ES2959096B2 - Estructura de gabinete para puestos fijos en un sistema transmisor de comunicación tren-tierra con sistema de gestión para monitorizar y operar remotamente - Google Patents

Description

DESCRIPCIÓN

ESTRUCTURA DE GABINETE PARA PUESTOS FIJOS EN UN SISTEMA TRANSMISOR DE COMUNICACIÓN TREN-TIERRA CON SISTEMA DE GESTIÓN PARA MONITORIZAR Y OPERAR REMOTAMENTE

OBJETO DE LA INVENCIÓN

El objeto de la invención revela una estructura de gabinete para una unidad rectificadora de alimentación para el suministro de corriente continua en un sistema transmisor de comunicación Tren-Tierra que permite ser instalado en puestos fijos y tiene capacidad de monitorización y actuación remota a través de una red de comunicaciones ofimática IP (telemetría) mediante un sistema de gestión que habilita la visión total de toda la red desde un punto central, y prever tareas de mantenimiento correctivas para mantener al máximo la disponibilidad del sistema.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

El sistema Tren-Tierra es una red de comunicaciones en el ámbito ferroviario, que permite la comunicación tanto de fonía en dúplex, como de datos, entre el Puesto de Mando y los trenes que circulan por las líneas que este puesto de mando controla, cada línea a controlar se le llama Banda de Regulación. El canal de comunicaciones es un canal telefónico dúplex de 300 - 3400 Hz, apto tanto para la transmisión de fonía como de datos.

La estructura del enlace es la siguiente: El puesto central, localizado en el puesto de mando, se enlaza por medio de una línea a 4 hilos en frecuencia vocal con una serie de estaciones base escalonadas a lo largo de la Banda de Regulación (BR) llamadas puestos fijos. Desde cada puesto fijo el enlace con los equipos instalados en las locomotoras (puestos móviles) y los equipos portátiles para el uso del personal de mantenimiento, se efectúa por radio, en FM, en la banda de UHF, y con una canalización de 25 KHz.

Los puestos fijos incorporan las siguientes unidades: unidad de retardo, unidad amplificadora de línea, unidad de control, unidad de transceptor, unidad de supervisión, unidad igualadora de respuesta y unidad de rectificación.

La unidad rectificadora de alimentación se utiliza para suministrar alimentación a los equipos de comunicación Tren-Tierra instalados en los Puestos Fijos, con una determinada autonomía en caso de fallo de red.

Las fuentes de alimentación para los sistemas Tren-Tierra de línea convencional son muy antiguas (algunas de ellas con más de 30 años de explotación), no tienen las prestaciones de las fuentes actuales, como por ejemplo funciones de red, software de monitorización, alarmado y mantenimiento, etc. La vida útil de las fuentes de alimentación empieza a decaer progresivamente y las reparaciones son costosas para este tipo de producto en la actualidad.

En el estado de la técnica la solicitud de patente WO/ 2012/129741 proporciona un sistema de comunicación inalámbrica tren-tierra para tránsito ferroviario y un método de transferencia celular del mismo. El sistema y el método utilizan la dirección de movimiento y los parámetros de ubicación de un tren para realizar el traspaso celular sin detectar el nivel de la señal recibida, la calidad de la señal y el avance del tiempo. La invención puede mejorar efectivamente la precisión del traspaso celular, evitar traspasos innecesarios, mejorar la confiabilidad de la transmisión de datos de las comunicaciones inalámbricas, ahorrar el costo del dispositivo de la estación base, reducir el costo operativo, contribuir a la implementación de nuevos medios de cobertura inalámbrica y enriquecer la tecnología inalámbrica. soluciones de red. El sistema incluye una parte montada en el vehículo y una parte en tierra, y la comunicación inalámbrica se lleva a cabo entre la parte montada en el vehículo y la parte en tierra. La parte terrestre incluye un centro de conmutación de servicios móviles (MSC) y varios controladores de estación base por zonas (BSC). Cada uno de los controladores de estación base de zona descritos (BSC) incluye un controlador de estación base en anillo A (BSCA) y un controlador de estación base en anillo B (BSCB), y un controlador de estación base en anillo A (BSCA) y un controlador de estación base en anillo B (BSCB) son interoperables Es redundante; El controlador de estación base con anillo A (BSCA) controla varias estaciones base fijas con anillo A (BTSA) a través de una red de fibra óptica, y el control de estación base con anillo B (BSCB) controla varias estaciones base fijas con anillo B (BTSB) a través de una red de fibra óptica.

La patente europea EP3654675 revela una plataforma de análisis integrada tren-tierra. La plataforma incluye un subsistema de adquisición de datos, un subsistema de integración de datos, un subsistema de análisis integrado y un subsistema de exhibición integrado. El subsistema de integración de datos está dispuesto en una capa superior del subsistema de adquisición de datos, el subsistema de análisis integrado está dispuesto en una capa superior del subsistema de integración de datos y el subsistema de exhibición integrado está dispuesto en una capa superior del subsistema de análisis integrado. Se puede realizar un diagnóstico integrado en un estado de comunicación tren-tierra, mediante la comunicación tren-tierra se puede identificar la anomalía y se puede localizar el dispositivo y el enlace con fallas, lo que mejora la disponibilidad de un sistema C3.

En ninguno de los documentos de la técnica se muestra una estructura para puestos fijos en una red de comunicación tren-tierra que además de proporcionar energía de una manera segura y fIable permita adicionalmente incorporar la electrónica de telemetría que permita la gestión remota permitiendo operar en forma remota a través de una red de comunicaciones ofimática IP (telemetría) que habilita la visión total de toda la red desde un punto central, y prever tareas de mantenimiento correctivas para mantener al máximo la disponibilidad del sistema. El sistema de gestión para la conexión local permite el acceso a todos los datos que facilita la telemetría, así como a la configuración inicial, umbrales de alarmas, etc.) y operación de la fuente (lanzar pruebas de baterías, consulta de alarmas, etc.).

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción que se está realizando y con el objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de la realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

FIG 1.-La figura muestra un esquema de las conexiones de la fuente de alimentación dispuesta en la estructura de gabinete (20) que permite la conexión con el sistema de gestión, donde la tarjeta de control (2.1) gestiona los módulos convertidores de energía (1) y se conecta a la tarjeta de telemetría a través de un interfaz R485, la estructura de gabinete (20) se conecta a un servidor de telemetría y monitorización (MQTT) (30) a través de una conexión Ethernet con RJ-45, el ordenador (40) accede localmente a la estructura de gabinete (20) a través del puerto micro USB (12) permitiendo realizar la configuración inicial o acceder a toda la información y la estructura de gabinete (20) se conecta a un servidor de aplicación (50), donde se recogerá la información de telemetría.

FIG 2.-La figura muestra un esquema de la estructura de gabinete para puestos fijos en un sistema transmisor de comunicación tren-tierra con unidad rectificadora de alimentación de corriente, donde se muestra el módulo convertidor AC/DC a la entrada que incluye dos módulos de corriente (1) a la salida, una tarjeta de control y una placa de bus común (2), un panel frontal (3); una unidad de control (CPU) (12) conectado a la placa de bus común (2) con un bus (R485) mediante la conexión (J1) y a los siguientes elementos de control dispuestos en el panel frontal (3): una pantalla (4), una pluralidad de indicadores led (5), al menos un puerto USB (6) para mantenimiento local, un botón (8) para el control del conector de al menos 3 alarmas externas, un botón (10) para el control del conector para sonda de medición temperatura ambiente y un botón (11) para el control del conector Ethernet para conexión al servidor de telemetría; un botón (7) para el accionamiento de los ventiladores controlados por temperatura y un botón (9) para el control del conector para la sonda de medición de temperatura de la batería, donde ambos se encuentran conectados directamente a la placa de bus común (2) mediante las conexiones (J2) y (J3).

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

La presente invención propone una fuente de alimentación que se encuentra dentro de una estructura de gabinete (20) para puestos fijos en un sistema transmisor de comunicación trentierra con sistema de gestión para monitorizar y operar remotamente que comprende internamente la parte eléctrica y la electrónica de telemetría, donde la parte eléctrica se encuentra compuesta por un módulo convertidor AC/DC (1) a la entrada que incluye al menos un módulo de corriente a la salida y un cargador de baterías conectado a un sistema de baterías; y la electrónica de telemetría incorpora una tarjeta de telemetría y permite la conexión con el sistema de gestión para todas las conexiones externas y se encuentra compuesta además por una tarjeta de control (2.1) y una placa de bus común (2) o blackplane, donde la tarjeta de control (2.1) gestiona los módulos convertidores de energía (1) y se conecta a la tarjeta de telemetría a través de un interfaz R485.

El sistema de gestión para la conexión local permite el acceso a todos los datos que facilita la telemetría, así como a la configuración inicial, umbrales de alarmas, etc.) y operación de la fuente (lanzar pruebas de baterías, consulta de alarmas, etc.).

La telemetría deberá ser del tipo R485, que es el método habitual de transmisión recepción de telemetría para cámaras motorizadas. La interfaz R485 es un estándar de la capa física de comunicación, esto es, la capa física es el canal de comunicación y el método de transmisión de señales.

La estructura de gabinete (20) también incluye una interfaz que permite la interacción del operador con la parte eléctrica como con la parte de informática dispuesta en un panel frontal (3); una unidad de control (CPU) (12) conectado a la placa de bus común (2) con un bus (R485) mediante la conexión (J1) y a los siguientes elementos de control dispuestos en el panel frontal (3): una pantalla (4) con selector de cambio de pantalla, una pluralidad de indicadores led (5) que muestran el encendido y apagado, la conexión a ethernet y la situación de las alarmas, al menos un puerto USB (6) para mantenimiento local, un botón (8) para el control del conector de al menos 3 alarmas externas, un botón (10) para el control del conector para sonda de medición temperatura ambiente y un botón (11) para el control del conector Ethernet para conexión al servidor de telemetría; un botón (7) para el accionamiento de los ventiladores controlados por temperatura y un botón (9) para el control del conector para la sonda de medición de temperatura de la batería, donde ambos se encuentran conectados directamente a la placa de bus común (2) mediante las conexiones (J2) y (J3); y donde el panel posterior incorpora un elemento que permite el ajuste del contraste de pantalla; un elemento que permite la calibración de la sonda de medición de temperatura ambiente; un módulo de alimentación de la placa de telemetría; una salida de la señal de la sonda de medición de la temperatura ambiente a la tarjeta de control; un puerto para la conexión del (BUS R485); y un puerto micro USB (12) que permite la configuración de la fuente.

A través de la pantalla (4) o display del frontal se puede acceder a través de distintas pantallas a la información de los parámetros básicos de la fuente (tensión, corriente, temperaturas, datos de identificación de la fuente...) y las alarmas que puedan surgir.

La tarjeta de control (2.1) gestiona los módulos convertidores de energía (1) y se conecta a la tarjeta de telemetría a través de un interfaz RS-485. En la parte posterior de la puerta del gabinete (20) se ubica la electrónica de telemetría que permite la conexión con el sistema de gestión y gestiona todas las conexiones externas (alarmas, sondas, red, etc.)

La fuente de alimentación dentro de la estructura de gabinete (20) se conecta al servidor de telemetría y monitorización (MQTT) (30) a través de una conexión Ethernet con RJ-45. La conexión RJ45 es una interfaz física comúnmente utilizada para conectar redes de computadoras con cableado estructurado Posee ocho pines o conexiones eléctricas, que normalmente se usan como extremos de cables de par.

La fuente de alimentación puede operar en modo de DHCP. El Protocolo de configuración dinámica de host (DHCP) es un protocolo cliente/servidor que proporciona automáticamente un host de Protocolo de Internet (IP) con su dirección IP y otra información de configuración relacionada, como la máscara de subred y la puerta de enlace predeterminada.

También La fuente de alimentación puede operar mediante el modo IP Estática sobre IPv4. (Protocolo Versión 4, que es la versión actual del Protocolo de Internet, el sistema de identificación que usa Internet para enviar información entre los dispositivos).

Mediante una aplicación que se puede instalar en un ordenador (40) se puede acceder localmente a la fuente a través de un puerto micro USB (12) para realizar la configuración inicial o acceder a toda la información.

La fuente de alimentación dentro de la estructura de gabinete (20) se conecta a un servidor de aplicación (50), donde se recogerá la información de telemetría y mostrará los datos en tiempo real, así como el histórico de la fuente de alimentación. A este servidor de aplicación (50) accederán los usuarios de los puestos de mando centralizados usando sus credenciales.

A través del display o panel frontal (4) de la estructura de gabinete (20) se puede acceder a través de distintas pantallas a la información de los parámetros básicos de la fuente (tensión, corriente, temperaturas, datos de identificación de la fuente...) y las alarmas que puedan

surgir.

La estructura funciona con un sistema de gestión para la conexión local que permite el acceso a todos los datos que facilita la telemetría, así como a la configuración inicial, umbrales de alarmas, etc.) y operación de la fuente (lanzar pruebas de baterías, consulta de alarmas, etc.) Para acceder localmente, se debe mediante un ordenador conectarse al puerto micro USB (12) dispuesto en la parte posterior de la puerta de la estructura de gabinete.

Además, mediante una aplicación que se puede instalar en cualquier ordenador se puede acceder localmente a la fuente a través del puerto USB (6) para realizar la configuración inicial o acceder a toda la información. En el ordenador estará desplegada una aplicación web que recogerá la información de telemetría y mostrará los datos en tiempo real, así como el histórico de la fuente de alimentación. A esta aplicación web accederán los usuarios de los puestos de mando centralizados usando sus credenciales.

Mediante el sistema de gestión se puede monitorizar y operar todas las fuentes remotamente.

Las principales funcionalidades serían las siguientes:

Gestión de usuarios: con distintos perfiles definidos asociados a distintos privilegios (administrador, superusuario, responsable de puesto de mando, etc.)

Ficha técnica de la fuente de alimentación (fabricante, modelo, capacidad, fecha de instalación, puesto fijo en el que está y reloj en tiempo real de la fuente)

Geoposicionamiento de las fuentes de alimentación.

Configuración de la Fuente: Tensión de desconexión de carga, Intervalo de mediciones, Umbrales mínimo y máximo de las alarmas.

Operaciones sobre las fuentes de alimentación: Parar, Arrancar, Resetear, Test de Baterías, Actualización de firmware

Telemetría en tiempo real de las fuentes de alimentación: Valores de Tensión, Amperaje, Temperatura, etc.

Monitorización de Alarmas: Alarmas de tensión / Intensidad: por falta de red AC, por tensión menos de 11V en la salida, por sobretensión de salida mayor de 16.5V, por sobreintensidad en la salida

Alarmas de Batería: Por sobretensión de batería, Por tensión de batería menor de 11V o nula Por fallo en carga o Alarma por Temperatura, Por alta baja temperatura ambiente, Por Alta Temperatura del convertidor, Por Alta temperatura de baterías

Otras Alarmas: Alarma de puerta abierta, Alarmas de fallo de ventiladores

Claims (1)

1. REIVINDICACIONES

   1- Estructura de gabinete (20) para puestos fijos en un sistema transmisor de comunicación tren-tierra con sistema de gestión para monitorizar y operar remotamente que se caracteriza en que internamente comprende la parte eléctrica y la electrónica de telemetría, donde la parte eléctrica se encuentra compuesta por un módulo convertidor AC/DC (1) a la entrada que incluye al menos un módulo de corriente a la salida y un cargador de baterías conectado a un sistema de baterías; y la electrónica de telemetría incorpora una tarjeta de telemetría que permite la conexión con el sistema de gestión para todas las conexiones externas y se encuentra compuesta además por una tarjeta de control (2.1) y una placa de bus común (2) o blackplane, donde la tarjeta de control (2.1) gestiona los módulos convertidores de energía (1) y se conecta a la tarjeta de telemetría a través de un interfaz R485.

   2- Estructura de gabinete (20) para puestos fijos en un sistema transmisor de comunicación tren-tierra con sistema de gestión para monitorizar y operar remotamente según la reivindicación 1 que se caracteriza en que, además incluye una interfaz que permite la interacción del operador con la parte eléctrica como con la parte de informática por medio de un panel frontal (3); una unidad de control (CPU) (12) conectado a la placa de bus común (2) con un bus (R485) mediante la conexión (J1) y a los siguientes elementos de control dispuestos en el panel frontal (3): una pantalla (4) con selector de cambio de pantalla, una pluralidad de indicadores led (5) que muestran el encendido y apagado, la conexión a ethernet y la situación de las alarmas, al menos un puerto USB (6) para mantenimiento local, un botón (8) para el control del conector de al menos 3 alarmas externas, un botón (10) para el control del conector para sonda de medición temperatura ambiente y un botón (11) para el control del conector Ethernet para conexión al servidor de telemetría; un botón (7) para el accionamiento de los ventiladores controlados por temperatura y un botón (9) para el control del conector para la sonda de medición de temperatura de la batería, donde ambos se encuentran conectados directamente a la placa de bus común (2) mediante las conexiones (J2) y (J3); y donde el panel posterior incorpora un elemento que permite el ajuste del contraste de pantalla; un elemento que permite la calibración de la sonda de medición de temperatura ambiente; un módulo de alimentación de la placa de telemetría; una salida de la señal de la sonda de medición temperatura ambiente a la tarjeta de control; un puerto para la conexión del (BUS R485); y un puerto micro USB (12)que permite la configuración de la fuente.

   3- Estructura de gabinete (20) para puestos fijos en un sistema transmisor de comunicación tren-tierra con sistema de gestión para monitorizar y operar remotamente según la reivindicación 1 que se caracteriza en que la fuente de alimentación dentro de la estructura de gabinete (20) se conecta a un servidor de telemetría y monitorización (MQTT) (30) a través de una conexión Ethernet con RJ-45.

   4- Estructura de gabinete 20) para puestos fijos en un sistema transmisor de comunicación tren-tierra con sistema de gestión para monitorizar y operar remotamente según las reivindicaciones 1 y 2 que se caracteriza en que mediante un ordenador (40) se accede localmente a la estructura de gabinete (20) a través del puerto micro USB (12) permitiendo realizar la configuración inicial o acceder a toda la información.

   5- Estructura de gabinete (20) para puestos fijos en un sistema transmisor de comunicación tren-tierra con sistema de gestión para monitorizar y operar remotamente según la reivindicación 1 que se caracteriza en que la fuente de alimentación dentro de la estructura de gabinete (20) se conecta a un servidor de aplicación (50), donde se recogerá la información de telemetría y mostrará los datos en tiempo real, así como el histórico de la fuente de alimentación.

   6- Estructura de gabinete (20) para puestos fijos en un sistema transmisor de comunicación tren-tierra con sistema de gestión para monitorizar y operar remotamente según la reivindicación 1 que se caracteriza en que el sistema de gestión permite la gestión de usuarios con distintos perfiles definidos asociados a distintos privilegios como: administrador, superusuario, responsable de puesto de mando, etc.

   7- Estructura de gabinete (20) para puestos fijos en un sistema transmisor de comunicación tren-tierra con sistema de gestión para monitorizar y operar remotamente según la reivindicación 1 que se caracteriza en que el sistema de gestión permite gestionar la ficha técnica de la fuente de alimentación que consiste en fabricante, modelo, capacidad, fecha de instalación, puesto fijo en el que está y reloj en tiempo real de la fuente.

   8- Estructura de gabinete (20) para puestos fijos en un sistema transmisor de comunicación tren-tierra con sistema de gestión para monitorizar y operar remotamente según la reivindicación 1 que se caracteriza en que el sistema de gestión permite gestionar el geoposicionamiento de las fuentes de alimentación

   9- Estructura de gabinete (20) para puestos fijos en un sistema transmisor de comunicación tren-tierra con sistema de gestión para monitorizar y operar remotamente según la reivindicación 1 que se caracteriza en que el sistema de gestión permite gestionar la configuración de la fuente como son: tensión de desconexión de carga, Intervalo de mediciones, umbrales mínimo y máximo de las alarmas.

   10- Estructura de gabinete (20) para puestos fijos en un sistema transmisor de comunicación tren-tierra con sistema de gestión para monitorizar y operar remotamente según la reivindicación 1 que se caracteriza en que el sistema de gestión permite gestionar las operaciones sobre las fuentes de alimentación como: parar, arrancar, resetear, test de baterías y actualización de firmware.

   11- Estructura de gabinete (20) para puestos fijos en un sistema transmisor de comunicación tren-tierra con sistema de gestión para monitorizar y operar remotamente según la reivindicación 1 que se caracteriza en que el sistema de gestión permite gestionar telemetría en tiempo real de las fuentes de alimentación: valores de tensión, amperaje, temperatura.

   12- Estructura de gabinete (20) para puestos fijos en un sistema transmisor de comunicación tren-tierra con sistema de gestión para monitorizar y operar remotamente según la reivindicación 1 que se caracteriza en que el sistema de gestión permite la monitorización de las alarmas, en particular: alarmas de tensión/Intensidad, alarmas de Batería, alarma por Temperatura y alarmas de estructura.