ES2320517B1 - Metodo detector de ocupacion de circuitos de via de ferrocarril, y dispositivo correspondiente. - Google Patents
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Abstract
Método detector de ocupación de circuitos de vía
de ferrocarril, y dispositivo correspondiente.
Cada punto entre secciones de vía (1) cuenta con
un emisor (4, 5, 6) y un receptor (8, 9, 10), dándose así una
sensorización doble de la ocupación de la sección de vía (1) por el
tren, en la que se pueden emplear técnicas FDMA y CDMA. Cada
extremo de sección de vía (1) dispone de elementos de separación de
vía (2) y elementos pasivos de acoplamiento sintonizado (3) de
emisores y receptores. Cada emisor inyecta en la vía un código
digital único que modula una portadora de frecuencia F1 ó F2,
alternándose estas frecuencias en emisores sucesivos de la vía y
propagándose el código en ambas direcciones de la vía. Los
receptores también van alternando sus frecuencias de sintonía entre
F1 y F2 pero de modo que su frecuencia no coincida con la del
emisor del mismo punto de la vía.
Description
Método detector de ocupación de circuitos de vía
de ferrocarril, y dispositivo correspondiente.
La presente invención, tal y como se expresa en
el enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a un método
detector de ocupación de circuitos de vía de ferrocarril, y
dispositivo correspondiente, cuya finalidad consiste en
proporcionar un nuevo método y equipamiento para el diseño e
implementación de un detector de ocupación de los circuitos de vía
de ferrocarril, que permite mejorar las condicionantes RAMS
(Fiabilidad, Disponibilidad, Mantenimiento y Seguridad) demandadas
por la explotación de las líneas ferroviarias, frente a
circunstancias tales como ruidos y cualquier otro tipo de
perturbación que pueden provocar falta de disponibilidad de los
sistemas convencionales, simplificando además las tareas de
mantenimiento. Para ello, mediante la invención, se acoplan
emisores y receptores conjuntamente en determinados puntos de
conexión sin necesidad de juntas aisladas de vía ni bucles de
acoplamiento, permitiendo la transmisión de las señales inyectadas
en ambos sentidos, de manera que todas las señales inyectadas en la
vía se encuentran presentes en todas las secciones, estando más
atenuadas cuanto más lejos se encuentre cada sección del punto de
inserción, pudiendo realizarse la distinción entre diferentes
señales utilizando diferentes técnicas de transmisión/detección.
\vskip1.000000\baselineskip
En la señalización ferroviaria, el propósito del
circuito de vía es constatar que una sección de vía está libre
para la circulación de los vehículos. En el sentido opuesto, el
circuito de vía también permite indicar cuando una sección de vía
está ocupada.
Un sistema de circuito de vía comprende,
genéricamente, dos carriles de la vía de ferrocarril, lado con
lado, cada uno acoplado, cerca de un extremo de una sección de vía,
a un transmisor de señales eléctricas y, cerca del otro extremo, a
un receptor. Cuando un vehículo ferroviario está sobre los carriles
de la sección del circuito de la vía, sus ejes conectan
eléctricamente los carriles uno al otro y esta circunstancia es
detectada por el receptor como un cambio en la señal recibida desde
el transmisor.
Las diferencias entre los distintos circuitos de
vía propuestos en la literatura radican en el método utilizado
para la medición de la presencia o ausencia de tren, el tipo de
señales transmitidas y la forma de acoplar el circuito de medida a
las vías del tren (de forma directa o inducida). Un resumen del
estado de la técnica se puede encontrar en
ES-2-065-584-T3.
En el documento
ES-2-118-795-T3
se propone un circuito de vía en el que la medida de la presencia
de tren radica en la medida de la impedancia de la sección del
circuito de vía. Para ello se realiza la medida de la tensión y de
la corriente. A partir de la medida de la impedancia se puede
determinar la posición del tren, ya que dicha impedancia es menor
si el tren está presente, y es aún menor cuanto más próximo se
encuentre el tren al sistema de medida. Obviamente, este tipo de
técnica requiere conocer perfectamente la impedancia del conjunto
(elementos de adaptación raíles, etc.) en ausencia de tren, con la
correspondiente necesidad de calibración periódica del sistema, ya
que dicha impedancia puede verse afectada por el estado de los
raíles, climatología, etc.
En
ES-2-065-584-T3
se propone la codificación de la señal emitida por cada transmisor,
y mediante la operación de correlación realizar la correspondiente
detección en el receptor. Si el valor de esta correlación supera un
umbral determinado se puede concluir que la sección de vía
analizada está libre. En caso contrario, se indica que la sección
está ocupada. Adicionalmente se analiza el valor de la tensión
eficaz medida en la vía, de forma que si ésta es elevada, pero la
correlación es baja se concluye que existe un error en la medida.
El hecho de que esta propuesta tenga en cuenta la magnitud del
valor eficaz de la tensión medida para indicar un error en la
medida por correlación, pone de manifiesto la baja inmunidad de la
codificación realizada sobre las señales emitidas. Otro aspecto a
considerar en cuanto a la elección de la codificación de las
emisiones, es que la misma debe ser altamente inmune al ruido, pero
no únicamente al ruido de tipo gaussiano, sino también a las
interferencias típicas de estos entornos, como son el ruido
impulsivo o a ráfagas, muy comunes a los modernos sistemas de
control de los motores eléctricos empleados en las unidades
ferroviarias.
Otros sistemas emplean la emisión/recepción de
tonos usando circuitos sintonizados a distintas frecuencias para
discriminar los distintos emisores y receptores. Estos métodos son
críticos ya que la sintonía de los circuitos depende de los
parámetros de la vía, caracterizándose estos por ser dependientes
del estado del carril, tipo de balasto, etc. e incluso de la
meteorología.
Además, los circuitos de vía conocidos requieren
gran equipamiento a causa de los elementos necesarios para la
sintonización precisa de los circuitos, y el filtrado y
demodulación de las señales que intervienen, como consecuencia del
empleo de técnicas analógicas, no exentas de derivas.
\newpage
Para lograr los objetivos y evitar los
inconvenientes indicados en anteriores apartados, la invención
consiste en un método detector de ocupación de circuitos de vía de
ferrocarril y dispositivo correspondiente, donde el método se
utiliza acoplando emisores y receptores en determinados puntos de
la vía, de manera que la interpretación de las correspondientes
variaciones en las señales recibidas debidas a los cambios de
impedancia establecidos por las ruedas de un tren permiten conocer
si hay o no un vehículo ferroviario en determinados tramos de
vía.
Novedosamente, según la invención, el método de
la misma cuenta con una sensorización doble de la ocupación (en
ambos sentidos) basada en la caída de potencial que se produce
cuando el vehículo ferroviario ocupa una vía y cortocircuita ambos
raíles, disponiéndose en cada punto entre secciones de vía tanto de
emisor como de receptor; estando cada sección de vía definido en
sus dos extremos por elementos de separación de vía; existiendo
además en cada uno de estos puntos extremos elementos pasivos de
acoplamiento sintonizado de emisores y receptores a la vía, de
manera que cada emisor inyecta en la vía una señal consistente en
un código digital que modula una señal portadora de frecuencia F1 ó
F2; alternándose estas frecuencias en emisores sucesivos, y
propagándose dicho código por la vía en ambas direcciones a partir
del punto de inyección; empleándose receptores que van alternando
sucesivamente sus frecuencias de sintonía entre F1 y F2, pero de
modo que dicha frecuencia no corresponda con la del emisor acoplado
en el mismo punto de inserción en la vía; siendo la señal recibida
en cada receptor procesada digitalmente para extraer la información
de los códigos enviados desde los emisores anterior y posterior a
su propia ubicación; y de manera que la presencia de un tren en
una sección de vía se detecta por la caída en la señal captada por
parte de los dos receptores ubicados en sus extremos.
En la referida sensorización doble de esa caída
de potencial se utilizan señales sobre las cuales se han empleado
de modo simultáneo técnicas FDMA (Frequency Division Multiple
Access) y CDMA (Code Division Multiple Access).
El dispositivo correspondiente al referido
método comprende:
- secciones sucesivas de vía (SV,k)
constituidas, cada una de ellas, por carriles de vía eléctricamente
conductivos, sin aislamientos galvánicos, y delimitadas entre sí
por elementos de inserción de señales en puntos correlativos (E/R,k
y E/R,k+1);
- elementos de inserción en vía, uno en cada
extremo de cada sección de vía, con circuitos pasivos de adaptación
(CPA,k) constituidos por dispositivos eléctricos pasivos que
permiten acoplar directamente, para su emisión en ambos sentidos de
la vía, una señal (tensión o corriente) centrada en torno a una
frecuencia F1 ó F2, y que permite también extraer de la vía las
señales que haya centradas en torno a la frecuencia F2 ó F1 (justo
la opuesta a la de emisión);
- cables de longitud suficiente para conectar
las señales de emisión y recepción entre cada elemento de
inserción en vía y su correspondiente módulo electrónico de
control;
- un modulo electrónico de control (MEC,k)
asociado a cada elemento de sección en vía (E/R,k), que genera para
su emisión una señal codificada con un código unívoco (C,k) y
modulada para su transmisión centrada sobre una frecuencia F1 ó F2;
y que recibe para su proceso la señal enviada desde los elementos
de inserción (E/R,k+1) y (E/R,k-1);
- un sistema de proceso y evaluación dentro del
Módulo Electrónico de Control (MEC,k) caracterizado por ser capaz
de realizar la detección de los códigos (C,k),
(C,k-1), y (C,k+1), indicando además la energía
recibida asociada a cada uno de ellos.
- un circuito electrónico de evaluación que
permite evaluar las informaciones que proceden de dos módulos
electrónicos de control (los dos asociados a ambos extremos de la
sección de vía), concretamente las señales Det_{k}(C,k),
Det_{k}(C,k+1), Det_{k+1}(C,k),
Det_{k+1}(C,k+1), y entregando una información segura del
estado de ocupación de la sección de vía (SV,k); todo ello
permitiendo:
- el acoplamiento y emisión a través de la vía
en cada punto de inserción (E/R,k), para su transmisión
bidireccional, de una señal (tensión o corriente) codificada con un
código (C,k), convenientemente modulada y centrada sobre una
frecuencia F1 ó F2, de modo que estas frecuencias se van alternando
en puntos de inserción correlativos,
- la detección en cada punto de inserción
(E/R,k) de cualquier señal (tensión o corriente) centrada sobre la
frecuencia F2 ó F1, complementaria de la usada en la emisión,
- la transmisión de las señales emitidas o
detectadas hasta los módulos electrónicos de control (MEC,k),
- la generación, incluyendo codificación y
modulación, de las señales a emitir por parte de cada módulo
electrónica de control (MEC,k),
- el proceso de la señal recibida en cada módulo
electrónico de control (MEC,k), incluyendo la demodulación y la
detección de hasta tres códigos (C,k), (C,k-1), y
C,k+1), sobre la misma, así como la energía asociada a la detección
de cada uno de ellos,
- la generación en el circuito de evaluación del
estado de ocupación de vía (CEV,k) de una señal de avería
(Averia,k) si no se detecta el código (C,k) siendo esto indicativo
de que se ha detectado un fallo en alguno de los siguientes
elementos: emisor, cables, acoplamiento o receptor,
- la generación en el circuito de evaluación del
estado de ocupación de vía (CEV,k) de una señal de ausencia de
tren (VL,k) en la sección de vía (SV,k) si se recibe con nivel de
energía suficiente en el módulo electrónico de control (MEC,k) el
código (C,k+1), proveniente del elemento de inserción (E/R,k+1), o
en el (MEC,k+1) no se recibe el (C,k), proveniente del elemento de
inserción (E/R,k).
Según una realización preferente de la
invención, los referidos elementos de inserción de vía son de
acoplamiento directo en lugar del acoplamiento inductivo. En esa
realización preferente del dispositivo de la invención se pueden
incorporar sistemas de modulación de fase, de frecuencia o de
amplitud, para modular las señales de frecuencias F1 y F2, ya sea
utilizando técnicas de modulación analógica o digital, incluyendo
en este último caso la modulación por posición o anchura de pulso.
Además se pueden incorporar nuevas frecuencias, distintas a F1 y
F2, para todos o algunos de los puntos donde exista un elemento de
inserción de señal en vía.
La técnica TDMA (Time Division Multiple Access),
de multiplexado temporal, se puede utilizar en el dispositivo de
la invención para alternar en el tiempo la emisión de las distintas
señales en los distintos puntos de inserción en la vía; pudiendo
utilizarse también la técnica CDMA (Code Division Multiple
Access).
Además, en el dispositivo de la invención, se
pueden emplear códigos binarios para detección asíncrona del tipo
pseudoramdon (gold o Kasami), formados por secuencias
complementarias (Golay o CSS)o del tipo "débilmente
sincronizados" (LS). También se pueden emplear códigos binarios
para detección síncrona del tipo pseudoramdon (longitud máxima) o
códigos "Hadamart". Además, se ha previsto el empleo de
códigos no binarios.
Con la estructura que se ha descrito, el método
y dispositivo de la invención presenta las principales ventajas
frente a lo existente en el estado de la técnica, de que permite
una gran fiabilidad, disponibilidad, bajo mantenimiento y establece
una mayor tasa de seguridad en la detección de un vehículo
ferroviario en el tramo de vía, con una gran inmunidad frente a
ruidos e interferencias y otras circunstancias adversas.
A continuación, para facilitar una mejor
comprensión de esta memoria descriptiva y formando parte integrante
de la misma, se acompañan unas figuras en las que con carácter
ilustrativo y no limitativo se ha representado el objeto de la
invención.
Figura 1.- Representa un esquema general de un
circuito de vía, incluyendo emisores, receptores y circuitos de
acoplamiento a los raíles, según un ejemplo de realización del
método y dispositivo de la presente invención.
Figura 2.- Representa esquemáticamente y con
mayor detalle parte del esquema de la anterior figura 1, mostrando
los elementos que intervienen en la detección de la presencia o
ausencia del tren en una sección de vía, y representándose las
frecuencias de las señales emitidas y los códigos vinculados a las
mismas.
Figura 3.- Muestra unos módulos electrónicos de
la anterior figura 2, incluyendo las señales generadas por los
mismos, siendo éstos unos módulos electrónicos de control, MEC, y
un circuito de evaluación del estado de ocupación de vía, CEV, en
el que se generan señales de sección de vía ocupada o libre, o la
señal de error en caso de que no se reciba la señal emitida por uno
de los módulos MEC.
Seguidamente se realiza una descripción de un
ejemplo de la invención, haciendo referencia a las figuras.
Primeramente se aporta un listado con las
leyendas correspondientes a las referencias numéricas de dichas
figuras 1 a 3:
- 1:
- Sección de vía.
- 2:
- Elementos de separación de vía.
- 3:
- Elementos pasivos de acoplamiento sintonizado.
- 4, 5 y 6:
- Emisores.
- 7:
- Propagación de señal en ambas direcciones.
- 8, 9 y 10:
- Receptores.
- 11:
- Extracción de información de códigos enviados.
- 12:
- Elemento de inserción en el punto k (E/R,k).
- 13:
- Elemento de inserción en el punto k+1(E/R,k+1).
- 14:
- Circuitos pasivos de adaptación en el punto k(CPA, k).
- 15:
- Circuitos pasivos de adaptación en el punto k+1(CPA, k+1).
- 16:
- Módulo electrónico de control para emisor y receptor del punto de inserción k (MEC,k).
- 17:
- Módulo electrónico de control para emisor y receptor del punto se inserción k+1(MEC,k+1).
- 18:
- Centro de evaluación del estado de ocupación de vía (CEV, k).
\vskip1.000000\baselineskip
La presente invención mejora los aspectos
negativos encontrados en otras, tratándose de un sistema altamente
inmune al ruido, y con detección dual de la presencia o ausencia de
tren. Para ello, la alternativa que se plantea en esta invención es
la emisión de señales codificadas de tal forma que la
discriminación se realice en código y no en frecuencia, minimizando
así la estrecha dependencia con la sintonía de los circuitos de
vía. La figura 1 muestra el diagrama de bloques genérico del
circuito vía propuesto. El objetivo que se persigue es detectar la
presencia de los trenes en las secciones de vía comprendidas entre
dos bloques emisor/receptor (que se ubican físicamente en el mismo
lugar) consecutivos delimitados por los puntos de inserción E/R,k y
E/R,k+1.
Para conseguir este fin todos los emisores
emiten continuamente una señal codificada (cada código C,k
identifica al emisor correspondiente) modulada en distintas
frecuencias (F1 y F2). Por tanto, la invención emplea
simultáneamente técnicas CDMA (Code Division Multiple Access) y FDMA
(Frequency Division Multiple Access). El receptor situado
físicamente en el mismo punto de inserción que un emisor, así como
los dos receptores contiguos reciben e interpretan (mediante
correlación) la señal codificada, de manera que cuando el tren se
encuentra en una de las secciones de vía bajo análisis se produce
una alta atenuación de las señales emitidas.
La figura 2 muestra los elementos que
intervienen en el análisis del estado de la sección de vía k (SV,k)
(comprendido entre los emisores k y k+1). En (SV,k), los
receptores k y k+1 están recibiendo la señal codificada de los
emisores k+1 y k respectivamente (entre otras), y tienen la
capacidad de decodificarla mediante la operación de correlación,
una vez realizada la demodulación correspondiente. Mientras que la
sección de vía se encuentra libre la operación de correlación
genera un valor suficientemente elevado que es indicativo de la
ausencia del tren. En el momento que el tren se encuentra en la
sección de vía k, las señales que se estaban recibiendo en el
receptor k+1 (procedente del emisor k) y en el receptor k
(procedente del emisor k+1) son altamente atenuadas debido a la
baja impedancia que provoca la presencia del tren. Esto lleva a que
la operación de correlación produzca un resultado de valor muy
inferior al que se genera en ausencia de tren, constatándose de
esta forma la presencia del tren en la sección de vía bajo
análisis. Obsérvese que se realiza una doble detección de la
presencia del tren en dos receptores distintos, con lo que el
sistema de detección se puede considerar con redundancia
activa.
Las señales resultado de la correlación con los
dos códigos correspondientes en los puntos de acoplamiento k y k+1
son generados por los módulos electrónicos de control (MEC,k) y
(MEC,k+1) - véase las figuras 2 y 3-. Por ejemplo, para el (MEC,k)
estas señales son las denominadas
Det_{k}(C,k-1) y Det_{k} (C,k+1). Para la
evaluación del estado de la (SV,k) se utiliza un circuito de
evaluación del estado de ocupación de vía (CEV,k) que debe
considerar la información suministrada por el (MEC,k) y el
(MEC,k+1) tal como muestra la figura 3.
Mientras que los dos valores de correlación
vinculados a una (SV,k) -esto es, Det_{k+1} (C, k) generada por
el (MEC,k+1) y Det_{k}(C,k+1) generada por el (MEC,k)- se
mantienen por encima de un umbral establecido se considera que
dicha sección de vía está libre, generándose una señal de ausencia
de tren o vía libre (VL,k) por parte del circuito de evaluación del
estado de ocupación de vía (CEV,k) (véase la figura 3). En el caso
de que alguna de las señales esté por debajo del umbral
establecido, se concluye que dicha sección de vía está ocupada,
generándose una señal de presencia de tren en la sección o vía
ocupada (VO,k) por parte del (CEV,k).
Dado que la etapa de acoplamiento no requiere un
alto factor de calidad, parte de la señal emitida por el emisor k
retorna hasta el propio receptor k. Este hecho se aprovecha como un
mecanismo de confirmación de la presencia de la señal emitida en
vía, así como la continuidad y correcto funcionamiento de los
elementos de enlace, cables y acoplamiento. Por tanto, el módulo
electrónico de control vinculado al punto de inserción k (MEC,k),
además de proporcionar las dos señales indicadas anteriormente
(Det_{k}(C,k-1)) y
(Det_{k}(C,k+1)), proporciona una tercera señal obtenida
de correlar con el código (C,k) utilizado en su propia emisión,
esto es, Det_{k}(C,k) -véase figura 3-. Por tanto, siempre
que un MEC esté detectando el acoplamiento de la propia señal
emitida será una confirmación del buen funcionamiento del sistema.
En el caso que ésta señal no se detecte, el CEV correspondiente
genera una señal de avería (Avería, k).
\newpage
Por otra parte, esta invención reduce
notablemente las zonas de incertidumbre en torno al punto de
inserción en la sección de vía, pudiéndose detectar la presencia o
ausencia del tren en cualquier parte de la sección bajo
análisis.
Ya que la presencia o ausencia de tren se
confirma después de comparar las señales resultantes de la
correlación con un umbral, es necesario establecer un valor para el
mismo. Una ventaja de este tipo de sistemas CDMA es que este umbral
se puede adaptar dinámicamente y en tiempo real, de manera que
siempre esté acorde a las características eléctricas y de
funcionamiento el sistema completo.
Las técnicas de codificación empleadas en la
invención permiten trabajar con relaciones señal a ruido muy
inferiores a las utilizadas en sistemas precedentes.
La característica de pseudoaleatoriedad de los
códigos utilizados imposibilita que cualquier otra señal que se
pueda presentar en el entorno de la vía (interferencias de
cualquier tipo y procedencia) ajena al circuito de vía, pueda
afectar al correcto funcionamiento del circuito de vía, eliminando
así posibles falsas ocupaciones o indefiniciones en la detección.
Por tanto, la invención supone una mejora notable frente a otras
propuestas de circuito de vía.
Los equipos eléctricos, electrónicos y mecánicos
que se requiere instalar para la realización del sistema se han
clasificado, atendiendo a su lugar de ubicación, en dos grupos
(véase lo consignado en la figura 2).
Equipamiento en vía: Se refiere a los elementos
necesarios en cada punto de inserción (E/R,k). Se trata, además del
elemento de acoplamiento, de circuitos pasivos de adaptación
(CPA,k), constituidos por inductores o transformadores y
condensadores, con los que se constituyen en cada punto de
inserción dos circuitos resonantes de bajo factor de calidad para
disponer de cierto ancho de banda, centrados a las frecuencias F1 y
F2, haciendo uno de ellos de emisor y el otro de receptor (esta
asignación de frecuencias se va alternando entre emisor y receptor
en los puntos de inserción sucesivos). El acoplamiento a la vía es
directo, según se observa en la realización propuesta según el
esquema de la mencionada figura 2. Se garantiza la
equipotencialidad para frecuencias muy bajas, incluyendo la
continua, de los dos raíles de la vía. De los circuitos pasivos de
adaptación se extraen dos pares de cables para transportar las
señales hasta los módulos electrónicos de control, que pueden
encontrarse a varios kilómetros.
Equipamiento en edificio técnico: Hace alusión a
los equipos electrónicos ubicados normalmente en edificios
técnicos (véase la figura 2). Cada punto de inserción en vía
(E/R,k) dispone de su correspondiente módulo electrónico de control
(MEC,k) fuera de vía, que se encarga de enviar las señales
codificadas a insertar en la vía y de procesar adecuadamente las
recibidas de la misma. Este módulo de control puede implementarse
mediante tecnología digital (computadoras industriales o tarjetas
de circuitos reconfigurables), junto con los elementos de
conversión AD (analógico a digital) en la entrada del par de cables
de recepción y DA (digital a analógico), más amplificadores, en la
salida para el par de cables de emisión. El módulo de cómputo se
encarga de realizar digitalmente las operaciones de codificación,
modulación, demodulación y correlación requeridas para conseguir la
funcionalidad del circuito según se ha descrito en el apartado
anterior. Para poder analizar el estado de una sección de vía
(SV,k) en los edificios técnicos se ubica también el circuito de
evaluación del estado de ocupación de vía (CEV,k) como el
esquematizado en la figura 3, que proporciona las señales
correspondientes a cada sección de vía, vía libre (VL,k), vía
ocupada (VO,k) ó averías en el acoplamiento (avería,k). La
implementación del circuito de evaluación del estado de ocupación
de vía es tecnológicamente simple de acuerdo al estado de las
técnicas electrónicas, informática y comunicaciones actuales y puede
ser un simple computador dotado de las tarjetas de comunicaciones y
el software adecuados.
Claims (9)
1. Método detector de ocupación de circuitos de
vía de ferrocarril, que se utiliza acoplando emisores y receptores
en determinados puntos de la vía, de manera que la interpretación
de las correspondientes variaciones en las señales recibidas
debidas a los cambios de impedancia establecidos por las ruedas de
un tren permiten conocer si hay o no un vehículo ferroviario en
determinados tramos de vía; caracterizado porque cuenta con
una sensorización doble de la ocupación (en ambos sentidos) basada
en la caída de potencial que se produce cuando el vehículo
ferroviario ocupa una vía y cortocircuita ambos raíles,
disponiéndose en cada punto entre secciones de vía tanto de emisor
como de receptor; estando cada sección de vía (1) limitada en sus
dos extremos por elementos de separación de vía (2); existiendo
además en cada uno de estos puntos extremos elementos pasivos (3)
de acoplamiento sintonizado de emisores y receptores a la vía, de
manera que cada emisor inyecta en la vía una señal consistente en
un código digital que modula una señal portadora de frecuencia F1 ó
F2; alternándose estas frecuencias en emisores sucesivos - F1 en
(4) y (6) y F2 en (5)-, y propagándose dicho código por la vía en
ambas direcciones (7) a partir del punto de inyección; empleándose
receptores que van alternando sucesivamente sus frecuencias de
sintonía entre F1 y F2, pero de modo que dicha frecuencia no
corresponda con la del emisor acoplado en el mismo punto de
inserción en la vía - F2 (8) y (10) y F1 en (9)-; siendo la señal
recibida en cada receptor procesada digitalmente para extraer la
información de los códigos enviados desde los emisores anterior y
posterior a su propia ubicación (11); y de manera que la presencia
de un tren en una sección de vía se detecta por la caída en la
señal captada por parte de los dos receptores ubicados en sus
extremos.
2. Método detector de ocupación de circuitos de
vía de ferrocarril, según la reivindicación 1, caracterizado
porque en dicha sensorización doble de esa caída de potencial se
utilizan señales sobre las cuales se han empleado de modo
simultáneo técnicas FDMA (Frequency Division Multiple Access) y
CDMA (Code Division Multiple Access).
3. Dispositivo correspondiente al método,
caracterizado porque comprende:
- Secciones sucesivas de vía (SV,k) (1)
constituidas cada una de ellas por carriles de vía electricamente
conductivos, sin aislamientos galvánicos, y delimitadas entre sí
por elementos de inserción de señales en puntos correlativos (E/R,k
y E/R,k+1) (12, 13);
- elementos de inserción en vía, uno en cada
extremo de cada sección de vía, con circuitos pasivos de adaptación
(CPA,k) (14, 15) constituidos por dispositivos eléctricos pasivos
que permiten acoplar directamente, para su emisión en ambos
sentidos de la vía, una señal (tensión o corriente) centrada en
torno a una frecuencia F1 ó F2, y que permiten también extraer de
la vía las señales que haya centradas en torno a la frecuencia F2 ó
F1, justo la opuesta a la de emisión;
- cables de longitud suficientes para conectar
las señales de emisión y recepción entre cada elemento de
inserción en vía y su correspondiente módulo electrónico de control
(16, 17);
- un módulo electrónico de control (MEC,k) (16,
17), asociado a cada elemento de inserción en vía (E/R,k)(12, 13),
que genera para su emisión una señal codificada con un código
unívoco (C,k) y modulada para su transmisión centrada sobre una
frecuencia F1 ó F2; y que recibe para su proceso la señal enviada
desde los elementos de inserción (E/R, k+1) y (E/R,
K-1);
- un sistema de proceso y evaluación dentro del
módulo electrónico de control (MEC,k) (16) que es capaz de
realizar la detección de los códigos (C,k)(C,k-1), y
(C,k+1), indicando además la energía recibida asociada a cada uno
de ellos;
- un circuito electrónico de evaluación (CEV,k)
(18) que permite evaluar las informaciones que proceden de dos
módulos electrónicos de control (16 y 17), los dos asociados a
ambos extremos de la sección de vía, concretamente las señales
Det_{k}(C,k), Det_{k} (C,k+1), Det_{k+1} (C,k),
Det_{k+1}(C,K+1) y entregando una información segura del
estado de ocupación de la sección de vía (SV, k); todo ello
permitiendo:
- el acoplamiento y emisión a través de la vía
en cada punto de inserción (E/R,k), para su transmisión
bidireccional, de una señal (tensión o corriente) codificada con un
código (C,k), convenientemente modulada y centrada sobre una
frecuencia F1 ó F2, de modo que estas frecuencias se van alternando
en puntos de inserción correlativos;
- la detección en cada punto de inserción
(E/R,k) de cualquier señal (tensión o corriente) centrada sobre la
frecuencia F2 ó F1, complementaria de la usada en emisión.
- la transmisión de las señales emitidas o
detectadas hasta los módulos electrónicos de control (MEC,k),
- la generación, incluyendo codificación y
modulación, de las señales a emitir por parte de cada módulo
electrónico de control (MEC,k),
- el proceso de la señal recibida en cada módulo
electrónico de control (MEC,k), incluyendo la demodulación y la
detección de hasta tres códigos (C,k), (C,k-1), y
C,k+1), sobre la misma, así como la energía asociada a la detección
de cada uno de ellos,
- la generación en el circuito de evaluación del
estado de ocupación de vía (CEV,k) (18) de una señal de avería
(Avería, k) si no se detecta el código (C,k), siendo esto
indicativo de que se ha detectado un fallo en alguno de los
siguientes elementos: emisor, cables, acoplamiento o receptor,
- la generación en el circuito de evaluación del
estado de ocupación de vía (CEV,k) (18) de una señal de ausencia
de tren (VL,k) en la sección de vía (SV,k) si se recibe con nivel
de energía suficiente en el módulo electrónico de control (MEC,k)
(16) el código (C,k+1), proviniente del elemento de inserción
(E/R,k+1) (13) y en el (MEC,k+1) (17) el código (C,k), proviniente
del elemento de inserción (E/R,k) (12),
- la generación en el circuito de evaluación del
estado de ocupación de vía (CEV,k) (18) de una señal de presencia
de tren (VO,k) en la sección de vía (SV,k) si no se reciben con
nivel de energía suficiente en el módulo electrónico de control
(MEC,k) (16) el código (C,k+1), proviniente del elemento de
inserción (E/R,k+1) (13); o en el (MEC,k+1) (17) no se recibe el
(C,k) proviniente del elemento de inserción (E/R,k) (12).
4. Dispositivo correspondiente al método, según
la reivindicación 3, caracterizado porque incorpora sistemas
de modulación de fase, de frecuencia o de amplitud, para modular
las señales de frecuencias F1 y F2, ya sea utilizando técnicas de
modulación analógica o digital, incluyendo en este último caso la
modulación por posición o anchura de pulso.
5. Dispositivo correspondiente al método, según
la reivindicación 3, caracterizado por permitir incorporar
nuevas frecuencias, distintas a F1 y F2, para todos o algunos de
los puntos donde exista un elemento de inserción de vía.
6. Dispositivo correspondiente al método, según
la reivindicación 3, caracterizado porque incorpora la
técnica TDMA (Time Division Multiple Access), de multiplexado
temporal, para alternar en el tiempo la emisión de las distintas
señales en los distintos puntos de inserción de vía y/o la técnica
CDMA (Code Division Multiple Access).
7. Dispositivo correspondiente al método, según
la reivindicación 3, caracterizado por el empleo de códigos
binarios para detección asíncrona, del tipo pseudoramdon (Gold ó
Kasami) formados por secuencias complementarias (Golay o CSS) o del
tipo "débilmente sincronizados" (LS).
8. Dispositivo correspondiente al método, según
la reivindicación 3, caracterizado por el empleo de códigos
binarios para detección síncrona, del tipo pseudoramdon (longitud
máxima) o códigos "Hadamart".
9. Dispositivo correspondiente al método, según
la reivindicación 3, caracterizado por el empleo de códigos
no binarios.
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|---|---|---|---|
| ES200702451A ES2320517B1 (es) | 2007-09-14 | 2007-09-14 | Metodo detector de ocupacion de circuitos de via de ferrocarril, y dispositivo correspondiente. |
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| ES200702451A ES2320517B1 (es) | 2007-09-14 | 2007-09-14 | Metodo detector de ocupacion de circuitos de via de ferrocarril, y dispositivo correspondiente. |
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|---|---|---|---|
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| JP4073103B2 (ja) * | 1999-02-25 | 2008-04-09 | 日本信号株式会社 | 列車位置検知装置 |
| GB0127927D0 (en) * | 2001-11-21 | 2002-01-16 | Westinghouse Brake & Signal | Railway track circuits |
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- 2007-09-14 ES ES200702451A patent/ES2320517B1/es not_active Expired - Fee Related
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