ES2208386T3 - Instalacion de seguridad para paso a nivel. - Google Patents

Instalacion de seguridad para paso a nivel.

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ES2208386T3 ES00951215T ES00951215T ES2208386T3 ES 2208386 T3 ES2208386 T3 ES 2208386T3 ES 00951215 T ES00951215 T ES 00951215T ES 00951215 T ES00951215 T ES 00951215T ES 2208386 T3 ES2208386 T3 ES 2208386T3
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Hartwig Ohmstede
Klaus Basso
Gunther Wahl
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Abstract

Instalación de seguridad con partes de ajuste para el control al menos del tráfico por carretera así como con disposiciones de sensores en el lado de la vía para el reconocimiento de vehículos ferroviarios que circulan por encima de la misma y para el control al menos indirecto de las partes de ajuste y con instalaciones de alimentación de corriente descentralizadas para el funcionamiento de las disposiciones de sensores para la conexión de la instalación de seguridad para paso a nivel y con una conexión por radio de estas disposiciones de sensores en el paso a nivel, estando asociado a las disposiciones de

Description

Instalación de seguridad para paso a nivel.
La invención se refiere a una instalación de seguridad para paso a nivel según el preámbulo de la reivindicación 1. Se conoce una instalación de seguridad para paso a nivel de este tipo a partir de Signal + Draht (88)/4/96, páginas 21 a 24. Allí se informa sobre un tipo especial de la conexión de instalaciones de seguridad de paso a nivel en ferrocarriles. A diferencia de la conexión habitual de un paso a nivel a través de medios de conmutación de la vía y cables entre los contactos de conexión y el paso a nivel, allí se realiza la conexión por radio. A tal fin, el aparato del vehículo de una guarnición del vehículo que realiza la conexión emite constantemente una señal infrarroja. Si incide esta señal sobre un aparato de respuesta del lado del trayecto dispuesto en el punto de conexión del paso a nivel, entonces se transmite desde allí un telegrama infrarrojo especial al vehículo, que provoca a continuación la conexión del paso a nivel a través de una señal de radio.
Como ampliación se indica en Signal + Draht que se podría prescindir de la activación de un emisor del vehículo en el lado del trayecto si los vehículos conectasen directamente al pasar por el punto de conexión un emisor instalado allí. Expresamente se indica que en este caso debe estar prevista una alimentación de corriente descentralizada para los medios de conexión de la vía en el lado del trayecto, el aparato de radio y un módulo de radio autónomo para la conexión del paso a nivel. Como alimentación de corriente debe aplicarse especialmente energía solar en combinación con una batería; no se encuentran más detalles a este respecto en Signal + Draht.
Se informa en Signal + Draht (88)10/96, páginas 11 a 19, sobre un sistema basado en radio para el control de instalaciones ferroviarias, en el que a cada elemento de la calzada de un paso a nivel está asociada una unidad de ordenador compacta pequeña inteligente para el control y supervisión del elemento respectivo. Cada elemento inteligente de la calzada posee un módulo de comunicación, con el que se puede comunicar con otros elementos de la calzada, con un plano de control de orden superior o con vehículos que circular por el trayecto. Los elementos de la calzada de pasos a nivel son agrupados a través de enlaces de las unidades de cálculo inteligentes correspondientes, por ejemplo para barreras y señales, a través de un sistema de bus para formar un elemento común de la calzada. En este caso, se toma la disposición de que para cada paso a nivel existe una unidad de ordenador para la administración de mensajes de circulación, una unidad de ordenador para el control y la supervisión de señales de tráfico por carretera y una unidad de ordenador para el control y supervisión de instalaciones de barrera. Estas unidades de ordenador forman conjuntamente la llamada lógica de elementos de control, que forma en último término a partir de los mensajes de circulación las instrucciones de ajuste para la conexión y desconexión de señales luminosas y para la subida y bajada de las barreras. A las unidades de ordenador conectadas entre sí de un paso a nivel está asociado un módulo de comunicación común para la comunicación con un plano de mando y, dado el caso, con los vehículos que circulan por el trayecto. La comunicación entre las unidades de ordenador y los elementos individuales de la calzada del paso a nivel se realiza por cable. No se dice nada en Signar + Draht sobre la alimentación eléctrica de los elementos de ajuste del paso a nivel y de las unidades de cálculo; claramente son alimentados desde una red pública o una red propia del ferrocarril.
Los pasos a nivel en trayectos con tráfico moderado están asegurados también hoy todavía con frecuencia sólo por aspas. Una de las razones de ello se puede ver en que muchas veces no está disponible la energía eléctrica para el funcionamiento de barreras y de señales de tráfico por carretera. A ello hay que añadir, como agravante, que la conexión de las instalaciones de seguridad de pasos a nivel debe ser realizada oportunamente antes de la circulación por el paso a nivel. Esto se realiza predominantemente a través de disposiciones de sensores dispuestos en la dirección de la marcha delante del paso a nivel, como conmutadores de carriles o bucles de inducción. Los puntos de conexión definidos a través de estos medios de conmutación presentan, en función de la velocidad de avance admisible sobre el trayecto, distancias con respecto al paso a nivel que pueden estar en el orden de magnitud de 1000 m o más. Para transmitir a un tren que se aproxima a un paso a nivel el mensaje de que el paso a nivel está asegurado y, por lo tanto, puede circular sin reducir considerablemente la velocidad, las instalaciones ferroviarias deben equiparse con frecuencia adicionalmente todavía con las llamadas señales de supervisión. También estas señales de supervisión deben controlarse y deben alimentarse con energía. El sistema operativo basado en radio conocido a partir de Signal + Draht no ofrece ninguna solución útil para tales pasos a nivel.
Se conoce por el documento US 5.735.492 A una instalación de seguridad para pasos a nivel, en la que para la alimentación de energía de las partes de ajuste del paso a nivel, especialmente de las señales luminosas y de las barreras se utiliza una instalación solar asistida con una batería. Para cada paso a nivel existe exactamente una instalación de alimentación de energía. Ésta sirve, además, para la alimentación de una instalación de control común para la actuación sobre los elementos de ajuste. Para el reconocimiento de los vehículos ferroviarios que pasan por delante de ellos existen varios sensores que están dispuestos a lo largo de los carriles, que anuncian los acontecimientos de la circulación a la instalación de control común. En este documento US-PS no se indica desde dónde reciben estos sensores su energía de alimentación; se supone que para ello sirve también la instalación de alimentación de energía común del paso a nivel. Los sensores están conectados a través de cables con la instalación de control común.
Se conoce por el documento WO 92/04699 A un sistema de aviso a las brigadas de peones de la vía, especialmente para la seguridad de los puntos de obras, cuyos componentes sensores y de ajuste están alimentados con corriente por medio de baterías recargables. Los sensores a disponer a distancia de los componentes de ajuste para la detección de un vehículo ferroviario que se aproxima están equipados con un emisor. El emisor transmite las señales de los sensores a un microprocesador, que controla los componentes de ajuste.
El cometido de la invención es indicar una instalación de seguridad para pasos a nivel según el preámbulo de la reivindicación 1, que posibilita reducir el gasto para el cableado de las partes de ajuste y de las disposiciones de sensores a una fracción del gasto producido hasta ahora, refiriéndose la reducción del gasto de cables especialmente al tendido de cables en la tierra hacia las partes de ajuste y las disposiciones de sensores. En el paso a nivel no debe existir ya ninguna lógica central que tenga que comunicar directamente o a través de instalaciones de procesamiento descentralizadas con las partes de ajuste o las disposiciones de sensores.
La invención soluciona este cometido a través de la utilización de los rasgos característicos de la reivindicación 1 en una instalación de seguridad de paso a nivel configurada según el preámbulo de la reivindicación 1 de la patente. De acuerdo con ello, a las partes de ajuste de un paso a nivel están asociadas exclusivamente instalaciones de procesamiento de datos descentralizadas, estrechamente próximas en el espacio, a través de circuitos de adaptación, donde las instalaciones de supervisión de datos pueden entrar en comunicación, a través de instalaciones de emisión/ recepción por radio, con las instalaciones de sensores y con otras partes de ajuste para la transmisión de datos en caso necesario y procesar las instrucciones de ajuste para las partes de ajuste. No se requiere ningún tipo de cableado de las instalaciones de procesamiento de datos descentralizadas entre sí para fines de control; se puede prescindir totalmente de medidas de infraestructuras para líneas circulares o líneas en estrella para la transmisión de información.
Las configuraciones y los desarrollos ventajosos de la invención se indican en las reivindicaciones dependientes.
Según la reivindicación 2, también las instalaciones sensores pueden estar provistas con receptores. De esta manera son posibles, por ejemplo, controles funcionales o activaciones de la instalación de sensor desde un lugar alejado.
Las instalaciones de procesamiento de datos descentralizadas deben estar constituidas, según las enseñanzas de la reivindicación 3 por ordenadores, que actúan a través de circuitos de adaptación sobre las partes de ajuste asociadas en cada caso; esto posibilita la utilización de instalaciones de control en gran medida unitarias para las partes de ajuste y las disposiciones de sensores.
Cuando en este caso, según las enseñanzas de la reivindicación 4, las instalaciones de procesamiento de datos están embridadas a través de sus circuitos de adaptación directamente en las partes de ajuste o están conectadas con ellas a través de líneas blindadas lo más cortas posible, tendidas o retorcidas blindadas, hay que excluir en gran medida las influencias de compatibilidad electromagnética (EMV).
La figura 5 prevé conectar y desconectar, además de partes de ajuste individuales, también instalaciones de control comunes previstas para el control de pasos a nivel a través de circuitos de adaptación concebidos para ello desde una instalación de procesamiento de datos correspondiente. De esta manera es posible conectar o bien desconectar de nuevo por radio instalaciones de seguridad de paso a nivel que se encuentran ya en funcionamiento desde disposiciones de sensores alejadas, sin que se requieran medidas de adaptación mayores en el paso a nivel propiamente dicho.
De manera especialmente ventajosa, según la reivindicación 6, la energía de alimentación para las partes de ajuste y las disposiciones de sensores así como para las instalaciones de procesamiento de datos y de transmisión correspondientes se pone a disposición a partir de instalaciones de alimentación de corriente descentralizadas. De esta manera no se requieren medidas de infraestructuras para la alimentación de energía. Las instalaciones de alimentación de corriente descentralizadas como tales se conocen, por ejemplo, a partir del documento DE 298 23 233 U1.
De acuerdo con las enseñanzas de la reivindicación 7, se considera en este caso como especialmente ventajosa la asociación de una única instalación de alimentación de corriente descentralizada a las disposiciones de sensores dispuestas aproximadamente a la misma altura en vías vecinas, porque esto conduce a una reducción clara de los costes con respecto a una disposición, en la que se asocian a estas disposiciones de sensores, como a las partes restantes de satélites del paso a nivel, instalaciones de alimentación de corriente descentralizadas propias.
Estas disposiciones de sensores alimentadas con energía con preferencia por parejas emiten sus informaciones, según la reivindicación 8, sobre instalaciones emisoras de radio comunes o separadas. De esta manera se reduce, por una parte, el gasto para la transmisión de datos y se consigue, por otra parte, una descentralización completa de la comunicación.
De una manera similar a las disposiciones de sensores colocadas a la misma altura, de acuerdo con las enseñanzas de la reivindicación 9, puede ser ventajoso que las señales de supervisión y las disposiciones de los sensores dispuestas adyacentes en el espacio sean accionadas desde una instalación de alimentación de corriente común descentralizada. Condición previa es un consumo de energía suficientemente bajo de los componentes sobre el tiempo; la ventaja de una disposición de este tipo reside en que solamente hay que preparar una en lugar de dos instalaciones de alimentación de corriente.
De acuerdo con las enseñanzas de la reivindicación 10, las instalaciones de emisión por radio pueden estar instaladas también para la transmisión de datos a vehículos y/o a instalaciones centrales; a tal fin no se necesitan entonces conexiones de líneas adicionales o instalaciones de transmisión adicionales.
De acuerdo con las enseñanzas de la reivindicación 1, las instalaciones de alimentación de corriente descentralizadas presentan acumuladores de energía, que se pueden cargar a través de reguladores de carga. A través de la utilización de reguladores de carga se eleva la duración de vida de los acumuladores de energía.
Los acumuladores de energía están realizados según la reivindicación 12 con preferencia como baterías que se pueden cargar, que están realizadas de una manera especialmente ventajosa según la reivindicación 13 como baterías de gel de plomo; éstas presentan todavía una capacidad suficiente también a temperaturas exteriores muy bajas.
Una posibilidad preferida para la alimentación de energía de las instalaciones de alimentación de corriente descentralizadas consiste según la reivindicación 14 en la preparación descentralizada de esta energía en el paso a nivel, por ejemplo a partir de la red ferroviaria o de una red pública. Desde allí pueden alimentarse las instalaciones de alimentación de corriente descentralizadas a través de líneas de calidad moderada y, por lo tanto, de coste favorable. La ventaja de una alimentación de corriente descentralizada alimentada desde la red de este tipo consiste en el hecho de que debido a la energía existente constantemente solamente tienen que fluir corrientes de carga reducidas, que condicionan una sección transversal de la línea sólo reducida y reguladores de carga más sencillos.
De acuerdo con las enseñanzas de la reivindicación 15 se pueden asociar a las partes de ajuste individuales, en caso necesario, varias instalaciones de alimentación corriente descentralizadas, donde la capacidad de potencia de las instalaciones de alimentación de corriente a instalar depende esencialmente de la configuración técnica concreta de los elementos de ajuste y del número de los itinerarios que tienen lugar por unidad de tiempo sobre el paso a nivel.
De acuerdo con las enseñanzas de las reivindicaciones 16, 18 ó 19, se emplean como instalaciones de alimentación de corriente descentralizadas especialmente generadores solares, generadores eólicos o células de combustible.
De acuerdo con las enseñanzas de la reivindicación 17, los generadores solares están constituidos por al menos un panel solar montado en un mástil o un puente. Este mástil o este puente recibe, según la reivindicación 20 de una manera ventajosa también las instalaciones de emisión y de recepción por radio de las pares de ajuste y de las disposiciones de sensores. Es especialmente ventajoso que los mástiles estén representados en este caso, según la reivindicación 21, por los mástiles que están presentes de todos modos para las señales luminosas para el control del tráfico por carretera o del tráfico ferroviario, por lo que estos mástiles son utilizados de forma múltiple. En la configuración ventajosa de la instalación de seguridad de pasos a nivel, indicada en la reivindicación 22, está previsto que los mástiles estén configurados de tal forma que reciben las baterías de las instalaciones de alimentación de corriente descentralizadas, los reguladores de carga y las líneas de alimentación hacia las instalaciones de procesamiento de datos descentralizadas y hacia las instalaciones de emisión y/o de recepción por radio; los mástiles protegen estos componentes contra daño y contra influencias del medio ambiente, como campos eléctricos o magnéticos.
Los mástiles pueden contener, además, según la reivindicación 23, también las instalaciones de procesamiento de datos descentralizadas y según la reivindicación 24 las instalaciones de emisión y/o de recepción por radio; no obstante, las antenas se pueden disponer fuera del interior del mástil.
Los alojamientos previstos para la recepción de los componentes en los mástiles deben poder cerrarse según la reivindicación 25 contra apertura no autorizada.
Para la alimentación de energía de las disposiciones de sensores en vías vecinas, según la enseñanza de la reivindicación 26, deben existir líneas tendidas transversalmente a la vía, en o debajo del soporte de al menos una vía para la alimentación común de energía de las disposiciones de sensores que están dispuestas aproximadamente a la misma distancia del paso a nivel. El gasto para el tendido de estas líneas, por ejemplo en el lecho de balasto, es relativamente bajo, pero es en cualquier caso menor que si se instalase allí un segundo mástil y una segunda instalación de alimentación de corriente descentralizada. De acuerdo con las enseñanzas de la reivindicación 27, las líneas deben estar tendidas protegidas mecánicamente.
A continuación se explica en detalle la invención con la ayuda de un ejemplo de realización representado en el dibujo. En el dibujo:
La figura 1 muestra un paso a nivel de dos vías con sus partes de ajuste y disposiciones de sensores, y
La figura 2 muestra una representación esquemática de las unidades de ordenador utilizadas para el control de las partes de ajuste y de las disposiciones de sensores.
En el paso a nivel BU representado a modo de ejemplo en la figura 1, se trata de un paso a nivel a la misma altura que las vías con dos vías G1 y G2 que se extienden aproximadamente paralelas al menos en la región del paso a nivel. El tráfico de carretera que cruza está asegurado por medio de barreras o semibarreras S1, S2 así como por señales luminosas L1.2, L1.2, L2.1, L2.2. A una cierta distancia del paso a nivel se encuentran señales de supervisión U1.1, U1.2, U2.1, U2.2, que dan una información a un tren que se aproxima al paso a nivel acerca de si el paso a nivel está o no asegurado o al menos si está o no conectado. Además de los elementos de ajuste mencionados anteriormente, la instalación de seguridad del paso a nivel presenta todavía disposiciones de sensores en el lado de la vía, que son activados por los vehículos que pasan por encima de ellos. Estas disposiciones de sensores están realizadas en el presente ejemplo de realización como contactos dobles de carril, pero también pueden estar realizadas en otra técnica habitual, por ejemplo como bucles de inducción, circuitos cortos de corriente de la vía o como balizas, por ejemplo en forma de los llamados EURO-BUCLES (EURO-LOOPs). Con respecto a la vía G1, existen para el sentido de la marcha de derecha a izquierda sensores de conexión SE1.1 mucho antes del paso a nivel y sensores de desconexión SA1.1 inmediatamente después del paso a nivel. Además, existen sensores de conexión SE1.2 y sensores de desconexión SA1.2 para el sentido opuesto de la marcha. De la misma manera sucede con los sensores de conexión y de desconexión SE2.1 y SA2.1 y SE2.2 y SA2.2, respectivamente de la vía G2. Con el paso del primer eje del tren sobre los sensores de conexión se conecta la instalación de seguridad del paso a nivel, con el paso del último eje del tren sobre los sensores de desconexión correspondientes se desconecta de nuevo la instalación.
La distancia de las señales de supervisión desde el paso a nivel se eligen para que un tren que pasa a la máxima velocidad admisible sobre el paso a nivel se pueda detener todavía a tiempo antes del paso a nivel, comenzando a frenar en la señal de supervisión, en el caso de que la señal de supervisión indique que el paso a nivel no está asegurado; las señales de supervisión pueden estar dispuestas a las mismas o a diferentes distancias del paso a nivel. La distancia de los sensores de conexión desde la señal de supervisión respectiva está elegida para que el tiempo que necesita un tren desde la activación de los sensores de conexión hasta la consecución de la señal de supervisión correspondiente sea suficiente para asegurar el paso a nivel, es decir para detener las señales de tráfico por carretera y, dado el caso, para bajar las barreras. Pero también existen otros conceptos de seguridad, en los que una señal de supervisión se puede activar ya cuando se ha conectado el paso a nivel y ha recibido solamente la solicitud de seguridad.
En combinación con vehículos inteligentes se puede prescindir también de la preparación de señales de supervisión. Los vehículos solicitan en este caso, cuando se aproximan al paso a nivel, dado el caso excitados por el trayecto, el aseguramiento de los pasos a nivel y los pasos a nivel transmiten a los vehículos mensajes de seguridad correspondientes por vía directa o a través del rodeo de un puesto de mando o de control por radio.
Cada puesto de control y cada disposición de sensor necesitan energía eléctrica, para poder activarse y esta energía debe ser también controlada. Esto se realiza hasta ahora la mayoría de las veces en una caseta de hormigón en la proximidad del paso a nivel. Allí son evaluados los mensajes de los sensores y son convertidos en instrucciones de conexión y desconexión para los componentes del paso a nivel; para las partes de ajuste y las instalaciones sensores existe regularmente una instalación central de alimentación de corriente, en la que están conectadas las partes de ajuste y los sensores a través de líneas tendidas en el suelo.
Los costes para el cableado de los componentes de un paso a nivel son considerables y exceden en parte en una medida considerable los costes de adquisición de los componentes del paso a nivel. Los costes no sólo se refieren a los costes para la unión de los contactos y de las señales de supervisión en el paso a nivel, aunque éstos representan una gran parte de los costes del cableado, sino también al cableado de los componentes en la proximidad inmediata del paso a nivel.
Aquí entra la invención. Ésta pone a disposición la energía de alimentación para el funcionamiento de los elementos de ajuste y de las disposiciones de sensores en el lugar de una manera descentralizada, de manera que no se requiere ya ninguna alimentación de corriente central ni el cableado en forma de estrella o anular implicado con ello de los componentes de ajuste y de las disposiciones de sensores. Puesto que de esta manera no es posible ya un control central de los elementos de ajuste de un paso a nivel a través de la conexión y desconexión de tensiones de alimentación en los componentes individuales, la invención prevé asociar a las partes de ajuste y a las disposiciones de sensores instalaciones de emisión y/o de recepción por radio para la transmisión de datos y prevé, además, para las partes de ajuste individuales y, dado el caso, también para las disposiciones de sensores instalaciones de procesamiento de datos descentralizadas, en las que a partir de los mensaje que están disponibles y que son transmitidos en cada caso se elaboran instrucciones de ajuste para las partes de ajuste y se emiten a las partes de ajuste. Estas instalaciones de emisión y/o de recepción por radio y las instalaciones de procesamiento e datos descentralizadas adquieren su energía de alimentación de una manera ventajosa también desde las instalaciones de alimentación de corriente descentralizadas que están asociadas a las partes de ajuste y a las disposiciones de sensores.
Cada instalación de alimentación de corriente descentralizada está constituida por un generador de corriente conocido en sí, que pone a disposición con preferencia de manera contiene una corriente de carga preferentemente baja para uno o varios acumuladores de energía realizados con preferencia como baterías; éstos pone a disposición, por su parte, en el estado cargado una corriente de alimentación que es suficiente para el funcionamiento de los consumidores eléctricos conectados en cada caso. Para la protección de las baterías, la carga de las baterías debe realizarse a través de reguladores de carga, que limitan la corriente de carga, en caso necesario, en función del estado de carga de las baterías. Las baterías se pueden realizar con preferencia como baterías de gel de plomo, que presentan también todavía una capacidad suficiente a bajas temperaturas ambiente.
Las corrientes de carga deben generarse con preferencia a través de generadores solares, que se pueden disponer en la proximidad de las partes de ajuste o bien de las disposiciones de sensores a accionar y se pueden conectar con éstas a través de cables de longitud reducida preconfeccionados, resistentes a compatibilidad electromagnética (EMV), tendidos con preferencia en la superficie. Los generadores solares están constituidos de una manera conocida en sí por al menos un panel solar, que está fijado con preferencia en un mástil o en un puente y que está orientado en dirección a la luz solar incidente y que puede seguir de una manera continua la posición del sol a ser posible a través de una instalación de seguimiento.
Para el funcionamiento de los consumidores eléctricos se necesitan energías de diferentes alturas. Las cantidades de energía dependen del consumo de corriente de los consumidores respectivos y de los tiempos de conexión respectivos. Esto significa que la instalación de seguridad de paso a nivel según la invención con sus instalaciones de alimentación de corriente descentralizadas solamente se pueden aplicar allí donde no circulen más que un número determinado de trenes, por ejemplo 80 trenes al día; en otro caso, existiría el peligro de que el diseño de las instalaciones de alimentación de corriente descentralizadas no fuera suficiente para un funcionamiento fiable de la instalación de seguridad de paso a nivel. En efecto, en principio es posible poner a disposición también de manera descentralizada una cantidad casi discrecional de energía eléctrica; sin embargo, esto requiere baterías correspondientemente dimensionadas y generadores de energía correspondientemente costosos, por lo tanto aquí generadores solares. Los paneles solares con los colectores solares que transforman la luz diurna en energía eléctrica no se pueden realizar de tamaño discrecionalmente grande por razones de estabilidad, sino que están limitados en su tamaño a 1 m^{2} aproximadamente. En efecto, existe la posibilidad de disponer superpuestos varios paneles solares grandes en el mismo mástil o adyacentes en paneles vecinos; sin embargo, esto eleva los costes para las instalaciones de alimentación de energía descentralizadas de este tipo, de manera que con ello se reduce la ventaja de las instalaciones de alimentación de corriente descentralizadas con respecto a una alimentación de corriente central por cable. Por este motivo, para las partes de ajuste así como las disposiciones de sensores a accionar existirán generadores solares que no exceden un tamaño y un número determinados y, por lo tanto, una potencia determinada.
Pero en lugar de generadores solares se pueden utilizar también otras instalaciones para la alimentación de energía descentralizada, por ejemplo generadores eólicos o también células de combustible. También es posible, especialmente allí donde el consumo de potencia de los consumidores eléctricos a accionar es especialmente alto, accionar en común varias instalaciones de alimentación de corriente eléctrica que funcionan según los mismos o diferentes procedimientos físicos, por lo tanto, por ejemplo instalaciones solares junto con generadores eólicos.
Aunque al menos algunas partes de ajuste de un paso a nivel tienen una necesidad alta de energía, pero la mayoría de las veces sólo de corta duración, éste no es el caso en las disposiciones de sensores. Las disposiciones de sensores deben estar activadas, en efecto, de forma continua, es decir, que necesitan constantemente una corriente de alimentación pero sólo reducida, en cambio su consumo de potencia no se modifica durante un paso del tren de la misma manera que la de las partes de ajuste durante su activación. Aquí una configuración especialmente ventajosa de la invención prevé disponer una instalación de alimentación de corriente descentralizada común para las disposiciones de sensores que están dispuestas aproximadamente a la misma altura en vías vecinas. La instalación de alimentación de corriente común con respecto a los contactos de conexión SE1.1 y SE1.2 podría estar dispuesta en este caso sobre uno de los lados de la vía G1 en la proximidad de los contactos de conexión SE1.1 y estar conectada con éstos a través de líneas de alimentación cortas; para la alimentación de los contactos de conexión SE2.2 sirven líneas de alimentación K1 un poco más largas igualmente normalizadas, que cruzan por debajo de las vías G1 y G2 dentro de sus lechos de balasto u otros soportes de las vías. Las líneas de alimentación al menos para las disposiciones de sensores están guiadas en este caso con preferencia en canales de protección, tubos de protección y/o mangueras de protección y, por lo tanto, están protegidas en gran medida contra repercusiones mecánicas e influencias del medio ambiente.
A través de la alimentación común desde una única instalación de alimentación de corriente descentralizada se evitan costes para la instalación de un mástil propio y el mantenimiento de una batería de alimentación propia y de paneles solares propios, aunque más pequeños. Los costes para la perforación de un terraplén o la incrustación de los cables guiados en los tubos de protección son apreciables y solamente representan una fracción de los costes para la instalación adicional de otra alimentación de corriente descentralizada.
La alimentación de las restantes disposiciones de sensores SA1.2, SA2.1; SA1.1, SA2.2 así como SE1.2, SE2.1, que están dispuestas en cada caso también aproximadamente a la misma altura, se puede realizar en cada caso igualmente desde una instalación de alimentación de corriente común respectiva a través de cables K3, K4 o bien K2 asociados.
Pueden existir relaciones similares cuando las señales de supervisión y los contactos de conexión están dispuestos estrechamente adyacentes. En este caso, puede ser admisible alimentar con energía las señales de supervisión y los contactos de conexión, respectivamente, desde una instalación de alimentación de corriente descentralizada común
Para el control y supervisión de los elementos de ajuste de un paso a nivel están asociados a los elementos de ajuste instalaciones de procesamiento de datos descentralizadas, cuya necesidad de energía es cubierta a partir de la energía de alimentación acondicionada de manera descentralizada en el lugar. Estas instalaciones de procesamiento de datos son poco costosas desde el punto de vista del volumen de procesamiento a ejecutar y, por lo tanto, pueden estar representadas por controladores. Los datos a procesar se obtienen a través de una conexión estándar y/o de un cableado estándar desde el elemento de ajuste correspondiente y a través de las instalaciones de emisión y/o de recepción por radio desde otros elementos de ajuste del paso a nivel y desde las disposiciones de sensores del paso a nivel, desde los trenes que se aproximan o desde una instalación de mando o de supervisión. Las instalaciones de emisión y/o de recepción por radio adquieren su energía de alimentación desde la alimentación de corriente descentralizada, acondicionada localmente, del elemento de ajuste correspondiente o bien desde la disposición de sensor correspondiente. Las antenas de las instalaciones de emisión y/o de recepción por radio se encuentran de una manera ventajosa en lugar expuesto, a saber, en los mástiles o puentes, en los que están montados también los paneles solares para la alimentación de energía descentralizada y, dado el caso, las señales luminosas.
Las instalaciones de procesamiento de datos descentralizadas y/o las instalaciones de emisión y/o recepción por radio pueden estar equipadas también con instalaciones de alimentación de corriente más pequeñas separadas para que sean independientes de la tensión que se modifica con la carga de las instalaciones de alimentación de corriente descentralizadas asociadas a las partes de ajuste.
Está previsto disponer la instalación de procesamiento de datos descentralizada asociada en cada caso a cada parte de ajuste y a las disposiciones de sensores, respectivamente, en una carcasa, la llamada caja de seguridad SB, en la proximidad de la parte de ajuste o bien de la disposición de sensor y en particular con preferencia en el mástil o bien en el puente, en el que están dispuestos también los paneles solares, o en el interior de un mástil de este tipo. La figura 2 muestra de manera esquemática la estructura de una caja de seguridad de este tipo. La caja de seguridad SB es alimentada a través de al menos un acumulador de energía, por ejemplo una batería B, que es alimentada con una corriente de carga constante a través del regulador de carga desde generadores solares SG montados en un mástil M. En la caja de seguridad se ajusta la energía puesta a disposición por el acumulador de energía en un módulo de alimentación de energía EV a diferentes niveles de altura según las necesidades y se alimenta a los restantes componentes de la caja de seguridad. Un núcleo de ordenador RK seguro desde el punto de vista de la técnica de señales procesa los mensajes que le llegan de las disposiciones de sensores y de las partes de ajuste y a partir de ellos deduce instrucciones de ajuste al menos para la parte de ajuste propia. Los mensajes y las instrucciones de ajuste a procesar de otras cajas de seguridad son recibidas por el núcleo de ordenador, por una parte, a través de un hardware periférico específico HW desde la parte de ajuste correspondiente y, por otra parte, a través de un módulo de comunicación KM desde las instalaciones de emisión / recepción por radio F correspondientes. Las cajas de seguridad de las partes de ajuste están provistas, en general, tanto con instalaciones de emisión por radio como también con instalaciones de recepción por radio, en cualquier caso tanto cuando deben procesar mensajes e instrucciones de ajuste o comandos como también cuando deben emitir mensajes e instrucciones de ajuste, es decir, que el tipo del procesamiento de datos dentro de los núcleos de ordenador individuales determina si para un tipo determinado de cajas de seguridad se necesitan, además de las instalaciones de recepción por radio, forzosamente también instalaciones de emisión por radio. En las cajas de seguridad para las disposiciones de sensores solamente se necesitan instalaciones de emisión por radio, porque las disposiciones de sensores propiamente dichas no tienen que ejecutar instrucciones de ajuste. Por otra parte, se puede tomar la disposición, si es posible, someter las disposiciones de sensores desde el paso a nivel o independientemente de ello, por ejemplo a un control de la función y actuar en este caso de una manera predeterminada sobre las disposiciones de los sensores. También en este caso se pueden proveer las cajas de seguridad de las disposiciones de sensores con instalaciones de recepción correspondientes. Lo mismo se aplica de una manera correspondientes para las cajas de seguridad de las partes de ajuste.
Cada caja de seguridad presenta un hardware periférico específico, que es diferente del hardware de las cajas de seguridad para otros tipos de partes de ajuste. En el presente ejemplo de realización existen cuatro ejecuciones de hardware periféricas específicas para el control de barreras S, señales luminosas de tráfico por carretera L o señales de supervisión U y para la lectura de mensajes de sensores SM de los sensores de conexión y desconexión. Pero también es posible equipar las cajas de seguridad con el hardware que es necesario, en general, para el control de las partes de ajuste discrecionales y de las instalaciones de sensores y conmutar este hardware, por ejemplo en el lugar de una manera activa o inactiva en cuanto al hardware o al software, según que la caja de seguridad sea necesaria para el control de una u otra parte de ajuste o para la evaluación de mensajes de sensores.
También es posible controlar en común desde una caja de seguridad individual un paso a nivel con todas sus partes de ajuste. Esto puede ser ventajoso cuando está instalada una instalación de seguridad de paso a nivel ya en el lugar y se pueden incorporar en el control ahora los contactos de conexión alejados y/o las señales de supervisión.
Las cajas de seguridad pueden estar dispuestas dentro de los mástiles o puentes, en los que se pueden instalar los paneles solares para la alimentación de corriente descentralizada. Están protegidas en gran medida allí contra acceso desde el exterior y contra influencias del medio ambiente. Los mástiles se pueden utilizar también para el alojamiento de las baterías y reguladores de carga. A tal fin, los mástiles se pueden realizar de tal forma que presentan un volumen de alojamiento correspondiente y se pueden proveer con escotaduras correspondientes para la instalación de las baterías y de los restantes componentes, como por ejemplo de las líneas de alimentación y de las líneas de antenas. Las cubiertas se pueden cubrir hacia fuera, por ejemplo, a través de puertas y a través de cerraduras contra apertura no autorizada. Los mástiles para el alojamiento de los paneles solares de las instalaciones de alimentación de corriente y de las cajas de seguridad se pueden utilizar para recibir también las señales luminosas para el control del tráfico por carretera o del tráfico ferroviario, pudiendo fijarse éstas entonces a ser posible a través de salientes en los mástiles para poder representarlas lo más exactamente posible en el borde de la calzada o bien en el trayecto ferroviario.
La instalación de seguridad de pasos a nivel según la invención no está limitada a la utilización en trayectos de dos vías, sino que se puede aplicar también con ventaja en trayectos de una vía y en otros trayectos de más vías.
Allí donde se trata de instalar un paso a nivel nuevo o de automatizar un paso a nivel ya existente, la configuración explicada anteriormente de una instalación de seguridad de pasos a nivel con toda la descentralización de la alimentación de corriente forma un óptimo con respecto a la reducción de costes. Allí donde solamente deben renovarse pasos a nivel automáticos ya existentes, puede ser conveniente partir de la descentralización absoluta de la alimentación de corriente y en particular al menos con respecto a las partes de ajuste dispuestas en la proximidad absoluta del paso a nivel. En efecto, allí existe ya, en general, una instalación de alimentación de corriente central, en la que están conectadas las partes de ajuste o al menos una parte de ellas a través de cables ya tendidos. La alimentación de corriente de estas partes de ajuste se puede realizar entonces, si los cables están todavía en orden, desde la red y solamente el control de las partes de ajuste se realiza a través de las cajas de seguridad configuradas según la invención, que están organizadas de forma descentralizada y que intercambian entre sí los datos necesarios para el control de un paso a nivel. En caso necesario, en efecto, cuando las líneas de alimentación para las partes de ajuste individuales no corresponden ya a la norma dada, entonces se pueden reequipar las partes de ajuste respectivas con instalaciones de alimentación de corriente descentralizadas, sin que se modifique nada en las cajas de seguridad ni en su modo de actuación.
Además, puede ser ventajoso poner a disposición de forma centralizada la energía para el funcionamiento de los componentes de un paso a nivel, por ejemplo desde una red pública o una red propia del ferrocarril. Desde un puesto de alimentación central se pueden alimentar con energía los acumuladores de energía de las instalaciones de alimentación de corriente descentralizadas al menos para los elementos de ajuste y las disposiciones de sensores que están dispuestas en la proximidad inmediata del paso a nivel. Puesto que las corrientes de carga son muy bajas, se pueden utilizar líneas de alimentación poco costosas para la transmisión de energía.

Claims (27)

1. Instalación de seguridad con partes de ajuste para el control al menos del tráfico por carretera así como con disposiciones de sensores en el lado de la vía para el reconocimiento de vehículos ferroviarios que circulan por encima de la misma y para el control al menos indirecto de las partes de ajuste y con instalaciones de alimentación de corriente descentralizadas para el funcionamiento de las disposiciones de sensores para la conexión de la instalación de seguridad para paso a nivel y con una conexión por radio de estas disposiciones de sensores en el paso a nivel, estando asociado a las disposiciones de sensores (SE1.1, SE2.2; SE1.2, SE2.1, SA1.1, SA2.2, SA1.2, SA2.1) al menos un emisor para la transmisión de datos por radio, caracterizada porque a las partes de ajuste (S1, S2, L1.1, L1.2, L2.1, L2.2, U1.1, U1.2, U2.1, U2.2) están asociadas exclusivamente instalaciones de procesamiento de datos descentralizadas (SB) para la evaluación, procesamiento y emisión de mensajes y/o de instrucciones de ajuste, donde cada instalación de procesamiento de datos está conectada con la parte de ajuste asociada a ella a través de un circuito de adaptación y colabora a través de una instalación de emisión / recepción por radio (F) con instalaciones de emisión / recepción por radio de las otras partes de ajuste y con los emisores de las disposiciones de emisores.
2. Instalación de seguridad para paso a nivel según la reivindicación 1, caracterizada porque adicionalmente está asociado un receptor al menos a una de las disposiciones de sensores.
3. Instalación de seguridad para paso a nivel según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque las instalaciones de procesamiento de datos descentralizadas (SB) están constituidas por un núcleo de ordenador (RK) de uno o varios canales.
4. Instalación de seguridad para paso a nivel según la reivindicación 3, caracterizada porque las instalaciones de procesamiento de datos están conectadas en las partes de ajuste correspondientes directamente o a través de líneas preferentemente blindadas y/o retorcidas.
5. Instalación de seguridad para paso a nivel según la reivindicación 3 ó 4, caracterizada porque para el control de varias partes de ajuste de un paso a nivel está prevista una instalación de control común, que se puede conectar y desconectar de una instalación de procesamiento de datos descentralizada asociada a través de un circuito de adaptación especial.
6. Instalación de seguridad para paso a nivel según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque para la alimentación de energía de las disposiciones de sensores así como de las partes de ajuste y de sus instalaciones de procesamiento de datos están previstas instalaciones de alimentación de corriente descentralizadas.
7. Instalación de seguridad para paso a nivel según la reivindicación 6, caracterizada porque a las disposiciones de sensores (SE1.1, SE2.2), que están dispuestas, en el caso de pasos a nivel de varías vías, al menos aproximadamente a la misma distancia del paso a nivel en las vías (G1, G2) vecinas, está asociada, respectivamente, una instalación de alimentación de corriente descentralizada común, que está dispuesta en la región próxima de una de las disposiciones de sensores (SE1.1) sobre uno de los lados de la vía y alimenta energía eléctrica a la disposición de sensor respectiva así como a la disposición de sensor (SE2.2) / disposiciones de sensor dispuestas sobre el otro lado de la vía, a través de líneas (K1) que cruzan sobre la vía.
8. Instalación de seguridad para paso a nivel según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque en el caso de pasos a nivel de varias vías, para las disposiciones de sensores (SE1.1, SE2.2) dispuestas al menos aproximadamente a la misma distancia del paso a nivel en las vías vecinas, o bien están previstos emisores separados o al menos un emisor común, que está conectado con al menos una de las disposiciones de sensores a través de al menos una línea que cruza la vía.
9. Instalación de seguridad para paso a nivel según una de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizada porque cuando una señal de supervisión está dispuesta en la proximidad espacial de al menos una disposición de sensor, está prevista para la alimentación de energía de las señales de supervisión y de la disposición de sensor, una instalación de alimentación de corriente descentralizada común asignada espacialmente, que está conectada a través de líneas con la señal de supervisión y la disposición de sensor.
10. Instalación de seguridad para paso a nivel según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque para la transmisión de mensajes a vehículos y/o a un puesto de mando o de supervisión se utilizan al menos indirectamente los emisores de las disposiciones de sensores y, dado el caso, de las partes de ajuste.
11. Instalación de seguridad para paso a nivel según una de las reivindicaciones 6 a 10, caracterizada porque las instalaciones de alimentación de corriente descentralizadas presentan acumuladores de energía (B) que se pueden cargar a través de reguladores de la carga.
12. Instalación de seguridad para paso a nivel según la reivindicación 11, caracterizada porque los acumuladores de energía están realizados como baterías.
13. Instalación de seguridad para paso a nivel según la reivindicación 12, caracterizada porque las baterías (B) están realizadas como baterías de gel de plomo.
14. Instalación de seguridad para paso a nivel según una de las reivindicaciones 6 u 11 a 13, caracterizada porque la alimentación de energía de las instalaciones de alimentación de corriente descentralizadas en la región del paso a nivel se realiza a partir de una instalación de alimentación de corriente común, en la que están conectadas las instalaciones de alimentación de corriente descentralizadas a través de líneas.
15. Instalación de seguridad para paso a nivel según una de las reivindicaciones 6 a 11, caracterizada porque para la alimentación de energía de al menos algunas de las partes de ajuste están previstas, respectivamente, instalaciones de alimentación de corriente eléctrica accionadas según el mismo o según diferentes procedimientos físicos.
16. Instalación de seguridad para paso a nivel según una de las reivindicaciones 6 a 15, caracterizada porque las instalaciones de alimentación de corriente están realizadas como generadores solares (SG).
17. Instalación de seguridad para paso a nivel según la reivindicación 16, caracterizada porque los generadores solares están constituidos por al menos un panel solar montado en al menos un mástil (M) o un puente.
18. Instalación de seguridad para paso a nivel según una de las reivindicaciones 6 a 5, caracterizada porque las instalaciones de alimentación de corriente están realizadas como generadores eólicos.
19. Instalación de seguridad para paso a nivel según una de las reivindicaciones 6 a 15, caracterizada porque las instalaciones de alimentación de corriente están realizadas como células de combustible.
20. Instalación de seguridad para paso a nivel según la reivindicación 1, 8 ó 10, caracterizada porque las instalaciones de emisión / recepción por radio están dispuestas junto o en un mástil (M) o un puente.
21. Instalación de seguridad para paso a nivel según una de las reivindicaciones 17 a 20, caracterizada porque los generadores solares y las instalaciones de emisión / recepción por radio están dispuestas en los mástiles o puentes para las señales luminosas (L1.1, L1.2, L2.1, L2.2, U1.1, U1.2, U2.1, U2.2) para el control del tráfico por carretera o del tráfico ferroviario.
22. Instalación de seguridad para paso a nivel según una de las reivindicaciones 17 a 21, caracterizada porque los mástiles están provistos con escotaduras, que se pueden cerrar por medio de cubiertas, para el alojamiento de acumuladores de energía y reguladores de carga y porque los mástiles reciben, además, el cableado entre los paneles solares, los reguladores de carga, los acumuladores de energía así como eventuales consumidores eléctricos que funcionan en el mástil.
23. Instalación de seguridad para paso a nivel según la reivindicación 22, caracterizada porque los mástiles reciben en su interior las instalaciones de procesamiento de datos descentralizadas.
24. Instalación de seguridad para paso a nivel según la reivindicación 20, caracterizada porque las instalaciones de emisión / recepción por radio dispuestas en el interior de mástiles están provistas al menos con una antena, que se proyecta desde el mástil respectivo.
25. Instalación de seguridad para paso a nivel según la reivindicación 22, caracterizada porque las cubiertas están aseguradas por medio de cerraduras contra apertura no autorizada.
26. Instalación de seguridad para paso a nivel según la reivindicación 7 u 8, caracterizada porque las líneas (K1) entre las disposiciones de sensores (SE1.1, SE1.2) dispuestas aproximadamente a la misma distancia del paso a nivel en vías vecinas o entre disposiciones de sensores y partes de ajuste de al menos una de las vías cruzan por debajo dentro de su lecho de balasto o de otro soporte de la vía.
27. Instalación de seguridad para paso a nivel según la reivindicación 26, caracterizada porque las líneas están tendidas en canales de protección, tubos de protección y/o mangueras de protección.
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