ES2247447T3 - Procedimiento para la deteccion de la ocupacion de las vias ferreas. - Google Patents
Procedimiento para la deteccion de la ocupacion de las vias ferreas.Info
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Abstract
Procedimiento para la constatación de una ocupación de vía por: A1 un sensor de rueda (9) fijado en un carril (3) que contiene una estación emisora (5) y un receptor (6) que registra una alteración de un campo magnético debido a las ruedas del ferrocarril (1) que circulan por el carril (3), A2 un circuito de vía formado por dos carriles (3), que muestra una estación emisora (5) y un receptor (6), que al ser circulado por un vehículo ferroviario se cortocircuita, de forma que el cortocircuito se registra en el receptor; caracterizado por las etapas del procedimiento: B a estación emisora (5) abastece una señal (SB) que es de banda ancha desde el punto de vista espectral y que contiene una información (S) y que es generada en una unidad emisora (50; 5a, 5b, ..) C las señales (SB¿) registradas por el receptor (6) se suministran a una unidad de recepción (60, 6a, 6b, ..) para la recuperación de la información (S) emitida en la etapa del procedimiento B, de forma que la unidad de emisión (50; 5a, 5b, ..) y la unidad de recepción (60; 6a, 6b, ..) están acopladas; D los distintos niveles que se presentan en las señales (SB¿) registradas se consultan para la constatación de una ocupación de vía.
Description
Procedimiento para la detección de la ocupación
de las vías férreas.
La presente invención, se refiere a un
procedimiento para la detección de la ocupación de las vías férreas,
según el preámbulo de la reivindicación 1.
Es conocido por la técnica de seguridad
ferroviaria, la detección de la ocupación de una vía con un circuito
de vía. Para lo cual están los dos carriles de un tramo de la vía
aislados los unos de los otros. Al circular con un vehículo
ferroviario, ambos carriles se cortocircuitan electrónicamente y de
ese modo puede ser comprobada de forma segura la ocupación.
Igualmente son conocidos los procedimientos de mensaje de vía libre,
mediante los contadores de ejes - mecánicos o electrónicos -. Se
pone de manifiesto por ejemplo en [1] un detector de ejes, en el
cual mediante una inductividad, que se forma a través de un lazo
conductor y los carriles en una sección limitada, que al conducir
por encima un coche o un eje se detecta por el cortocircuito de la
inductividad antes citada. Una aplicación de un sensor contador de
ejes es presentado en [2]. Sistemas electrónicos de detección y en
particular contadores de ejes que funcionan electrónicamente,
muestran la desventaja sobre la frecuencia efectiva en cuestión,
como por ejemplo 33 kHz, 43 kHz o 850 kHz o 1.2 MHz la
influencia de las interferencias es discontinua y por esto muestra
una disponibilidad limitada. La influencia de las interferencias
puede ser causada, por ejemplo por frenos de corrientes parasitas y
locomotoras convertidores. Como se pone en práctica en [3], puede un
desplazamiento de la frecuencia efectiva en una presunta zona libre
de campos perturbadores, no traer ningún éxito duradero.
Precisamente en fuentes de interferencia muy de banda ancha no se
puede, en realidad, fijar ninguna frecuencia efectiva que esté fuera
de la banda de frecuencia de la totalidad de la fuente de
interferencias. Con respecto a eso se propone en [3], un campo
perturbador por el que se detecta una primera bobina sin núcleo y se
prevé una segunda bobina sin núcleo, para compensar el campo
perturbador. En el caso de esta aplicación no se puede conseguir
ninguna compensación completa, como ésta actúa solo para campos
perturbadores homogéneos. Como la distribución del campo funciona de
forma radial sobre el perfil del carril, existen siempre los campos
de interferencia heterogéneos. La compensación no actúa por eso
íntegramente en la resonancia de unos círculos sobre un punto de la
frecuencia efectiva, pues la compensación depende de la frecuencia.
Una superposición por corrientes transitorias fuertes, puede tener
como consecuencia señales de amortiguamiento o ninguna compensación
del campo de interferencia.
En [4] se propone un sensor de rueda, que muestra
dos sistemas de sensor de ruedas independientes, separados de forma
galvánica. Estos detectan la pestaña de una rueda de ferrocarril. El
principio operativo, se basa en que un campo alternativo
electromagnético, a través de vaporización con metales se ve privado
de energía. Este sistema requiere un control de correcto
montaje.
La presente invención tiene por objeto proponer
un procedimiento para la detección de la ocupación de las vías, que
en gran parte es inmune contra las interferencias perturbadoras
electromagnéticas en una gama de frecuencia dilatada y no requieren
ningún ajuste en el montaje.
Este objetivo preconizado en la invención, se
soluciona por medio de los procedimientos propuestos en la
reivindicación 1.
Por el procedimiento preconizado en la invención,
se abre la posibilidad de que instalaciones existentes sobre las
vías, sean contadores de ejes o circuitos de vía, de nuevo se sigan
utilizando. Por el acoplamiento de la unidad emisora y de la unidad
receptora, el procedimiento preconizado en la invención, no requiere
ningún calibrado, ni ningunos ajuntes del nivel de medida en el
montaje. Por la señal de banda ancha de forma espectral, que
contiene una información, se asegura que los campos perturbadores
emergentes que sean provocados, por ejemplo por los frenos
electromagnéticos sobre el carril o por los frenos de corrientes
parasitas, no ejerzan ninguna influencia relevante de seguridad en
la detección de la ocupación de las vías.
La señal de banda ancha de forma espectral que
contiene una información, se deja codificar de maneras diferentes,
por ejemplo por la técnica Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS) o
a través de las respectivas emisiones de una curva de respuesta de
frecuencia ascendente o descendente. Como durante este procedimiento
siempre está disponible un receptor, este receptor se deja utilizar
también para la constatación de campos perturbadores estáticos o
transitorios y de esa manera, se puede aplicar, en el sentido de un
sistema con capacidad de aprender, una curva de respuesta de
frecuencia emitida, dado el caso, fuera o en el borde de un campo
perturbador y ser mejorada la seguridad de nuevo. Ese comportamiento
aprendido no es sin embargo para el procedimiento preconizado en la
invención absolutamente necesario.
Otras realizaciones ventajosas de la invención
están incluidas en otras reivindicaciones.
A continuación se explica más detalladamente la
invención a título de ejemplo por medio de los dibujos adjuntos, en
los que se muestran:
Figura 1 Representación de principio de un
circuito de vía en caso de aplicación en una primera forma de
ejecución de la presente invención;
Figura 2 Distribución de bobinas de emisión y de
recepción en las vías;
Figura 3 Construcción de un sensor de rueda en
estado de ensamblado en un carril;
Figura 4 Representación de principio de la
extensión de una señal para la técnica DSSS;
Figura 5 Representación de una señal perturbada
S_{B}';
Figura 6a Representación del procedimiento FSK
temporalmente lineal;
Figura 6b Representación del procedimiento FSK
temporalmente logarítmico;
Figura 6c Representación de la curva del nivel de
emisión y del nivel de recepción sobre una banda de frecuencia
durante el procedimiento FSK;
Figura 7 Esquema de principio de una detección
de rueda para el procedimiento FSK;
Figura 8 Esquema de principio de una detección
de rueda para el procedimiento FSK para procesadores de señal
digitales.
La invención se explica mediante dos
procedimientos de codificación, bajo el empleo de unos campos de
frecuencia de banda ancha, para la detección de una ocupación de la
vía:
- 1.
- Detección con la técnica Direct Sequence Spread Sprectrum, en lo sucesivo denominado técnica DSSS
- 2.
- Detección mediante la técnica Frequency Swepp Keying; en lo sucesivo denominado técnica FSK. En esta técnica FSK esta prevista una curva de respuesta de frecuencia, que sube o que cae, dentro de una banda de frecuencia fijada: "pintada" = swepp de la banda de frecuencia.
En este documento la técnica Frequency Swepp
Keying se diferencia además del significado utilizado usualmente y
también designado como técnica FSK. Esta no puede confundirse con la
denominada técnica Frequency Shift Keying (también denominada:
procedimiento de manipulación por desplazamiento de frecuencia),
para las que asimismo es usual utilizar el acrónimo FSK.
Las dos técnicas anteriormente citadas son
aplicables en:
- A1
- Detección "galvánica" de una ocupación de vía sobre un circuito de vía por "cortocircuito" de dos carriles representados en una sección de vía;
- A2
- detección magnética de unas ruedas y aplicación de un método contador de ruedas o de un método contador de ejes.
Para la detección magnética, tiene lugar una nota
explicativa mediante las figuras 2 y 3. Las detecciones magnéticas o
galvánicas, son aquí independientes de los dos procedimientos de
codificación mencionados anteriormente.
La primera forma de ejecución de la presente
invención, se explica mediante la forma de implementación galvánica
conforme a la figura 1 y contienen los siguientes pasos:
Una información S en representación binaria del
ancho n Bit se excluye o enlaza mediante la técnica DSSS con una
denomina "Chipping Sequence" B - también denominado código
Barker B -. Ese enlace será designado la mayoría de las veces como
XOR. El enlace XOR esta representado en la figura 4, donde para la
información S se acepta solamente una anchura de n = 2 Bit, el
resultado del enlace XOR con el código Barker B es denominado con
S_{B}. El ancho m del código Barker B asciende en esa
representación a m = 11 Bit. Una información S_{B} extendida de
esa manera se modula en una frecuencia portadora.
La figura 1 muestra dos trozos de la vía
separados por un aislamiento de los carriles. Para un trozo de la
vía, está conectado en la distancia d de una estación
emisora/repetidor 5 un circuito receptor con una receptor/repetidor
6. Un área típica para tal distancia d esta en el intervalo 25 m ..
2500 m. Como anteriormente se expuso, la frecuencia portadora así
modulada, en su uso, se conecta en un circuito de vía conforme a la
representación de la figura 1 en la bobina de emisión 51 como parte
de un repetidor 5. La bobina de emisión secundaria 52 como parte del
repetidor 5 esta conectada en las dos carriles 3 del trozo de vía.
El receptor/repetidor 6 muestra en el circuito primario una bobina
de recepción 62 y en el circuito secundario una bobina de recepción
61. La función principal para tal circuito de vía en la técnica DC o
AC es la siguiente: En un circuito de vía de reposo reacciona una
dirección de recepción en una vía libre y "atrae" el relé de la
vía o una detección electrónica. Si un vagón se encuentra en el
trozo de vía, se cambian las relaciones eléctricas. Se produce una
derivación, de manera que a través por la dirección de recepción ya
solo circula una pequeña corriente inversa. Así se comprueba, que el
trozo esta ocupado, entonces el relé de la vía no "atrae" más.
Esta estructura tiene como consecuencia que todos los errores que
aparecen frecuentemente, conducen como interrupción del circuito
(por ejemplo por una ruptura de circuito o por dispositivos de
seguridad defectuosos) a un trozo de vía supuestamente ocupado.
Este procedimiento con la técnica DC o AC adolece del inconveniente
de que un reflujo en las vías puede simular una ocupación, que para
nada representa una ocupación por un eje o un vehículo. Eso vale
también en un circulo DC, que a causa de las corrientes altas
también sólo unas pocas partes por mil de una porción DC de los
relés anteriormente mencionados, traen una reacción o no reaccionan.
Esa desventaja se elimina, en esta primera forma de ejecución de la
presente invención, por que la señal moduladamente extendida sobre
una banda de frecuencia portadora, es de banda ancha. La mencionada
frontera superior de la banda de frecuencia se explica por que por
encima de los valores límites de emisión de frecuencia se tienen que
respectar. El nivel de la señal S_{B}' recibida en la bobina de
recepción 62 por el receptor 6, depende de la presencia de una rueda
1 en el entorno directo de las emisora/receptor dispuestos en los
carriles. En un dispositivo de recepción (no representado en la
figura) esa señal S_{B}' se debe acercar. Eso es en general
considerablemente más complejo que la extensión. En la presente
invención es especialmente ventajosa, que en el dispositivo de
recepción esta directamente disponible el ciclo de emitir, porque el
dispositivo de emisión y el dispositivo de recepción se pueden
realizar inmediatamente uno al lado del otro o como dispositivo
integrado. Esa suposición fundamental no se aplica en general para
la telecomunicación en la técnica DSSS. Por consiguiente, en el
dispositivo de recepción no se prevén ningunos gastos especiales
para la sincronización. La señal recibida S_{B}' se une de nuevo
con el mismo código Barker B XOR. La señal recibida S_{B}'
tiene, conforme a la figura 5, en la parte i una evolución
S_{i}. Naturalmente también aparece en otras partes una evolución
no ideal, que sin embargo no esta representado en la figura 5, sino
que exclusivamente ejemplarizado para la parte i. Esa señal
S_{i} se diferencia de la intensidad de la señal media S_{Avg}
por D_{i}. La desviación D_{i} se multiplica a continuación
por -1, en caso de que el valor del código Barker en la parte i sea
igualmente 1. El resultado R_{i} se calcula sumando a ese valor la
intensidad de señal media S_{Avg}. Un integrador suma los valores
recibidos para cada parte i = 1, 2... del código Barker de la
longitud n. Si es mayor el resultado que la intensidad de señal
media S_{Avg}, se decide un comparador para ese bit (el
contenido útil S ..) en 1, en otro caso en 0. De esta manera se
puede decidir ahora, si sobre la parte en cuestión de las vías, se
encuentra o no una rueda.
La ventaja especial de la codificación
anteriormente mencionada con la técnica de DSSS está en que existe
once veces redundancia. Eso se da por la anchura del código Barker
de m = 11. En una interferencia de banda estrecha en distintas
partes de la banda de frecuencia se puede la transmisión extendida
S_{B}, ser regenerada sin embargo como información S. Para la
transmisión se utilizan por ejemplo las siguientes frecuencias o
bien una banda de frecuencia de la banda de frecuencia mencionada a
continuación:
10 kHz .. 30
MHz.
En un desarrollo especialmente ventajoso de la
presente invención, bajo la utilización de la infraestructura
integrada, como el antes denominado circuito de vía, para el aumento
de la seguridad de la detección, puede preverse lo siguiente: La
información S se extiende con otro código Barker B_{2}, con lo que
este código abarca la parte m_{2}. La señal extendida S_{B_{2}},
frente a la primera banda de frecuencia portadora, se modula sobre
una banda de frecuencia portadora disjunta. Para el código Barker
B_{2} no valen ningunas condiciones especiales, en particular
pueden las longitudes m y m_{2} ser distintas. De esta manera un
redundante sistema de dos canales, está hecho para la detección de
una ocupación de vía, que es inmune frente a una perturbación de una
banda de frecuencia específica, y de esa manera se cumplen las
condiciones de seguridad puestas de forma óptima. A pesar de la
redundancia, no es necesario instalar ninguna segunda instalación en
las vías. Tal segundo canal se implementa con otro código Barker
B_{2} con unos gastos relativamente pequeños.
La segunda forma de ejecución de la presente
invención se explica por medio de la forma de implementación
magnética conforme a las figuras 2 y 3.
La figura 2 muestra la distribución de una
estación emisora 5 y un receptor 6 a la izquierda y a la derecha de
un carril 3 en una vía 11. La estación emisora 5 y el receptor 6
están conectados sobre una línea de conexión 8 con un borde de
conexión. Se tiene que tener en cuenta que el receptor 6 muestra al
menos dos bobinas de recepción 9a y 9b (no representado en la figura
2 y 3), ordenados de forma típica en una distancia de cerca de 10 cm
(- 0 cm; + 10 cm). En la figura 3 esta representada la
distribución constructiva de la estación emisora 5 y el receptor 6
en un sensor de rueda 9. En una caja están alojadas para su
protección la estación emisora 5 y el receptor 6 y respectivamente
la bobina de recepción 9a, 9b, .. y unidos fijamente al carril 3
con un elemento de sujeción 7, como por ejemplo una unión por
tornillos. La línea de conexión 8 se conduce de la vía que se ve
afuera, a un borne de conexión 10 no representado. Igualmente no
está representada la fijación del carril a través de la arista
superior 4 a la traviesa representada. Entre la estación emisora 5 y
el receptor 6 están representadas las líneas de flujo principal 13
sobre la cara superior del carril. Las curvas de las líneas de flujo
13 se ven influidas por una rueda 1 que pasa rodando. Para la
representación de la orientación se muestra la rueda 1 con una
llanta 2. La estación emisora 5 y respectivamente la bobina de
emitir se extiende sobre al menos dos bobinas de recepción 9a, 9b.
Podrían sin embargo estar previstas otras bobinas de recepción 9c y
9d.La bobina de emitir 5 se admite en una primera variante con una
señal conforme a la representación de la figura 6a. Esta señal, es
decir la curva de respuesta de frecuencia f_{a}, se emite
repetitivamente en un modulo por T_{rep}. Esa curva de respuesta
de frecuencia f_{a} es lineal dentro de T_{rep} sobre la
duración de una primera frecuencia f_{1} inferior a una
frecuencia f_{2} superior. En el lenguaje técnico la curva de
respuesta de frecuencia lineal u otra ascendente o descendente se
designa como "Sweep".En un intervalo temporal de T_{ab} se
conecta otra curva f_{b} sobre la bobina de emisión 5. El
intervalo temporal T_{ab} se podrá consultar como codificador de
una determinada información S. Valores típicos para las variables
antes citadas son:
f_{1} = 10 kHz
f_{2} = 10 MHz
T_{rep} = 10 .. 2000 \mus
T_{ab} = 2 .. 500 \mus
Las bobinas de recepción 9a y 9b detectan sobre
las líneas de flujo 13 el espectro emitido por la bobina de emisión
5. El nivel de este espectro depende así de la presencia de una
rueda o de un objeto de un material magnético, entre la bobina de
emisión 5 y las bobinas de recepción 9a y 9b.
En la figura 6c esta representado un nivel
P_{s} constante sobre el campo de frecuencia, que se define por la
frecuencia inferior f_{1} y la frecuencia superior f_{2}. La
bobina de emisión 5 se conduce sobre el campo de frecuencia
precitada
[f_{1} .. f_{12}] a este nivel. En el mismo diagrama, esta representado en una distancia de niveles P_{D} momentáneo un nivel de recepción P_{S'}, en el que se acepta que en un subdominio pequeño, sobre una frecuencia f, exista un campo perturbador D_{f}. El concepto anteriormente mencionado "momentáneo" significa aquí para la frecuencia f a la que se refiere, un momento específico. Este nivel de recepción aparece en una bobina de recepción 9a o 9b. Este campo perturbador es naturalmente parte de las señales S_{B} recibidas con el nivel P_{S}. Para que sea mas claro este se indica en la figura 6c en particular con D_{f}. Por una propia calibración se detecta, si la diferencia de nivel P_{D} correspondiente entre P_{S} y P_{S'} corresponde a la presencia de una rueda o no. Esta diferencia de nivel P_{D} se "falsifica" por el anteriormente mencionado campo perturbador. Eso es sin embargo insignificante para la constatación de la presencia o de la ausencia de una rueda, como en intervalos discretos sobre la frecuencia P_{D} zona [f_{1}.. f_{12}] se detectan las correspondientes distancias P_{D}, sumádolas correlativamente y finalmente se calcula la media. Por consiguiente los campos perturbadores condicionados "fugitivos" no tienen ninguna influencia sobre la mencionada constatación de la presencia o de la ausencia de una rueda. Además los campos perturbadores son transitorios en alto grado, de manera que con la repetición T_{REP} fijada en el campo 10-2000 \mus el estado momentáneo relativo a la presencia/ausencia de una rueda se comprueba de forma múltiple en un sensor.
[f_{1} .. f_{12}] a este nivel. En el mismo diagrama, esta representado en una distancia de niveles P_{D} momentáneo un nivel de recepción P_{S'}, en el que se acepta que en un subdominio pequeño, sobre una frecuencia f, exista un campo perturbador D_{f}. El concepto anteriormente mencionado "momentáneo" significa aquí para la frecuencia f a la que se refiere, un momento específico. Este nivel de recepción aparece en una bobina de recepción 9a o 9b. Este campo perturbador es naturalmente parte de las señales S_{B} recibidas con el nivel P_{S}. Para que sea mas claro este se indica en la figura 6c en particular con D_{f}. Por una propia calibración se detecta, si la diferencia de nivel P_{D} correspondiente entre P_{S} y P_{S'} corresponde a la presencia de una rueda o no. Esta diferencia de nivel P_{D} se "falsifica" por el anteriormente mencionado campo perturbador. Eso es sin embargo insignificante para la constatación de la presencia o de la ausencia de una rueda, como en intervalos discretos sobre la frecuencia P_{D} zona [f_{1}.. f_{12}] se detectan las correspondientes distancias P_{D}, sumádolas correlativamente y finalmente se calcula la media. Por consiguiente los campos perturbadores condicionados "fugitivos" no tienen ninguna influencia sobre la mencionada constatación de la presencia o de la ausencia de una rueda. Además los campos perturbadores son transitorios en alto grado, de manera que con la repetición T_{REP} fijada en el campo 10-2000 \mus el estado momentáneo relativo a la presencia/ausencia de una rueda se comprueba de forma múltiple en un sensor.
Otras utilizaciones del espectro recibido se
refieren en las figuras 7 y 8.
La figura 7 muestra un primer esquema de
principio a la detección de una rueda según el procedimiento FSK.
Con los signos de referencia 5_{a}, 5_{b}, etc. están
representadas las instalaciones de emisoras sincronizadas para la
curva de respuesta de frecuencia f_{a}, f_{b}, etc. Las señales
generadas por las instalaciones de emisoras 5_{a}, 5_{b}, etc.
se suministran a la bobina de emisión 5. Dependiendo de la presencia
de una rueda en la zona de la bobina de emisión 5, tiene lugar una
inducción en la bobina de recepción 9a, 9b, etc. Estas bobinas de
recepción 9a, 9b, etc. están conectadas a una dirección de recepción
6a, 6b, etc. que por su parte están conectadas con un generador,
para la producción de periodos de repetición T_{REP}. De esta
manera en la dirección de recepción 6a, 6b, etc. puede
correlacionarse la señal recibida con la señal suministrada a la
bobina de emisión y consultarse la diferencia de nivel que aparece
para la presencia de una rueda. En una forma de ejecución minina, es
decir en una forma de ejecución canalizada se disponen dos
direcciones de recepción 6a y 6b. A estas les están algunas veces
conectados en serie un filtro de paso de banda sincronizado. La
sincronización se extiende sobre la curva de respuesta de frecuencia
f_{a}, f_{b}, correspondiente. De esta manera pueden las
perturbaciones en un campo de frecuencia determinado ser separadas
por filtración en un momento determinado, sin que por ello las
señales inducidas en la bobina de recepción 9a, 9b se
"falsifiquen". De esta manera en caso de perturbaciones
espectrales y con indicador de nivel de potencia masivo, es posible
por si misma una correlación con la señal emitida y permite así la
detección de una rueda independientemente de la influencia de la
perturbación mediante un sensor de rueda 9 admitido. Son por eso
necesarias en una ejecución unicanal dos bobinas de recepción 9a, 9b
y dos direcciones de recepción 6a y 6b, para poder comprobar la
dirección del movimiento de las ruedas.
A causa de la dirección comprobada se
sincroniza, para la zona de las vías en cuestión, un contador por
encima o por debajo de 1. La detección de una ocupación de vías
sucede por si misma a causa de las indicaciones del contador para la
zona de la vía en cuestión:
Indicación del contador = 0: La zona de las
vías esta libre;
Indicación del contador \neq 0: La zona de las
vías esta ocupado.
En la figura 8 se muestra en una representación
de principio la utilización de la curva de respuesta de frecuencia
generada f_{a} y f_{b}, conforme a la figura 6a, en una
implementación con un procesador de señales digitales. La
instalación de emisora 50 muestra un oscilador controlado por
tensión 55 (VCO voltage controlled oscillator). Un control 56
genera para la curva de respuesta de frecuencia deseada una curva de
tensión correspondiente. No representado en la figura 9 es un
previsible retroceso eventual, para evitar en las bobinas de
recepción 9a y 9b campos perturbadores bloqueados transitoriamente o
casi estáticos. Para la determinación de las distancias
correspondientes T_{ab} de dos curvas de respuesta de
frecuencia f_{a}, f_{b},como también para la repetición
T_{REP}, se prevé un generador de impulsos de emisión 54. Las
bobinas de recepción 9a y 9b están unidas con un filtro de banda
ancha 71. El generador de impulsos de emisión, se une a su vez con
filtros de banda ancha amortiguados 71, para que en función del
tiempo correspondiente al nivel recibido, sólo se suministre al
transformador A/D 72 la frecuencia correspondiente. Los valores
digitales del nivel a intervalos discretos son niveles a frecuencias
específicas, para esto véase la figura 6c. Si bien aquí esta
indicada en la abscisa la frecuencia, en un procedimiento por
ejemplo de frecuencia lineal ascendente, esa abscisa esta puesta por
debajo también de un eje temporal. Estos niveles digitales se
someten por un tiempo a un almacenamiento de referencia 64, para
poder compensar una posible apariencia de envejecimiento. La
constante de tiempo asciende aquí a dimensiones de semanas o meses.
Las señales digitales antes citadas se acercan a la rueda de
recuperación o al eje de recuperación, como explica mas adelante la
figura 6a y 6c. Como resultado da un valor \pm 1. El signo
contiene aquí la dirección de la marcha. El retorno prolongado de
posición de los valores de referencia almacenados tiene como
consecuencia, que la forma de ejecución de la presente invención no
necesita ninguna calibración externa. El valor antes citado \pm 1
es valorado después de manera conocida en el contador de ejes
electrónico 80.
Las utilizaciones/análisis anteriormente
nombrados sobre una curva de respuesta de frecuencia f_{a},
f_{b} lineal en función del tiempo conforme a la figura 6a, pueden
para incrementar la robustez en el procedimiento reivindicado en la
invención, también ser aplicados para una curva de repuesta de
frecuencia f_{a} y f_{b} conforme a la figura 6b. En la figura
6b se representa una curva logarítmica, en la que la escala f_{1}
hasta f_{2} es lineal. Habría sido posible también una
representación con una escala logarítmica en el que la
representación gráfica aparece entonces como "lineal".La
ventaja de una curva logarítmico esta aquí, en que el tiempo de
permanencia en una banda perturbadora aceptada f_{d1} y f_{d2}
es mas corta que en caso de curva temporal lineal conforme a la
figura 6a. De esta manera puede evitarse adicionalmente una banda
perturbadora estáticamente conocida. Como en la dirección de
recepción 6a, 6b, etc., es conocida la correspondiente curva de
respuesta de frecuencia f_{a}, f_{b} etc., emitida, sería
también posible, por una detección y análisis de los "campos
perturbadores" de la curva de respuesta de frecuencia emitida,
así determinar que el campo perturbador momentáneo, casi estático
pueda desviarse. Eso conduce a las denominadas instalaciones de
emisión 5a, 5b etc., con capacidad de aprender. Conforme a la figura
6a y 6b la curva de respuesta de frecuencia durante el tiempo es
estricta, monótonamente ascendente. Sin embargo también es posible,
prever una curva de respuesta de frecuencia o monótonamente
ascendente, monótonamente descendente o de forma estricta
monótonamente descendente.
En otra forma de ejecución puede también formarse
la primera curva f_{a} de forma ascendente y la segunda curva
f_{b} formarse de forma descendente.
El procedimiento anteriormente explicado puede
también ejecutarse en dos canales. Aquí se prevén instalaciones de
emisión 6c y 6d independientes para un segundo canal, que genera una
curva de respuesta de frecuencia f_{c} y f_{d} conforme a la
representación de la figura 6a. Independientemente del recorrido
f_{a} y f_{b}, pueden registrarse en la bobina de recepción 9c
y 9d el correspondiente recorrido f_{c} y f_{d} y en la
instalación de recepción 6c y 6d analizarse o correlacionarse. Por
esta ejecución en dos canales pueden cumplirse las exigencias de
seguridad reclamadas en cuanto a redundancia e independencia. La
bobina de emisión 5 es aquí un elemento estático. Una posible
alteración de la función de la bobina de emisión 5 puede comprobarse
allí por parte de la emisora y es por lo tanto independiente de las
señales del circuito de recepción.
| 1 | Rueda |
| 2 | Llanta |
| 3 | Carril |
| 4 | Traviesa, arista superior de la traviesa |
| 5 | Estación emisora, repetidor |
| 5a | 1. Dispositivo de emisión para el primer canal con portador sincronizado de la frecuencia f_{a} |
| 5b | 2. Dispositivo de emisión para el primer canal con portador sincronizado de la frecuencia f_{b} |
| 5c | 3. Dispositivo de emisión para el segundo canal con portador sincronizado de la frecuencia f_{c} |
| 5d | 4. Dispositivo de emisión para el segundo canal con portador sincronizado de la frecuencia f_{d} |
| 6 | Receptor, repetidor |
| 6a | 1. Dispositivo de recepción para el primer canal con filtro de paso de banda sincronizado |
| 6b | 2. Dispositivo de recepción para el primer canal con filtro de paso de banda sincronizado |
| 6c | 1. Dispositivo de recepción para el segundo canal con filtro de paso de banda sincronizado |
| 6d | 2. Dispositivo de recepción para el segundo canal con filtro de paso de banda sincronizado |
| 7 | Medio de sujeción para la estación emisora/receptor |
| 8 | Línea de conexión |
| 9 | Sensor de rueda |
| 9a | 1. Receptor/bobina de recepción para el primer canal |
| 9b | 2. Receptor/bobina de recepción para el primer canal |
| 9c | 1. Receptor/bobina de recepción para el segundo canal |
| 9d | 2. Receptor/bobina de recepción para el segundo canal |
| 10 | Borne de conexión |
| 11 | Vía |
| 12 | Aislamiento de vías |
| 13 | Representación de una curva de línea de flujo |
| 20 | Generador por tiempo de repetición |
| 50 | Dispositivo de emisión |
| 51 | Bobina de emisión del circuito primario, repetidor |
| 52 | Bobina de emisión del circuito secundario, repetidor |
| 53 | Amplificador |
| 54 | Ritmo de emisión |
| 55 | Oscilador controlado por tensión, VCO Voltage controlled oscilltor |
| 56 | Control por curva de respuesta de frecuencia o por curva de tensión |
| 60 | Dispositivo de recepción |
| 61 | Bobina de recepción del círculo primario, repetidor |
| 62 | Bobina de recepción del círculo secundario, repetidor |
| 63 | Recuperación de ejes, \pm 1 |
| 64 | Almacenamiento del valor de referencia durante el tiempo |
| 70 | Análisis del filtro de la base de datos |
| 71 | Filtros por vaporización metálica de banda ancha |
| 72 | Convertidor analógico/digital |
| 80 | Convertidor de ejes electrónico |
| B, B_{2} | Código Barker |
| D_{f} | Campo de interferencias sobre una frecuencia f |
| d | Distancia |
| D_{i} | Divergencia |
| f | Frecuencia |
| f_{a}, f_{b}, f_{c} f_{d} | Curvas de respuesta de frecuencia para el procedimiento FSK |
| f_{d1}, f_{d2} | Frecuencia inferior, superior de una banda de interferencias |
| f_{1}, f_{2} | Frecuencia inferior, superior para un procedimiento FSK |
| i | Indicador en curso para la identificación de un lugar del código Barker, i = 1, .., m |
| m, m_{2} | Ancho de código Barker en Bit, numero de partes fraccionales del código Barker |
| n | Ancho de la información S en Bit |
| p | Nivel |
| P_{s}, P_{s}, | Nivel de emisión, nivel de recepción |
| P_{D} | Diferencia de niveles entre P_{s}, P_{s} |
| S | Información |
| S_{Avg} | Intensidad de la señal media |
| S_{B} | Señal extendida, señal deseada |
| S_{B}, | Señal recibida en una representación extendida |
| S_{i} | Señal recibida en el lugar i |
| T_{rep} | Periodos de repetición |
| T_{ab} | Tiempo futuro entre dos curvas de respuesta de frecuencia f_{a} y f_{b} |
| DC | Direct Current, corriente continúa |
| AC | Alternating Current |
| GFM | Sistema de aviso de vía libre |
| DSSS | Direct Sequence Spread Spectrum |
| FSK | Frequency Sweep Keying |
[1] DE 196 47 737 A1, Siemens AG,
Achsdetektor
[2] SIGNAL+DRAHT (95) 3/2003 p.
20-23
[3] DE 101 37 519 A1, Siemens AG,
Radsensor
[4] SIGNAL + DRAHT (95) 4/2003, P.
15-17
Claims (15)
1. Procedimiento para la constatación de una
ocupación de vía por:
- A1
- un sensor de rueda (9) fijado en un carril (3) que contiene una estación emisora (5) y un receptor (6) que registra una alteración de un campo magnético debido a las ruedas del ferrocarril (1) que circulan por el carril (3),
o
- A2
- un circuito de vía formado por dos carriles (3), que muestra una estación emisora (5) y un receptor (6), que al ser circulado por un vehículo ferroviario se cortocircuita, de forma que el cortocircuito se registra en el receptor;
caracterizado por las etapas
del
procedimiento:
- B
- a estación emisora (5) abastece una señal (S_{B}) que es de banda ancha desde el punto de vista espectral y que contiene una información (S) y que es generada en una unidad emisora (50; 5a, 5b, ..)
- C
- las señales (S_{B}') registradas por el receptor (6) se suministran a una unidad de recepción (60, 6a, 6b, ..) para la recuperación de la información (S) emitida en la etapa del procedimiento B, de forma que la unidad de emisión (50; 5a, 5b, ..) y la unidad de recepción (60; 6a, 6b, ..) están acopladas;
- D
- los distintos niveles que se presentan en las señales (S_{B}') registradas se consultan para la constatación de una ocupación de vía.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque,
en la etapa del procedimiento B en la unidad
emisora (50; 5a, 5b, ..) la información (S) que se tiene que
transmitir se extiende en la técnica Direct Sequence spread Spectrum
con un código (B) y se modula en una banda de frecuencia
portadora.
3. Procedimiento según la reivindicación 2,
caracterizado porque,
en la etapa del procedimiento C por el
acoplamiento de la unidad de emisión (50; 5a, 5b, ..) y la
unidad de recepción (60; 6a, 6b, ..) se envía el ritmo de
emisión a la unidad de recepción (60; 6a, 6b, ..).
4. Procedimiento según la reivindicación 2 o
3,
caracterizado porque,
en la etapa del procedimiento B la información
(S) que se tiene que transmitir se extiende con dos códigos
diferentes (B, B_{2}) y se modula sobre las bandas de frecuencia
portadoras disjuntas.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 2 hasta 4,
caracterizado porque,
la banda de frecuencia portadora muestra un campo
de 10 kHz hasta 30 MHz.
6. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque,
en la etapa del procedimiento B en la unidad de
emisión (50; 5a, 5b, ..) la información (S) que se tiene que
transmitir se codifica por la emisión de dos curvas de repuesta de
frecuencia (T_{ab}, f_{a}, f_{b}, ..) sucesivas, por lo que
ambas curvas respectivamente (T_{REP}) se emiten.
7. Procedimiento según la reivindicación 6,
caracterizado porque,
en la etapa del procedimiento B en la unidad de
emisión (50; 5a, 5b, ..) la información (S) que se tiene que
transmitir, se codifica por la emisión de cuatro curvas de respuesta
de frecuencia (T_{ab}, f_{a}, f_{b}, f_{c}, f_{d})
sucesivas, por lo que las cuatro curvas respectivamente (T_{REP})
se emiten.
8. Procedimiento según la reivindicación 6 o
7,
caracterizado porque,
se prevé un generador (20) para la respectiva
emisión y que el generador se acopla con la unidad de emisión (5a,
5b, ..) y con la unidad de recepción (6a, 6b, ..).
9. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 6 hasta 8,
caracterizado porque,
la curva de respuesta de frecuencia (f_{a},
f_{b}, ..) es ascendente linealmente o descendiente linealmente,
en función del tiempo.
10. Procedimiento según una de la
reivindicaciones 6 hasta 8,
caracterizado porque,
la curva de respuesta de frecuencia (f_{a},
f_{b}, ..) es ascendente logaritmicamente o descendiente
logaritmicamente en función del tiempo.
11. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 6 hasta 8,
caracterizado porque,
la curva de respuesta de frecuencia (f_{a},
f_{b}, ..) es ascendente monótonamente o descendente
monótonamente en función del tiempo.
12. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 6 hasta 11,
caracterizada porque,
antes de la ejecución de la etapa del
procedimiento B, un campo perturbador recogido por el receptor es
analizado y que en la etapa del procedimiento B, la curva de
respuesta de frecuencia (f_{a}, f_{b}, ..) se establece fuera
o en el borde de un campo perturbador.
13. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 6 hasta 12,
caracterizado porque,
la curva de respuesta de frecuencia (f_{a},
f_{b}, ..) se aplica dentro de una banda de 10 kHz hasta 10
MHz.
14. Procedimiento según uno de las
reivindicaciones 1 hasta 13,
caracterizado porque,
el sensor de rueda (9) para la detección de la
dirección de la marcha, muestra dos bobinas de recepción (9a,
9b).
15. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 hasta 13
caracterizado porque,
el sensor de rueda (9) para la detección de la
dirección de la marcha muestra cuatro bobinas de recepción (9a, 9b,
9c, 9d).
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2247447T3 true ES2247447T3 (es) | 2006-03-01 |
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|---|---|---|---|
| ES03009575T Expired - Lifetime ES2247447T3 (es) | 2003-04-29 | 2003-04-29 | Procedimiento para la deteccion de la ocupacion de las vias ferreas. |
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| Country | Link |
|---|---|
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| AT (1) | ATE303277T1 (es) |
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| ES (1) | ES2247447T3 (es) |
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| ES2531016A1 (es) * | 2014-03-18 | 2015-03-09 | Logistica Y Telecomunicacion S L Logytel | Dispositivo sensor y procedimiento para detectar el paso de los ejes de los trenes por las vías |
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| DE102007031139A1 (de) * | 2007-06-29 | 2009-01-02 | Siemens Ag | Verfahren zur Erhöhung der Störsicherheit eines Radsensors und Radsensors zur Durchführung des Verfahrens |
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-
2003
- 2003-04-29 DE DE50301090T patent/DE50301090D1/de not_active Expired - Lifetime
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- 2003-04-29 EP EP03009575A patent/EP1473208B1/de not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
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| ATE303277T1 (de) | 2005-09-15 |
| EP1473208A1 (de) | 2004-11-03 |
| EP1473208B1 (de) | 2005-08-31 |
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