ES2342329T3 - Sistema para la deteccion de la posicion de ferrocarriles. - Google Patents
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Abstract
Sistema para la detección de la posición de ferrocarriles con un dispositivo (5) de medición de velocidad a bordo del vehículo, que induce corriente parásitas en una estructura situada al lado del vehículo en dos puntos a lo largo de la dirección de desplazamiento, midiendo las variaciones del campo magnético emitido por la estructura situada al lado de la vía y determinando la posición y la velocidad correlacionando las 2 señales medidas, caracterizado por una referencia codificada (1) situada al lado de la vía que proporciona una codificación reconocible por el dispositivo de medición de velocidad de a bordo, que consiste en bloques eléctricamente conductores (2) de diferentes dimensiones, que representan la amplitud de la Modulación de Amplitud de Cuadratura, que son montados en la referencia codificada (1) paralelamente a la dirección de desplazamiento del vehículo ferroviario, en posiciones que representan el desplazamiento de fase de la Modulación de Amplitud de Cuadratura.
Description
Sistema para la detección de la posición de
ferrocarriles.
La presente invención se refiere a sistemas para
la detección de la posición de ferrocarriles. Estos dispositivos
miden la posición absoluta y relativa, así como la velocidad de
vehículos ferroviarios, y suministran los valores medidos a las
pantallas de los conductores, a los sistemas de señalización, al
sistema de control de tracción y a otros usuarios. En el contexto
ferroviario, la posición absoluta se refiere a posiciones
predeterminadas en millas o kilómetros sobre una vía, lo que es
registrado en archivos y en puntos de referencia al lado de la vía.
La posición relativa se refiere a la distancia recorrida desde un
momento de tiempo anterior.
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Algunas soluciones conocidas para el posicionado
relativo se aplican a mediciones de rotación de las ruedas, ver,
por ejemplo, los documentos GB 388761, Radar, US 4.791.424 y también
a mediciones de campos magnéticos inducidos.
Las soluciones conocidas para el posicionado
absoluto aplican referencias al lado de las vías en forma de
transpondedores electrónicos, ver, por ejemplo, EP 1813499 o
localizaciones de cruce por cable en las vías, ver, por ejemplo, EP
0593910. La necesidad de disponer 2 sistemas separados para el
posicionado absoluto y relativo aumenta los costes y la cantidad de
material a instalar. El posicionado por satélite combina el
posicionado absoluto y el relativo, ver, por ejemplo, DE 19731110
A1. No obstante, la disponibilidad dentro de túneles y en valles
estrechos es reducida, impidiendo su utilización como solución
universal. Los dispositivos magnéticos de medición de velocidad que
utilizan bobinas pulsantes para crear marcadores magnéticos en la
vía se conocen por los documentos DE 2164312 y
FR-A-2673901. Tal como se muestra en
WO 01/66401 A1, el posicionado absoluto y el relativo se han
combinado en un sistema utilizando un dispositivo de medición de
velocidad que mide campos magnéticos inducidos, el cual es conocido
por el documento US 5.825.177, que reconoce ciertos modelos o
formas en la vía, tales como los intersticios de raíles en ciertos
puntos. Este método tiene solamente limitadas posibilidades de
codificación y debido a la similitud entre puntos, la fiabilidad no
es optimizada.
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Un objetivo de la presente invención es un
sistema de posicionado absoluto y relativo optimizado en cuanto a
costes y rendimiento.
El objetivo se consigue mediante un sistema de
detección de la posición con una referencia codificada para un
dispositivo de medición de velocidad ferroviario de tipo magnético,
en particular tal como se define en las reivindicaciones que
definen el alcance de la reivindicación.
El sistema de detección de la posición
ferroviario de la presente invención comprende:
- un dispositivo de medición de la velocidad a
bordo del vehículo,
- el dispositivo induce corrientes parásitas en
una estructura del paso de la vía en dos puntos a lo largo de la
dirección de desplazamiento,
- el dispositivo mide las variaciones del campo
magnético emitido por la estructura situada al lado de la vía y
determina la posición y velocidad correlacionando las dos señales
medidas.
Se propone que una referencia codificada al lado
de la vía proporcione un código reconocible por el dispositivo de
medición de velocidad situado a bordo.
Por ejemplo, utilizando salidas analógicas del
dispositivo magnético de medición de velocidad, se pueden analizar
modelos magnéticos de la misma manera que en la detección de puntos
que se ha descrito en lo anterior. Creando una identificación
conocida en una cierta posición, esta posición puede ser detectada
de manera segura.
La codificación puede representar en caso
necesario telegramas que contienen medidas de seguridad, tales como
comprobaciones cíclicas de redundancia. La referencia es simple y
económica. Se puede montar algunos centímetros al lado de la vía
y/o ligeramente por debajo de la cabeza del carril. Por lo tanto, no
interfiere con el mantenimiento del balasto.
Por ejemplo, la utilización de la Modulación de
Amplitud por Cuadratura proporciona una buena proporción de señal a
ruido. Se puede conseguir una elevada tasa de información por
longitud de referencia en particular si una unidad de información
representa una palabra digital de 4 bits.
Si se cambian los telegramas por un dispositivo
de control, se puede transmitir información dependiendo del estado
dinámico de otros sistemas hacia el dispositivo de medición de
velocidad, por ejemplo, aspectos de señal. Se puede utilizar un
formato de telegrama de seguridad para codificar con el mismo
comportamiento básico de disponibilidad y tasa de fallo del lado
equivocado, igual que para el sistema correspondiente al estado de
la técnica.
La codificación también puede ser capaz de
detectar en qué dirección está entrando el vehículo en la zona de
referencia. Si el telegrama es leído por dos detectores autónomos
del dispositivo de medición de velocidad y si el resultado es el
mismo, el número de bits de Comprobación de Redundancia Cíclica será
relativamente reducido.
Por ejemplo, un telegrama de seguridad de 15 a
16 bits dará un rango de 500 a 700 telegramas únicos con una
distribución razonable de bits 0 y 1. La señal recibida varía a lo
largo del tiempo y la proporción de bits depende de la velocidad
del vehículo. Utilizando la velocidad real y correlación entre los 2
canales del dispositivo de medición de velocidad se puede conseguir
una transformación de la señal variable a lo largo del tiempo con
respecto a la distribución espacial y se puede leer el
telegrama.
Se puede fijar una barra sobre la base del
carril sobre las traviesas. De manera alternativa, la codificación
puede ser creada por bloques metálicos de dimensiones estándar que
representan 1 e intersticios que representan 0.
A continuación se describirán ejemplos de la
invención haciendo referencia a los dibujos adjuntos. En ellos se
facilitan interpretaciones e información más detallada referente a
las expresiones utilizadas en lo anterior.
La figura 1 muestra una realización preferente
de la referencia codificada (1) con bloques metálicos (2) de
diferentes dimensiones, cada uno de ellos fijado a una de varias
ranuras (3) de una barra (4).
La figura 2 muestra un bloque metálico (2) con
un perno (5) para la fijación del bloque en una de las ranuras (3)
de la barra (4) que se muestra por debajo.
La figura 3 muestra tres bloques (2) de
diferentes dimensiones representando la modulación de amplitud
OAM.
La figura 4 muestra la señal ideal
s_{ideal}(x) que genera un detector magnético a
bordo del vehículo cuando pasa por un bloque metálico (2) con su
detector frontal y posterior en la dirección de desplazamiento
x. La señal combinada está representada por la línea
continua. La señal de cada uno de los detectores es representada
por líneas de trazos. A lo largo de la sección w_{M}, ambos
detectores reciben realimentación del bloque (2).
La figura 5 muestra la sección transversal de un
dispositivo de medición de velocidad (6), de acuerdo con el
documento US5825177, una cabeza de raíl (7) y una referencia
codificada (1).
Tal como se muestra en la figura 1, la
referencia codificada (1) comprende una barra (4) con varias ranuras
(3) en la que se montan bloques metálicos (2) de diferentes
dimensiones. Las dimensiones y posiciones de los bloques se
seleccionan para representar un código, de acuerdo con la Modulación
de Amplitud de Cuadratura QAM que, tal como es conocido en esta
técnica, establece la equivalencia de palabras digitales de 4 bits
con vectores de longitud o amplitud A y ángulo \phi. Expresado
como número complejo
Tal como se muestra en el documento US5825177,
el dispositivo magnético de medición de velocidad puede detectar la
amplitud y posición a lo largo de la dirección de desplazamiento de
señales generadas por la estructura situada al lado de la vía. La
referencia codificada (1) utiliza este principio al disponer bloques
metálicos (2) de diferentes dimensiones, tal como se ha mostrado en
la figura 3, realimentando una señal al dispositivo de medición de
velocidad (6) proporcional a las dimensiones del bloque. Los bloques
(2) son montados en lugares seleccionados a lo largo de la
dirección de desplazamiento fijándolos con sus pernos (5) en ranuras
seleccionadas (3) de la barra (4), tal como se ha mostrado en la
figura 2. Cuando el vehículo ferroviario se desplaza a lo largo de
la referencia codificada (1), detecta los primeros bloques (2) que
están dispuestos en una secuencia que representa una indicación de
inicio. En paralelo a la lectura de la referencia codificada (1), el
dispositivo (6) de medición de velocidad proporciona información
sobre la velocidad en aquel momento. El vehículo detecta a
continuación señales de realimentación con amplitudes proporcionales
a las dimensiones de los bloques tal como se ha mostrado en la
figura 4, en la que la señal de cada uno de los detectores del
dispositivo de medición de velocidad es una línea de trazos y la
señal combinada es una línea continua. Las señales de los detectores
tienen signos opuestos, de manera que las amplitudes iguales se
compensan. A velocidad constante, los intervalos de tiempo cuando
las señales de realimentación son registradas son proporcionales a
las posiciones en las que se han montado los bloques (2) en la barra
(4). Si la velocidad no es constante, se tiene que llevar a cabo el
correspondiente nuevo cálculo. Tal como se ha mostrado en la figura
5, la referencia codificada (1) está montada lateralmente sobre la
cabeza (7) del raíl a una altura que no interfiere con las ruedas
de los vehículos.
La invención puede ser resumida del modo
siguiente:
Un sistema de detección de la posición
ferroviario proporciona un dispositivo (6) de medición de velocidad
dispuesto a bordo del vehículo, que induce corrientes parásitas en
la estructura situada al lado de la vía en dos puntos a lo largo de
la dirección de desplazamiento, midiendo las variaciones del campo
magnético emitidas por la estructura situada al lado de la vía y
determinando la posición y velocidad correlacionando las do2s
señales medidas conocidas por el documento US5825177 y una
referencia codificada (1) situada al lado de la vía que proporciona
un código reconocible por el dispositivo (6) de medición de
velocidad situado a bordo. La referencia codificada (1) consiste en
una barra (4) con varias ranuras (3), en las que se montan bloques
metálicos (2) de diferentes dimensiones. Las dimensiones y
posiciones de los bloques se seleccionan para representar un código
de acuerdo con la Modulación de Amplitud por Cuadratura.
- (1)
- Referencia codificada
- (2)
- Bloque
- (3)
- Ranura
- (4)
- Barra
- (5)
- Perno
- (6)
- Dispositivo de medición de velocidad
- (7)
- Cabeza del raíl
Claims (2)
1. Sistema para la detección de la posición de
ferrocarriles con un dispositivo (5) de medición de velocidad a
bordo del vehículo, que induce corriente parásitas en una estructura
situada al lado del vehículo en dos puntos a lo largo de la
dirección de desplazamiento, midiendo las variaciones del campo
magnético emitido por la estructura situada al lado de la vía y
determinando la posición y la velocidad correlacionando las 2
señales medidas, caracterizado por una referencia codificada
(1) situada al lado de la vía que proporciona una codificación
reconocible por el dispositivo de medición de velocidad de a bordo,
que consiste en bloques eléctricamente conductores (2) de
diferentes dimensiones, que representan la amplitud de la Modulación
de Amplitud de Cuadratura, que son montados en la referencia
codificada (1) paralelamente a la dirección de desplazamiento del
vehículo ferroviario, en posiciones que representan el
desplazamiento de fase de la Modulación de Amplitud de
Cuadratura.
2. Sistema para la detección de la posición de
ferrocarriles, según la reivindicación 1, caracterizado
porque la codificación contiene información de enlace de diferentes
referencias codificadas (1).
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