ES2265248B1 - PROVISION FOR THE DETECTION OF THE FALL OF OBJECTS IN RAILWAY ROADS THROUGH SENSORIZED MESH WITH DUALITY OF COMMUNICATIONS ON OPTICAL FIBER CIRCUITS. - Google Patents
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Abstract
Disposición para la detección de la caída de objetos en las vías ferroviarias, mediante malla sensorizada con dualidad de las comunicaciones sobre circuitos de fibras ópticas que consiste en una estructura autoportante para la fijación de la malla superior (1), una estructura de mallas laterales (2), una malla protectora de detección superior (3), una malla protectora de detección lateral de doble sensorización en fibra óptica (4), un conjunto de elementos fusibles (5), un primer circuito de fibra óptica (6), un segundo circuito de fibra óptica (7), un cuadro repartidor de fibra (8) y una unidad de interface con el enclavamiento (9).Arrangement for the detection of the fall of objects on the railway tracks, by means of a sensorized mesh with duality of communications on optical fiber circuits consisting of a self-supporting structure for fixing the upper mesh (1), a structure of lateral meshes ( 2), a protective upper detection mesh (3), a double sensing fiber optic side detection protective mesh (4), a set of fuse elements (5), a first fiber optic circuit (6), a second fiber optic circuit (7), a fiber distribution board (8) and an interface unit with the interlocking (9).
Description
Disposición para la detección de la caída de objetos en las vías ferroviarias, mediante malla sensorizada con dualidad de las comunicaciones sobre circuitos de fibras ópticas.Provision for the detection of the fall of objects on the railway tracks, using sensorized mesh with duality of communications on fiber circuits Optical
La presente memoria descriptiva se refiere a una disposición para la detección de la caída de objetos en las vías ferroviarias, mediante malla sensorizada con dualidad de las comunicaciones sobre circuitos de fibras ópticas, cuya evidente finalidad estriba en configurarse como una disposición capacitada para detectar la caída de objetos en las plataformas de las vías ferroviarias mediante mallas sensorizadas con circuitos de fibras ópticas, dotados con doble encaminamiento de las comunicaciones, actuando la invención como una disposición que en su conjunto vigila la integridad de las mallas, tanto en la parte superior de la superestructura ferroviaria existente en puentes que cruzan las ferrovías, como en las mallas a disponer en los accesos laterales a las vías desde aquellos, e igualmente las mallas pueden estar ubicadas en zonas que a tenor de sus características estructurales pueden presentar desprendimiento de rocas o caída de objetos por la boca de los túneles o taludes, consiguiendo vigilar la integridad de la instalación ferroviaria.The present specification refers to an arrangement for the detection of falling objects in the railway tracks, by means of sensorized mesh with duality of the communications on optical fiber circuits, whose obvious purpose is to be configured as a trained provision to detect the fall of objects on the platforms of the tracks rail by means of sensorized meshes with fiber circuits optical, equipped with double routing of communications, the invention acting as an arrangement that as a whole monitors the integrity of the meshes, both at the top of the existing railway superstructure in bridges that cross the railways, as in the meshes available in the side accesses to the tracks from those, and also the meshes can be located in areas that according to their structural characteristics they can present rockfall or falling objects by the mouth of the tunnels or slopes, managing to monitor the integrity of the railway installation.
Esta invención tiene su aplicación dentro de la industria dedicada a la fabricación de aparatos, dispositivos y elementos de seguridad para las instalaciones ferroviarias, y especialmente para las ferrovías.This invention has its application within the industry dedicated to the manufacture of apparatus, devices and safety elements for railway installations, and especially for railways.
El sistema ferroviario está cobrando una gran importancia a nivel mundial, debido en gran medida, al empuje experimentado en los ferrocarriles, a tenor de la incorporación de nuevas tecnologías, tal y como pueden ser los Trenes de Alta Velocidad.The rail system is charging a large worldwide importance, due largely to the push experienced in the railways, according to the incorporation of new technologies, such as Alta Trains Speed.
Debido a razones de operabilidad y confianza en un medio, las empresas distribuidoras de los servicios ferroviarios están obligadas a presentar un incremento de la seguridad y confiabilidad en los transportes ferroviarios.Due to operability reasons and confidence in a medium, the rail service distribution companies are required to present an increase in security and reliability in rail transport.
En líneas de ferrocarriles, es obligado controlar, en todo momento y en tiempo real, los elementos de la infraestructura que puedan afectar las condiciones de seguridad y confiabilidad de las circulaciones.On rail lines, it is mandatory control, at all times and in real time, the elements of the infrastructure that may affect security conditions and Circulation reliability.
Por otra parte, es objetivo de la explotación ferroviaria, el hecho de que las señalizaciones que afecten a la seguridad de las circulaciones, sean gestionadas a partir de los correspondientes enclavamientos existentes en las instalaciones ferroviarias.On the other hand, it is the objective of exploitation railway, the fact that the signals that affect the traffic safety, be managed from the corresponding interlocks existing in the facilities railway
El elevado número de elementos existentes configurados como detectores de caída de caídas de objetos en la vía, hacen especialmente sensible el dato de confiabilidad que se obtiene en función de la solución adoptada para la detección de estos objetos y para acrecentar la confiabilidad de los sistemas de detección de caída de obstáculos, al máximo posible, sería necesario contar con una solución tecnológica simple, fiable, segura y sin que exista la posibilidad de que presente falsas alarmas.The high number of existing elements configured as fall detectors for falling objects in the via, they make the reliability data that is especially sensitive obtained based on the solution adopted for the detection of these objects and to increase the reliability of the systems of obstacle fall detection, to the maximum possible, would be it is necessary to have a simple, reliable technological solution, safe and without the possibility of false alarms
Igualmente, el solicitante tiene conocimiento del empleo en la actualidad de métodos para la detección de caída de objetos en la vía configurados como sistemas de detección por rotura de malla galvánica instalada en la parte superior de pasos elevados para vehículos y ganado que cruzan las ferrovías, basándose estas aplicaciones en tecnologías de infrarrojos que detectan presencia de objetos en la vía y mediante detección por reflexión de microondas, es decir, radar.Likewise, the applicant has knowledge of the use at present of methods for the detection of fall of objects in the path configured as detection systems by galvanic mesh break installed at the top of steps elevated for vehicles and cattle that cross the railways, basing these applications on infrared technologies that detect presence of objects on the track and by detection by microwave reflection, that is, radar.
Ninguno de estos sistemas soluciona las amenazas de accesos laterales a la plataforma de las vías, ya que no es posible resolver la totalidad de las falsas alarmas que se pueden producir por la presencia de personas o animales en las zonas próximas al área de seguridad, y en consecuencia no podrían justificar un nivel de seguridad SIL 4.None of these systems solve the threats of lateral access to the platform of the roads, since it is not possible to solve all the false alarms that are they can produce by the presence of people or animals in the areas close to the security area, and therefore could not justify a SIL 4 security level.
Los inconvenientes del sistema de detección por la rotura de malla galvánica son los siguientes:The disadvantages of the detection system by The galvanic mesh breakage are as follows:
- De seguridad: la falta de detección de entrada lateral de objetos en la zona de peligro para la circulación.- Security: lack of detection of lateral entry of objects in the danger zone for circulation.
- De fiabilidad: existencia en vía de electrónica sujeta a las condiciones ambientales de temperatura, lluvia, nieve, niebla, humedad, vibraciones, perturbaciones radioeléctricas e inducciones.- Reliability: existence via electronics subject to ambient temperature conditions, rain, snow, fog, humidity, vibrations, disturbances radio and induction.
- De mantenimiento: dificultad de acceso y vigilancia del estado de los sensores, así como necesidad de alimentación en vía.- Maintenance: access difficulty and sensor status monitoring, as well as the need for feed on track.
Los inconvenientes de los sistemas de detección de presencia de objetos basado en tecnología de infrarrojos o radar son los siguientes. A saber:The disadvantages of detection systems Object presence based on infrared or radar technology They are the following. Namely:
- De seguridad: la falta de detección de entrada lateral de objetos en la zona de peligro para la circulación.- Security: lack of detection of lateral entry of objects in the danger zone for circulation.
- De fiabilidad: existencia en vía de electrónica sujeta a las condiciones ambientales de temperatura, lluvia, nieve, niebla, humedad, vibraciones, perturbaciones radioeléctricas e inducciones.- Reliability: existence via electronics subject to ambient temperature conditions, rain, snow, fog, humidity, vibrations, disturbances radio and induction.
- De disponibilidad: la influencia en el sistema de las circulaciones normales de la explotación provocadas por falsas alarmas.- Availability: the influence on the system of the normal circulation of the exploitation caused for false alarms.
- De mantenimiento: Dificultad de acceso y vigilancia del estado de los sensores, necesidad de alimentación en vía, dificultad de ajuste y protocolo de pruebas complejo.- Maintenance: Difficulty of access and sensor status monitoring, need for power on route, difficulty of adjustment and complex test protocol.
Sin embargo, por parte del solicitante, no se tiene conocimiento de la existencia en la actualidad de una invención que esté dotada de características similares a las que se describen en esta memoria.However, on the part of the applicant, it is not is aware of the current existence of a invention that has similar characteristics to those described in this report.
La disposición para la detección de la caída de objetos en las vías ferroviarias, mediante malla sensorizada con dualidad de las comunicaciones sobre circuitos de fibras ópticas que la invención propone, genera y garantiza, a tenor de su configuración, el nivel de integridad de seguridad SIL 4, de acuerdo a los criterios definidos en las normas ENV 50129 del Comité Europeo de Normalización Electrónica (CENELEC).The provision for the detection of the fall of objects on the railway tracks, using sensorized mesh with duality of communications on optical fiber circuits that the invention proposes, generates and guarantees, according to its configuration, security integrity level SIL 4, of according to the criteria defined in standards ENV 50129 of European Committee for Electronic Standardization (CENELEC).
De forma más concreta, la disposición para la detección de la caída de objetos en las vías ferroviarias, mediante malla sensorizada con dualidad de las comunicaciones sobre circuitos de fibras ópticas objeto de la invención permite señalar al enclavamiento la intrusión de un objeto en vía, al romperse los cuatro enlaces luminosos que garantizan la integridad de la disposición, y esta información permite al enclavamiento, dar una respuesta de manera inmediata, bloqueando las circulaciones.More specifically, the provision for detection of falling objects on railway tracks, by sensorized mesh with dual communications over optical fiber circuits object of the invention allows to indicate to the interlocking the intrusion of an object on track, when the four light links that guarantee the integrity of the provision, and this information allows the interlocking, to give a response immediately, blocking circulation.
De forma independiente se transmiten hacia el Centro Regional de Circulaciones (CRC), con protocolo que cumple los siete niveles OSI (Open Systems Interconnection), informaciones relativas sobre ausencia de obstáculos, aviso de rotura de una malla sensorial, señal de funcionamiento correcto, detector de objetos fuera de servicio, detector de objetos en mantenimiento y objeto seguro en vía.They are independently transmitted to the Regional Circulation Center (CRC), with protocol that complies the seven levels OSI (Open Systems Interconnection), information relative to absence of obstacles, notice of breakage of a sensory mesh, correct operating signal, detector out of order objects, maintenance object detector and safe object on track.
Cuando es necesario trabajar en la invención en tareas de mantenimiento o reparación, puede inhibirse en la caseta técnica, mediante llave a modo local y mediante telemando desde el Centro Regional de Circulación (CRC), asumiendo el enclavamiento, en ese caso, dicha situación, que será el no considerar los estados que este sistema presente a efectos de la señalización y de los sistemas de protección del tren basados en los denominados ERTMS/ETCS.When it is necessary to work on the invention in maintenance or repair, can be inhibited in the house technique, by means of a key to local mode and by remote control from the Regional Circulation Center (CRC), assuming the interlocking, in that case, said situation, which will be not considering the states that this system presents for the purpose of signaling and train protection systems based on the so-called ERTMS / ETCS.
El enclavamiento utiliza los estados de la disposición como condiciones de seguridad para la señalización lateral luminosa y para los sistemas de protección del tren ERTMS/ETCS. La información sobre los estados de los detectores se enviará a los enclavamientos electrónicos correspondientes para su tratamiento específico, y en algunos casos, los enclavamientos electrónicos transmitirán a la invención ERTMS/ETCS la información que sea necesaria para que esta invención imponga a los trenes que circulan por la zona dónde se ha producido la alarma u otro estado que repercuta en las condiciones de circulación, las acciones de seguridad correspondientes, es decir, reducción de velocidad, frenado de servicio, parada de emergencia, etc.The interlocking uses the states of the provision as safety conditions for signaling luminous side and for train protection systems ERTMS / ETCS. Information on the states of the detectors is will send the corresponding electronic interlocks for specific treatment, and in some cases, interlocks electronic will transmit the information ERTMS / ETCS to the invention that is necessary for this invention to impose on trains that circulate in the area where the alarm or other state has occurred which affects the traffic conditions, the actions of corresponding safety, that is, speed reduction, service braking, emergency stop, etc.
En síntesis, la invención está formada por una estructura autoportante para la fijación de la malla superior, una estructura de mallas laterales, una malla protectora de detección superior, una malla protectora de detección lateral de doble sensorización en fibra óptica, un conjunto de elementos fusibles, un primer circuito de fibra óptica, un segundo circuito de fibra óptica, un cuadro repartidor de fibra, y una unidad de interface del sistema con el enclavamiento.In short, the invention is formed by a self-supporting structure for fixing the upper mesh, a side mesh structure, a protective screening mesh upper, a double side detection protective mesh fiber optic sensorization, a set of fusible elements, a first fiber optic circuit, a second fiber circuit optics, a fiber distribution board, and an interface unit of the system with the interlocking.
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, se acompaña a la presente memoria descriptiva, como parte integrante de la misma, una hoja de planos en la cual con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:To complement the description that is being performing and in order to help a better understanding of the characteristics of the invention, is accompanied herein descriptive, as an integral part of it, a sheet of plans in which with an illustrative and non-limiting nature, represented the following:
La figura número 1.- Refleja en perspectiva una representación gráfica de la invención correspondiente a una disposición para la detección de la caída de objetos en las vías ferroviarias, mediante malla sensorizada con dualidad de las comunicaciones sobre circuitos de fibras ópticas.Figure number 1.- Reflects in perspective a graphic representation of the invention corresponding to a provision for the detection of falling objects on the tracks railways, by means of sensorized mesh with duality of communications on optical fiber circuits.
A la vista de la figura número 1 y única, puede observarse cómo la disposición para la detección de la caída de objetos en las vías ferroviarias, mediante malla sensorizada con dualidad de las comunicaciones sobre circuitos de fibras ópticas está constituida a partir de una estructura autoportante (20) para la fijación de la malla superior (1) que se soporta sobre cuatro postes (11) similares a los instalados en la infraestructura de catenaria, minimizando el impacto visual de la disposición en el trayecto.In view of the number 1 and only figure, you can observe how the disposition for the detection of the fall of objects on the railway tracks, using sensorized mesh with duality of communications on optical fiber circuits it is constituted from a self-supporting structure (20) to the fixation of the upper mesh (1) that is supported on four posts (11) similar to those installed in the infrastructure of catenary, minimizing the visual impact of the provision in the journey.
Fijada a los postes (11) en la parte superior, existe una estructura tubular que da soporte a las guías que permiten la colocación y la fijación de las mallas protectoras superiores (3).Fixed to the posts (11) at the top, there is a tubular structure that supports the guides that allow the placement and fixation of protective meshes superior (3).
La invención cuenta con la citada malla protectora (3) de detección superior formada por dos mallas de alta resistencia, es decir, resistencia a los rayos ultravioletas, y soporta cualquier condición ambiental, que están unidas entre sí por elementos fusibles. Estas mallas que forman la malla protectora (3) evitan la caída de objetos de pesos y tamaños previamente delimitados, siendo estos objetos conducidos fuera de la zona de seguridad.The invention has said mesh protective upper detection (3) formed by two high meshes resistance, that is, resistance to ultraviolet rays, and supports any environmental condition, which are linked together by fuse elements. These meshes that form the protective mesh (3) avoid falling objects of weights and sizes previously delimited, these objects being conducted outside the zone of security.
La invención cuenta igualmente con una estructura (2) de mallas laterales, destinada a dar el soporte adecuado a las citadas mallas laterales, tanto en pasos superiores, boca de túneles o taludes, y está constituida por cuerpos tubulares circulares.The invention also has a structure (2) of lateral meshes, intended to support suitable for the mentioned side meshes, both in overpasses, mouth of tunnels or slopes, and is constituted by tubular bodies Circular
Esta estructura de mallas laterales (2), permite que las mallas actúen en la sensorización de trincheras de gran longitud, sin merma de la fiabilidad y de la seguridad.This side mesh structure (2), allows the meshes to act in the trench sensorization of great length, without loss of reliability and safety.
También la invención cuenta con una malla protectora (4) de detección lateral que se utiliza como complemento de seguridad en los laterales de los pasos superiores, con el fin de detectar objetos que pueden acceder a la vía por los terraplenes laterales o trincheras e igualmente en las protecciones de caídas de objetos en las bocas de túneles, presentando características constructivas equivalentes a las de las mallas superiores (1), es decir, está formada por una malla de alta resistencia e igualmente resistente a los rayos ultravioleta y a las condiciones ambientales adversas.Also the invention has a mesh protective (4) side detection used as a complement safety on the sides of the overpasses, in order of detecting objects that can access the road through the embankments lateral or trenches and also in fall protections of objects in the mouths of tunnels, presenting characteristics constructive equivalent to those of the upper meshes (1), is that is to say, it is formed by a mesh of high resistance and also resistant to ultraviolet rays and environmental conditions Adverse
Los elementos fusibles (5), son los encargados de unir las dos mallas que forman tanto la malla superior (1), como las mallas laterales (2) y presentan una resistencia calculada, actuando estos elementos como un fusible que rompe en el caso de caída de un objeto de tamaño y pesos previamente determinados, permitiendo que las fibras ópticas de los circuitos sensores cerrados se rompan y señalicen la caída de un objeto.The fuse elements (5), are the ones in charge of joining the two meshes that form both the upper mesh (1), and the lateral meshes (2) and have a calculated resistance, acting these elements as a fuse that breaks in the case of fall of an object of previously determined size and weights, allowing the optical fibers of the sensor circuits closed break and signal the fall of an object.
En el circuito sensor cerrado de fibra óptica (6), y en el circuito sensor cerrado de fibra óptica (7), las fibras están intercaladas en las mallas de protección superior y laterales, de tal forma que un objeto de dimensiones y peso determinado, romperían bien la fibra del primero o del segundo circuito, interrumpiendo la comunicación luminosa de una de las fibras, provocando un aviso no grave, pero si el objeto fuera de superiores dimensiones y de peso superior a uno previamente determinado, se romperían ambos circuitos, señalizando una alarma grave al enclavamiento.In the closed fiber optic sensor circuit (6), and in the closed fiber optic sensor circuit (7), the fibers are interspersed in the upper protection meshes and lateral, so that an object of dimensions and weight determined, they would break the fiber of the first or second circuit, interrupting the light communication of one of the fibers, causing a non-serious warning, but if the object were larger dimensions and weighing more than one previously determined, both circuits would break, signaling an alarm serious to the interlocking.
La unión de los circuitos de fibra óptica (6) y (7) se han referenciado con (12) y (13).The union of fiber optic circuits (6) and (7) have been referenced with (12) and (13).
La invención dispone de un cuadro repartidor (8) de fibra, configurado como un cuadro de intemperie, en el cual se realizarán las dos conexiones de salida y las dos conexiones de entrada de las fibras de cada uno de los circuitos.The invention has a distribution frame (8) fiber, configured as an outdoor panel, in which the two output connections and the two connections of fiber input of each of the circuits.
La unidad de interface del sistema con el enclavamiento (9), está constituida por un sistema dual que gestiona con seguridad la integridad de cada uno de los circuitos sensoriales de fibra óptica, y el control y dualidad de cada circuito sensorial, se realiza controlando el estado de las comunicaciones que bidireccionalmente se transmiten y reciben de manera simultanea por cada fibra.The system interface unit with the interlocking (9), is constituted by a dual system that securely manage the integrity of each circuit fiber optic sensors, and the control and duality of each sensory circuit, is done by controlling the state of the communications that bidirectionally are transmitted and received from Simultaneous way for each fiber.
Esta unidad de interface del sistema con el enclavamiento, esta formado por cuatro transmisores- receptores bidireccionales monomodo controlados por dos PFGA (arrays de lógica programable) que son las encargadas de generar la información que circula por los circuitos de fibra óptica y controlar su integridad, y en el caso de la existencia de rotura de un circuito de fibra, dar el correspondiente aviso.This system interface unit with the interlocking, is formed by four transceivers bidirectional single mode controlled by two PFGA (logic arrays programmable) which are responsible for generating the information that circulates through the fiber optic circuits and control your integrity, and in the case of a circuit breakage fiber, give the corresponding notice.
La unidad de interface del sistema con el enclavamiento, está comunicada con un bloque ENCE (centro de control electrónico del sistema de enclavamiento (10).The system interface unit with the interlocking, it is communicated with an ENCE block (center of electronic control of the interlocking system (10).
En resumen, la invención detecta la caída de objetos mediante doble circuito de fibra óptica, que son iluminadas bidireccionalmente, estando la arquitectura de los detectores centralizada en cada dependencia de circulación, sin existir ninguna electrónica en la vía, presentando una operativa centralizada en el ámbito de cada dependencia, teniendo la conexión dedicada con cada paso o boca de túnel que se supervisa.In summary, the invention detects the fall of objects by double fiber optic circuit, which are illuminated bidirectionally, the architecture of the detectors being centralized in each circulation unit, without any electronic on the road, presenting a centralized operation in the scope of each dependency, having the dedicated connection with each tunnel passage or mouth that is monitored.
También debe indicarse que la detección del tamaño y peso del objeto se realiza mediante elementos fusibles de resistencia que rompe en el caso de caída de objetos de un tamaño y peso especificado, conduciendo fuera de la zona de peligro los objetos menores a las características determinadas.It should also be indicated that the detection of size and weight of the object is done by fuse elements of resistance that breaks in the case of falling objects of a size and specified weight, driving out of the danger zone objects smaller than the determined characteristics.
La invención, al eliminar toda la electrónica y alimentación en vía, mejora considerablemente la fiabilidad y disponibilidad de la invención, eliminando las averías en la vía, y se pueden realizar las operaciones de mantenimiento y reparación de la fibra óptica con circulaciones.The invention, by eliminating all electronics and feed on track, greatly improves reliability and availability of the invention, eliminating road failures, and maintenance and repair operations of Fiber optic with circulations.
Claims (8)
les.6. Arrangement for the detection of the fall of objects on the railway tracks, by means of a sensorized mesh with duality of communications on optical fiber circuits, according to the first claim, characterized by incorporating a closed sensor circuit in the optical fiber (6) and in a closed fiber optic sensor circuit (7), being inserted in the upper and lateral protection meshes.
them.
FPGA.8. Arrangement for the detection of the fall of objects on the railway tracks, by means of a sensorized mesh with duality of communications on optical fiber circuits, according to the first claim characterized by incorporating an interface unit with the interlocking (9) constituted by a dual system that manages the integrity of each of the fiber optic sensory circuits in a bidirectional way, the application of the dual system being formed by four single-mode bidirectional transceivers, controlled by two
FPGA
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