación del valor medido.
10. Procedimiento para la preparación de al menos
una estación virtual de medida (EV1-EV11) dentro de
un sistema de prealerta de estados resbaladizos en las carreteras,
caracterizado porque
- -
- se fija en la red viaria el lugar donde se ubica la estación virtual de medida,
- -
- se determina qué datos meteorológicos de qué estaciones meteorológicas de medida se asignan a la estación virtual de medida,
- -
- se asignan a la estación virtual de medida parámetros específicos de la ubicación de acuerdo con el correspondiente punto de la red viaria.
11. Procedimiento según la reivindicación 10,
caracterizado porque el lugar de la estación virtual de
medida se determina en virtud de una captación termográfica de la
red viaria.
12. Procedimiento según la reivindicación 10 u
11, caracterizado porque los parámetros se comprueban
instalando una estación virtual de medida en el lugar donde se
sitúa una estación automática de medida (EAM1-EAM5)
y calculando la temperatura del revestimiento y/o la humedad del
revestimiento para la estación virtual de medida a partir de la
adopción de al menos un valor paramétrico, porque el valor o valores
calculados se comparan con los correspondientes valores medidos de
la estación automática de medida, y porque al menos un valor
paramétrico se modifica y los pasos se repiten hasta que la
divergencia entre los valores medidos y los calculados alcanza o se
aproxima a una magnitud predeterminada, y porque los parámetros
comprobados se asignan a una estación virtual de medida con un
estado viario y/o con una situación en la red viaria iguales o
parecidos.
\newpage
13. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 10 a 12, caracterizado porque los
parámetros se comprueban en el lugar donde se encuentra la estación
virtual mediante una disposición métrica temporal y se asignan a la
estación virtual.
14. Dispositivo de prealerta de estados
resbaladizos en las carreteras con al menos una estación automática
de medida (EAM1-EAM5) con sondas en un punto
determinado de la red viaria (1-4) y con al menos
un dispositivo de valoración (5) unido a ella que está conformado
para generar una señal de prealerta de estados resbaladizos a partir
de magnitudes propias de los estados resbaladizos en las
carreteras, caracterizado porque se prevé como mínimo una
estación virtual de medida en un lugar distinto del lugar
determinado, porque la estación virtual está conformada para
calcular las magnitudes propias de los estados resbaladizos en las
carreteras a partir de parámetros que son específicos para el otro
lugar y a partir de datos climáticos, y porque se puede generar
igualmente una señal de prealerta de estados resbaladizos para las
magnitudes calculadas.
15. Dispositivo de prealerta de estados
resbaladizos en las carreteras según la reivindicación 14,
caracterizado porque el dispositivo de valoración (5) está
provisto de medios de asignación que asignan a una o varias
estaciones virtuales de medida valores meteorológicos medidos y/o
parámetros que han sido comprobados en una estación automática de
medida y transmitidos al dispositivo de valoración.
16. Dispositivo de prealerta de estados
resbaladizos en las carreteras según la reivindicación 14 ó 15,
caracterizado porque el dispositivo de valoración presenta
medios de cálculo que están conformados para calcular la temperatura
del revestimiento y/o la humedad del revestimiento de una estación
virtual de medida como magnitudes propias del estado resbaladizo de
las calles en virtud de datos climáticos y parámetros.
17. Dispositivo de prealerta de estados
resbaladizos en las carreteras según una de las reivindicaciones 14
a 16, caracterizado porque el dispositivo de valoración está
conformado para recibir y/o calcular la temperatura de congelación
para una estación virtual de medida.
18. Dispositivo de prealerta de estados
resbaladizos en las carreteras según una de las reivindicaciones 14
a 17, caracterizado porque presenta medios para medir la
temperatura del revestimiento de la carretera y para calcular la
temperatura del revestimiento de la carretera dependiendo de un
grado de nubosidad adoptado, así como medios de comparación para
comparar la temperatura medida y la temperatura calculada del
revestimiento de la carretera.
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