ES2421266A2 - Sistema y cono detector de seguridad para operarios de la red vial. - Google Patents

Sistema y cono detector de seguridad para operarios de la red vial. Download PDF

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Abstract

Sistema y cono detector de seguridad para operarios de la red vial, el sistema comprendiendo: - conos detectores (1) de señalización vial con: - sensor de presencia (9) para detectar la intrusión de vehículos dentro de una zona de detección (2); - emisor de radiofrecuencia (6); - medios de control (7) para, ante una detección de intrusión, emitir por radiofrecuencia una señal de alarma; - dispositivos avisadores (3) con: - receptor de radiofrecuencia (11) para recibir la señal de alarma; - medios avisadores (15,16) para emitir una señal de aviso; - medios de control (12) para, ante una detección de una señal de alarma, activar los medios avisadores (15, 16) para avisar a los operarios de la red vial de la situación de alarma. Aplicado para evitar accidentes por atropello de operarios que trabajan en obras u operaciones de vialidad en cualquier tipo de infraestructura vial.

Description

Sistema y cono detector de seguridad para operarios de la red vial.
Campo de la invención
La presente invención se engloba dentro de los sistemas de seguridad en vías públicas, y más concretamente en los sistemas para evitar accidentes por atropello de operarios que trabajan en obras u operaciones de vialidad en cualquier tipo de infraestructura lineal (e.g. asfaltado de carreteras, limpieza en autopistas, colocación de barrera de seguridad, limpieza de señales, operaciones de bacheo, siegas, riego de plantaciones, etc.).
Antecedentes de la invención
En la actualidad, cuando los operarios están realizando tareas de mantenimiento en las carreteras, éstos se limitan a colocar una serie de señalizaciones (e.g. conos, barreras móviles, señales viales, carteles luminosos, etc.) en la zona donde se realizan las labores de mantenimiento para avisar a los conductores que circulan por la vía de dicha circunstancia, además de separar el tráfico rodado de la zona de la zona de actuación. Algunas de dichas señalizaciones, como los conos, se emplean para delimitar la zona de la obra o actuación, indicando a los conductores que el paso de los vehículos está prohibido y que deben abandonar el carril donde se realiza la obra, siendo esta la única separación entre la zona de actuación y el tráfico rodado.
Sin embargo, en caso de que un vehículo no atienda dicha señalización, voluntaria o involuntariamente, y entre en la zona donde están trabajando los operarios, éstos no disponen de ningún sistema de seguridad que les permita conocer tal circunstancia, existe un riesgo de accidente por atropello de dichos operarios.
La presente invención propone un sistema de seguridad que resuelve los problemas anteriores, avisando a los operarios cuando algún vehículo ha invadido su zona de trabajo, con la suficiente antelación como para que éstos puedan ponerse a salvo rápidamente.
Descripción de la invención
La presente invención consiste en un sistema de seguridad para operarios que trabajan en la red vial, esto es, un sistema de seguridad para zonas de calzada capaz de delimitar una zona de trabajo específico de la calzada advirtiendo a los operarios que trabajen en esa zona de una intrusión no deseada, pudiendo así reaccionar al respecto.
Con objeto de cumplir con la normativa vigente en cuanto a señalización de obras, además de no alterar la metodología actual, el sistema emplea los propios conos de la obra como método de detección, transmisión y aviso, por lo que diversos elementos electrónicos se insertan en cada uno de los conos. El área de detección de intrusión no invade la zona de trabajo acotada para los operarios, ya que en este caso no se podría trabajar en dicha zona porque sería detectada la actividad y se activaría el sistema. En caso de detección accidental, cada uno de los conos avisadores dispone de un pulsador para apagar de manera rápida los avisadores y rearmar el sistema.
En caso de existir una intrusión de un vehículo dentro de la zona delimitada por los conos, el operario es capaz de advertirlo en el mismo instante que se produce, al disponer de una alarma sonora a pocos metros de los operarios.
El sistema es inalámbrico, fácil y rápido de instalar, algo necesario ya que suele haber tránsito en los otros carriles de la calzada. Al ir montado e integrado sobre el mismo cono y disponer de alimentación autónoma, así como un sistema inalámbrico para la comunicación entre los conos detectores y avisadores, no necesita de instalación alguna más allá de la propia colocación de conos que en la actualidad se lleva a cabo.
El sistema dispone por tanto de las siguientes características:
-
El sistema está integrado en el mismo cono de señalización de obra en calzada.
-
El sensor de detección instalado en cada cono es económico y de gran alcance, es posible regular la distancia de detección para ajustarla a la zona acotada (un carril, dos carriles, dos carriles más arcén, etc.).
-
El sensor realiza la detección con pequeños ángulos de detección. Regulables entre 0 y 45º.
-
El sistema es autónomo e inalámbrico.
El elemento más importante de la presente invención es el cono detector, un cono de señalización de obras/tráfico en la red vial al que se han incorporado circuitos y componentes electrónicos para poder ser utilizado con una doble función:
-
Señalización de obra/tráfico en la red vial.
-
Detector de intrusiones de vehículos en una zona de detección, estando dicha zona de detección delimitada por la posición y orientación de los conos y por el alcance y ángulo de apertura del sensor de posición que lleva integrado. Una vez detectada la intrusión lo comunica de manera inalámbrica (preferentemente mediante emisor RF), emitiendo una señal de alarma, evitando de esta forma cableados y favoreciendo la versatilidad de los conos, que pueden ser transportados de la manera usual.
En una realización particular se pueden emplear también conos de señalización avisadores para recibir la señal de alarma y avisar de manera acústica y/o visual a los operarios que se encuentren próximos a dichos conos. No obstante, se podrían emplear otras formas de aviso a los operarios, como un módulo portátil (e.g. en forma de walkie-talkie) con un receptor RF para recibir la señal de alarma de los emisores RF y con medios de aviso (acústicos y/o visuales) para que los operarios que lo portan, y los que se encuentran cerca, sean conscientes de la situación de alarma, así como la utilización de chalecos de obra provistos de vibradores, de tal forma que si, el ruido ambiente o el provocado por la propia actuación de la obra, impide o limita la percepción de la alarma acústica o de la visual (por tener la vista centrada en un lugar diferente), el chaleco vibrase avisando así al operario. También se podrían emplear receptores RF de sobremesa, o pantallas con receptores RF, que se coloquen próximos a la zona de trabajo de los operarios y con medios avisadores acústicos y/o visuales de cualquier tipo.
El sistema de seguridad para operarios de la red vial comprende:
-
al menos un cono detector, cada cono detector comprendiendo un cono de señalización vial que lleva integrado:
•
un sensor de presencia encargado de detectar la intrusión de vehículos dentro de una zona de detección;
• un emisor de radiofrecuencia;
•
medios de control (e.g. microcontrolador) configurados para recibir la señal proveniente del sensor de presencia y, ante una detección de intrusión de vehículo en la zona de detección, emitir a través del emisor de radiofrecuencia una señal de alarma;
•
medios de alimentación para alimentar los distintos componentes electrónicos instalados en el cono;
-
al menos un dispositivo avisador, cada módulo avisador comprendiendo:
•
un receptor de radiofrecuencia configurado para recibir la señal de alarma proveniente del emisor de radiofrecuencia de un cono detector;
• medios avisadores encargados de emitir una señal de aviso cuando son activados;
•
medios de control (e.g. microcontrolador) configurados para recibir la señal proveniente del receptor de radiofrecuencia y, ante una detección de una señal de alarma proveniente de un cono detector, activar los medios avisadores para avisar a los operarios de la red vial de la situación de alarma;
•
medios de alimentación para alimentar los distintos componentes electrónicos del dispositivo avisador.
El dispositivo avisador puede consistir en un cono de señalización vial que lleva integrado los distintos componentes electrónicos. En otra realización el dispositivo avisador puede consistir en un módulo portátil preparado para ser portado por un operario de la red vial.
El al menos un cono detector y el al menos un cono avisador comprenden preferiblemente un interruptor para el encendido y apagado de los componentes electrónicos instalados en el cono.
El sensor de presencia del al menos un cono detector puede comprender al menos uno de los siguientes: sensor de ultrasonidos, sensor láser, sensor volumétrico.
Los medios avisadores del al menos un cono avisador pueden comprender al menos uno de los siguientes: un emisor acústico, un rotativo luminoso.
El sensor de presencia está preferiblemente configurado para realizar la detección según un determinado ángulo de apertura, alcance y dimensiones mínimas del objeto a detectar, siendo dichas características regulables. El ángulo de apertura del sensor de presencia puede ser regulado entre 0º y 45º para adecuarlo a las condiciones específicas de la zona de actuación.
Otro aspecto de la presente invención incluye un cono detector de seguridad para operarios de la red vial, que comprende un cono de señalización vial que lleva integrado:
•
un sensor de presencia encargado de detectar la intrusión de vehículos dentro de una zona de detección;
• un emisor de radiofrecuencia;
•
medios de control configurados para recibir la señal proveniente del sensor de presencia y, ante una detección de intrusión de vehículo en la zona de detección, emitir a través del emisor de radiofrecuencia una señal de alarma;
•
medios de alimentación para alimentar los distintos componentes electrónicos instalados en el cono.
El cono detector puede comprender un interruptor para el encendido y apagado de los componentes electrónicos instalados en el cono detector.
El sensor de presencia puede comprender al menos uno de los siguientes: sensor de ultrasonidos, sensor láser, sensor volumétrico.
Los medios avisadores pueden comprender al menos uno de los siguientes: un emisor acústico, un rotativo luminoso.
El sensor de presencia está preferentemente configurado para realizar la detección según un determinado ángulo de apertura, alcance y dimensiones mínimas del objeto a detectar, siendo dichas características regulables. El ángulo de apertura del sensor de presencia es preferiblemente regulable entre 0º y 45º para adecuarlo a las condiciones específicas de la zona de actuación.
Breve descripción de los dibujos
A continuación se pasa a describir de manera muy breve una serie de dibujos que ayudan a comprender mejor la invención y que se relacionan expresamente con una realización de dicha invención que se presenta como un ejemplo no limitativo de ésta.
La Figura 1 muestra la disposición de los distintos elementos del sistema.
La Figura 2 muestra el ángulo de detección del cono detector.
Las Figuras 3A y 3B representan de manera simplificada un cono detector y un cono avisador, respectivamente, con sus dispositivos electrónicos incorporados.
La Figura 4 representan conos detectores con detector sonar y con detector volumétrico.
Descripción detallada de la invención
La Figura 1 muestra la disposición de los distintos elementos del sistema. En concreto, se representan los conos emisores 1 que incorporan sensor de presencia con una zona de detección 2 en la cual es capaz de detectar la intrusión de un vehículo. Dicha zona de detección se determina por:
-
El alcance del sensor de presencia incorporado en el cono detector 1 (o cono emisor), preferentemente un sensor de ultrasonidos capaz de alcanzar más de 6 metros, con un consumo reducido ya que debe ser alimentado por una batería que dispone de una autonomía muy superior a la duración de la actuación.
-
El ángulo de apertura φ del sensor de presencia del cono detector 1, según se muestra en la Figura 2. Se emplea preferentemente un ángulo de 30º (según los estudios realizados, pues así el solape es óptimo), pero el ángulo del sensor es regulable entre 1º y 45º para adecuarlo a las condiciones específicas de la zona de actuación. El sensor de presencia del cono detector 1 es capaz de detectar cualquier objeto que se interponga en línea recta, teniendo en cuenta el volumen del objeto (el sensor es regulable para fijar mínimos al volumen del cuerpo detectado, y evitar así falsas alarmas, como por ejemplo el cruce de un animal pequeño), y sin tener en cuenta el color del mismo o si hay poca visibilidad.
El sensor tiene un ángulo de apertura de entre 0º y 45º y un alcance regulable, por lo que la detección de la intrusión se realiza de manera que, mediante el solape de los diferentes zonas de detección de los distintos conos queda cubierto todo el área (un carril, dos carriles, etc. lo que se desee ya que los sensores son programables con un simple ordenador).
Los operarios no podrían disparar ellos mismos la alerta, ya que la normativa establece un área de seguridad desde que comienza el corte hasta donde se encuentran los operarios. Dentro de esta área no se puede trabajar por no mantener la distancia mínima de seguridad, y es en esta área donde se detecta la intrusión, por lo que los operarios no podrían disparar la alerta.
Un animal, o por ejemplo un objeto arrastrado por el viento, que pase por ese área tampoco dispararía una falsa alarma, dado que el sensor se programa para las dimensiones mínimas de objeto que se desee (dicha programación se puede realizar por ejemplo conectando un ordenador al controlador que llevan los conos). Dicha programación de los sensores se puede realizar in situ, mediante el empleo de un ordenador portátil y una conexión USB, fijando el alcance del sensor, el ángulo de apertura y las dimensiones mínimas del objeto a detectar.
También se muestran en la Figura 1 los conos avisadores 3 (o conos receptores), que se disponen en una zona próxima a los operarios que realizan las labores en la calzada. Dichos conos avisadores 3 tienen como misión recibir la señal de alarma (i.e. detección de un vehículo que ha invadido la zona de detección 2 de algún cono detector 1) proveniente de los conos detectores 1 y emitir una señal de alarma (acústica y/o luminosa) para que los operarios sean conscientes de la situación de peligro y puedan buscar protección.
En caso de que por descuido se disparara el sistema, bastará con que los operarios que se encuentran en la zona de los conos avisadores 3 pulsen un interruptor que se encuentra en los mismos. De esta manera la alarma se apaga y vuelven a quedar listos para avisar en caso de intrusión.
Las Figuras 3A y 3B muestran, respectivamente, el cono detector 1 y el cono avisador 3. El cono detector 1 comprende un emisor RF 6, un microcontrolador 7, una batería 8 (por ejemplo de 12 voltios), un sensor de presencia 9 y un interruptor 10. En lugar de la batería 8 se podría emplear cualquiera otros medios de alimentación, por ejemplo una placa solar (o ambos, placa solar y batería). El sensor de presencia 9 se encarga de detectar la presencia de un vehículo en la zona de detección 2 y en caso de detectarlo el microcontrolador 7, que recibe la señal del sensor de presencia 9, envía a través del emisor RF 6 una señal de alarma. El interruptor 10 sirve simplemente para encender y apagar los componentes electrónicos, bien porque haya que pasar algo por delante de los conos detectores y no se quiera disparar la alarma, bien para el almacenaje y transporte de los conos.
Por su parte, el cono avisador 3 comprende un receptor RF 11, encargado de recibir la señal de alarma, un microcontrolador 12 que identifica la señal de alarma del receptor, una batería 13, un interruptor 14 de encendido/apagado, un emisor acústico 15 (e.g. una sirena) y un señalizador visual 16 (e.g. un rotativo luminoso). Cuando el microcontrolador 12 recibe una señal de alarma activa el emisor acústico 15 y el señalizador visual 16 para que el operario capte la señal de alarma. En lugar de la batería 13 se podría emplear cualquiera otros medios de alimentación, por ejemplo una placa solar (o ambos, placa solar y batería).
El sistema de envío y recepción de datos de cada uno de los conos, mediante comunicación RF, proporciona una transferencia de señal de hasta 1Km de distancia. Se pueden emplear distintas frecuencias de transmisión, aunque en una realización preferida se emplea 2,4 GHz. Junto con un microǦcontrolador, el sistema proporciona una transferencia instantánea de cualquier intrusión en el área de trabajo, a la zona donde estará el operario. Existe seguridad en la transmisión dado que utiliza un protocolo con identificador propio ID, un código personalizado para cada dispositivo, código PIN, y una encriptación. Esto hace que, aunque exista un aparato o equipo que emita en dicha frecuencia, no se produzcan interferencias o faltas de señal de los dispositivos.
La batería de 12 voltios puede dar una autonomía de más de 24 horas seguidas de trabajo.
En una realización preferida se ha empleado un microcontrolador AVR, de Atmega, por su robustez a los posibles maltratos debidos a vibraciones, golpeos indirectos, además de su gran capacidad de programación y una buena cantidad de E/S tanto digitales como analógicas, y de ser de tamaño y consumo reducido.
Como sensor de detección 9 se emplea en una realización preferida un sensor de ultrasonidos, , aunque se pueden utilizar sensores láser sin prácticamente modificar el sistema porque, entre otras, es el único dispositivo que cuenta con un ángulo de detección inferior a 25º, mejor que el detector volumétrico que tiene una zona de detección en amplitud de unos 60º como mínimo, por lo que podrían detectar a los vehículos que circulan correctamente. En la Figura 4 se muestra un ejemplo de los ángulos de detección de los conos detectores 1 con detector de ultrasonidos y con detector volumétrico, donde se observa que el detector de ultrasonidos tiene un ángulo más pequeño que el volumétrico o fotoeléctrico. La Figura 4 muestra la detección con diferentes ángulos, siendo el del sensor de ultrasonidos regulable. Si se excede 45º los vehículos que circulan por el carril habilitado a la circulación de estos son detectados por los sensores. La ventaja del sensor de ultrasonidos frente al sensor volumétrico es principalmente la resistencia a impactos, durabilidad, consumo eléctrico, coste de montaje, y que el sensor de ultrasonidos se regula rápida y fácilmente conectando un ordenador, mientras que para el volumétrico habría que colocar unas piezas opacas en los extremos de la zona de detección del propio sensor para cegarlo parcialmente y reducir su ángulo de “visión” o detección, si bien también se podrían emplear sensores volumétricos en la presente inveción. El sistema de control del sistema lo que entiende es que el sensor de detección que sea (láser, sonar, volumétrico, etc.) le manda la señal de intrusión (una especie de “on – off”).
Para poderlo usar en exterior el dispositivo dispone de una IP 65 o IP 67. Por este motivo se ha usado cajeado estanco, pasamuros y manguera de conexión de intemperie.

Claims (14)

  1. REIVINDICACIONES
    1- Sistema de seguridad para operarios de la red vial, caracterizado por que comprende:
    -
    al menos un cono detector (1), cada cono detector (1) comprendiendo en un cono de señalización vial que lleva integrado:
    •
    un sensor de presencia (9) encargado de detectar la intrusión de vehículos dentro de una zona de detección (2);
    • un emisor de radiofrecuencia (6);
    •
    medios de control (7) configurados para recibir la señal proveniente del sensor de presencia (9) y, ante una detección de intrusión de vehículo en la zona de detección (2), emitir a través del emisor de radiofrecuencia (6) una señal de alarma;
    •
    medios de alimentación (8) para alimentar los distintos componentes electrónicos instalados en el cono;
    -
    al menos un dispositivo avisador (3), cada módulo avisador comprendiendo:
    •
    un receptor de radiofrecuencia (11) configurado para recibir la señal de alarma proveniente del emisor de radiofrecuencia (6) de un cono detector (1);
    • medios avisadores (15,16) encargados de emitir una señal de aviso cuando son activados;
    •
    medios de control (12) configurados para recibir la señal proveniente del receptor de radiofrecuencia (11) y, ante una detección de una señal de alarma proveniente de un cono detector (1), activar los medios avisadores (15,16) para avisar a los operarios de la red vial de la situación de alarma;
    •
    medios de alimentación (13) para alimentar los distintos componentes electrónicos del dispositivo avisador (3).
  2. 2.- Sistema de seguridad para operarios de la red vial según la reivindicación 1, caracterizado por que el dispositivo avisador comprende un cono de señalización vial (3) que lleva integrado los distintos componentes electrónicos.
  3. 3.- Sistema de seguridad para operarios de la red vial según la reivindicación 1, caracterizado por que el dispositivo avisador comprende un módulo portátil preparado para ser portado por un operario de la red vial.
  4. 4.- Sistema de seguridad para operarios de la red vial según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende el al menos un cono detector (1) y el al menos un cono avisador (3) comprenden un interruptor (10,14) para el encendido y apagado de los componentes electrónicos instalados en el cono (1,3).
  5. 5.- Sistema de seguridad para operarios de la red vial según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los medios de control (7,12) del al menos un cono detector (1) y del al menos un cono avisador (3) comprenden un microcontrolador.
  6. 6.- Sistema de seguridad para operarios de la red vial según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el sensor de presencia (9) del al menos un cono detector (1) comprende al menos uno de los siguientes:
    -
    sensor de ultrasonidos;
    -
    sensor láser;
    -
    sensor volumétrico.
  7. 7.- Sistema de seguridad para operarios de la red vial según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los medios avisadores del al menos un cono avisador (3) comprenden al menos uno de los siguientes:
    -
    un emisor acústico (15);
    -
    un rotativo luminoso (16).
  8. 8.- Sistema de seguridad para operarios de la red vial según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el sensor de presencia (9) está configurado para realizar la detección según un determinado ángulo de apertura (φ), alcance y dimensiones mínimas del objeto a detectar, siendo dichas características regulables.
  9. 9.- Sistema de seguridad para operarios de la red vial según la reivindicación anterior, caracterizado por que el ángulo de apertura (φ) del sensor de presencia (9) es regulable entre 0º y 45º para adecuarlo a las condiciones específicas de la zona de actuación.
    10- Cono detector de seguridad para operarios de la red vial, caracterizado por que comprende un cono de señalización vial (1) que lleva integrado:
    •
    un sensor de presencia (9) encargado de detectar la intrusión de vehículos dentro de una zona de detección (2);
    • un emisor de radiofrecuencia (6);
    •
    medios de control (7) configurados para recibir la señal proveniente del sensor de presencia (9) y, ante una detección de intrusión de vehículo en la zona de detección (2), emitir a través del emisor de radiofrecuencia (6) una señal de alarma;
    •
    medios de alimentación (8) para alimentar los distintos componentes electrónicos instalados en el cono.
  10. 11.- Cono detector de seguridad para operarios de la red vial según la reivindicación 10, caracterizado por que comprende un interruptor (10) para el encendido y apagado de los componentes electrónicos instalados en el cono detector (1).
  11. 12.- Cono detector de seguridad para operarios de la red vial según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 11, caracterizado por que el sensor de presencia (9) comprende al menos uno de los siguientes:
    -
    sensor de ultrasonidos;
    -
    sensor láser;
    -
    sensor volumétrico.
  12. 13.- Cono detector de seguridad para operarios de la red vial según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, caracterizado por que los medios avisadores comprenden al menos uno de los siguientes:
    -
    un emisor acústico (15);
    -
    un rotativo luminoso (16).
  13. 14.- Cono detector de seguridad para operarios de la red vial según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 13, caracterizado por que el sensor de presencia (9) está configurado para realizar la detección según un determinado ángulo de apertura (φ), alcance y dimensiones mínimas del objeto a detectar, siendo dichas características regulables.
  14. 15.- Cono detector de seguridad para operarios de la red vial según la reivindicación anterior, caracterizado por que el ángulo de apertura (φ) del sensor de presencia (9) es regulable entre 0º y 45º para adecuarlo a las condiciones específicas de la zona de actuación.
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