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