IT202000004342A1 - Veicolo su rotaia provvisto di un pantografo e di un sistema di comando per sollevare/abbassare tale pantografo - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale dal titolo:

?VEICOLO SU ROTAIA PROVVISTO DI UN PANTOGRAFO E DI UN SISTEMA DI COMANDO PER SOLLEVARE/ABBASSARE TALE PANTOGRAFO?

La presente invenzione ? relativa ad un veicolo su rotaia, in particolare ad un veicolo provvisto di un pantografo e di un sistema di comando per sollevare/abbassare tale pantografo, a cui la seguente trattazione far? riferimento senza per questo perdere in generalit?.

In recenti applicazioni, i tram possono essere equipaggiati con un pacco batterie per accumulare energia elettrica a bordo, oltre ad avere un pantografo per il prelievo di energia elettrica da un cavo elettrico di catenaria. L?energia elettrica del pacco batterie e quella prelevata dal cavo elettrico di catenaria possono essere utilizzate, in alternativa tra loro, per alimentare un sistema di trazione a motori elettrici. L?integrazione di un pacco batterie consente al tram di procedere sia su tratti di linea in cui ? presente la catenaria, sia su tratti di linea che non sono elettrificati. In particolare, nei centri storici delle citt? ? sempre pi? comune la tendenza di evitare l?uso di elementi aerei, quali la catenaria, che potrebbero compromettere il pregio estetico del centro storico e/o potrebbero avere notevoli complessit? tecniche per quanto riguarda l?installazione e/o l?alimentazione.

Per motivi di sicurezza, durante il viaggio lungo la linea, ? necessario abbassare il pantografo del tram quando si attraversa un tratto di linea senza catenaria.

A tale scopo, nelle soluzioni note, in corrispondenza dei passaggi tra un tratto di linea elettrificato ed un tratto di linea non-elettrificato (e viceversa) il sollevamento e l?abbassamento del pantografo vengono eseguiti tramite un apposito comando del conducente, eseguito ad esempio in corrispondenza di una fermata del percorso del tram. In altre parole, nei veicoli attualmente in commercio la procedura di comando ? manuale.

In genere, il conducente non ? in grado di vedere la catenaria, se non in modo approssimativo, da lontano e/o con difficolt? (in base anche alle condizioni meteorologiche). Inoltre, il conducente non necessariamente conosce la linea che sta percorrendo (ossia non ? tenuto a conoscere quali siano i tratti elettrificati e quelli non elettrificati lungo la linea tramviaria in cui opera). Pertanto, per alzare ed abbassare il pantografo, nelle soluzioni note il conducente deve interpretare informazioni riportate su appositi segnali o cartelli che sono predisposti lungo il percorso del tram, oppure deve essere informato preventivamente da una centrale operativa su quali sono le fermate in cui ? necessario intervenire per abbassare e per sollevare il pantografo: il conducente, quando viene a conoscenza di dover percorrere una tratta che richiede un cambio di alimentazione (da batteria a catenaria o viceversa), comanda di conseguenza il sollevamento o l?abbassamento del pantografo.

Questa necessit? di fornire informazioni al conducente pu?, chiaramente, generare errori di interpretazione e/o difetti di comunicazione, e quindi errori nel comandare lo spostamento del pantografo, con conseguenti rischi di danneggiare la catenaria e/o il pantografo stesso, o rischi di esaurire l?energia immagazzinata dal pacco batteria se il pantografo viene abbassato prima del punto di inizio della tratta non elettrificata e/o viene mantenuto abbassato dopo il punto di fine di tale tratta.

Scopo della presente invenzione ? quello di realizzare un veicolo su rotaia, il quale consenta di risolvere in maniera semplice ed economica i problemi sopra esposti.

Secondo la presente invenzione, viene realizzato un veicolo su rotaia, come definito nella rivendicazione 1. L'invenzione verr? ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano alcuni esempi di attuazione, di carattere non limitativo, in cui:

- la figura 1 ? una vista laterale schematica, che ? relativa ad una prima preferita forma di attuazione del veicolo su rotaia secondo la presente invenzione, e che mostra due configurazioni in cui un pantografo del veicolo ? disposto in una posizione sollevata e rispettivamente in una posizione abbassata;

- la figura 2 ? uno schema a blocchi relativo ad un sistema di comando del veicolo di figura 1;

- la figura 3 ? uno schema a blocchi relativo al funzionamento del sistema di comando di figura 2;

- la figura 4 ? analoga alla figura 2 e mostra schematicamente il sistema di comando di una seconda preferita forma di attuazione del veicolo su rotaia secondo la presente invenzione;

- la figura 5 ? analoga alla figura 3 e rappresenta uno schema a blocchi relativo al funzionamento del sistema di comando di figura 4; e - la figura 6 ? analoga alle figure 3 e 5 ed ? relativa ad una variante delle forme di attuazione precedenti.

In figura 1, il numero di riferimento 1 indica un veicolo su rotaia (schematicamente illustrato) comprendente almeno una carrozza 2 avente una cabina di guida 4 atta ad accogliere un conducente o macchinista e provvista di un quadro comandi 5 (illustrato in modo schematico in figura 2) per consentire al conducente di guidare il veicolo 1 e di monitorare ed azionare accessori e dispositivi disposti a bordo. La cabina di guida 4 ? disposta ad una estremit? della carrozza 2. Nello specifico esempio illustrato, il veicolo 1 ? costituito da due carrozze 2 accoppiate in modo snodato l?una all?altra. In particolare, il veicolo 1 ha due postazioni di guida 4, disposte alle estremit? opposte del veicolo 1 stesso (ossia in testa ed in coda), in modo da consentire la guida in entrambi i sensi di marcia.

La carrozza 2 comprende uno o pi? carrelli 6 accoppiati a binari o rotaie 7 ed azionati da motori elettrici di trazione, non illustrati, per viaggiare lungo almeno una linea o percorso definito dai binari 7 stessi. Nello specifico, il veicolo 1 ? definito da un tram.

Il veicolo 1 comprende un pantografo 10, disposto su un tetto 11 di una delle carrozza 2, ed un dispositivo di movimentazione motorizzato 12, schematizzato in figura 2, che pu? essere comandato per spostare il pantografo 10 rispetto al tetto 11 tra una posizione sollevata, in cui il pantografo 10 ? a contatto con un cavo conduttore di catenaria (ossia un cavo aereo di alimentazione elettrica), indicato dal numero di riferimento 14, ed una posizione abbassata, in cui il pantografo 10 ? disposto pi? in basso rispetto all?altezza a cui ? disposto il cavo conduttore 14. Il pantografo 10 preleva energia elettrica dal cavo conduttore 14, in modo noto, per poter alimentare i motori di trazione.

Tale cavo conduttore 14 ? previsto lungo una parte della linea su cui il veicolo 1 deve viaggiare, mentre un?altra parte non ? elettrificata. Per sopperire alla mancanza di energia elettrica nella parte di linea nonelettrificata, il veicolo 1 comprende una sorgente aggiuntiva di energia elettrica, da sfruttare in alternativa al pantografo 10. Tale sorgente comprende, in particolare, un pacco batterie 15. In combinazione o in alternativa al pacco batterie 15, la suddetta sorgente aggiuntiva comprende un moto-generatore o una cella a combustibile (fuel cell) o un supercapacitore. Pertanto, dove il cavo conduttore 14 ? assente, i motori elettrici di trazione del veicolo 1 possono essere ugualmente alimentati, in modo continuativo lungo tutta la linea.

Come schematicamente illustrato in figura 2, il veicolo 1 comprende un sistema di comando 18 per sollevare ed abbassare il pantografo 10. Tale sistema di comando 18 include una unit? di comando a microprocessore 16 programmata in modo tale da comandare il dispositivo 12 in modo automatico in risposta a segnali che contengono informazioni indicative di:

- presenza o meno del cavo conduttore 14 lungo il percorso che deve eseguire il veicolo 1, in prossimit? del veicolo 1 stesso, preferibilmente davanti alla cabina 4 (considerando il senso di marcia); e/o

- posizione istantanea del veicolo 1 lungo tale percorso.

Il sistema di comando 18 comprende almeno un dispositivo di rilevamento 20 che ? disposto a bordo del veicolo 1 ed ? configurato in modo da emettere segnali indicativi della presenza/assenza del cavo conduttore 14 verso l?unit? di comando 16.

Il dispositivo 20 e/o il sistema di comando 18 possono essere attivi ed operare indipendentemente dalla posizione e dalla velocit? del veicolo 1, come schematizzato nelle figure 2 e 3. Tuttavia, come indicato nello schema di figura 6, ? opportuno che l?unit? 16 sia programmata in modo tale da comandare il sollevamento e/o l?abbassamento automatico del pantografo 10 quando il veicolo 1 ? fermo o si muove a velocit? molto ridotta.

Infatti, la movimentazione del pantografo 10 deve avvenire quando il veicolo ? fermo oppure in condizioni di ?coasting?, cio? in movimento per inerzia, senza prelevare energia dalla catenaria tramite il pantografo 10, per motivi di sicurezza dovuti alla necessit? di evitare pericolosi archi elettrici.

Ad esempio, quando si verifica il passaggio da un tratto elettrificato ad uno non elettrificato (o viceversa), l?unit? 16 ? programmata in modo tale da comandare il sollevamento o l?abbassamento automatico del pantografo 10 in corrispondenza di una stazione o fermata lungo la linea, oppure in prossimit? di tali stazioni o fermate.

Con riferimento ancora alle figure da 1 a 3, il dispositivo di rilevamento 20 comprende almeno una telecamera 22, la quale ? puntata in alto ed eventualmente in avanti (ossia oltre l?estremit? del veicolo 1), verso una posizione o spazio dove ? prevista la catenaria, in modo da monitorare visivamente tale spazio e quindi poter verificare tramite opportune logiche di comando l?assenza o la presenza del cavo conduttore 14 stessa, come verr? descritto pi? in dettaglio nel seguito.

Preferibilmente, la telecamera 22 ? disposta all?esterno del veicolo 1, ad esempio sopra al tetto 11 o sopra alla cabina di guida 4, per rilevare immagini che siano il pi? nitide possibile. In particolare, la telecamera 22 ? disposta ad una estremit? della carrozza 2.

Nel particolare esempio illustrato, il veicolo 1 ? bidirezionale, per cui il dispositivo 20 comprende due telecamere 22, disposte rispettivamente alle estremit? opposte del veicolo 1, ossia l?una in testa e l?altra in coda. I segnali derivanti dalle acquisizioni delle due telecamere 22 possono essere utilizzati in alternativa tra loro in base all?effettivo senso di avanzamento del veicolo 1. Secondo varianti non descritte in dettaglio, i segnali derivanti dalle acquisizioni dalle due telecamere 22 possono essere utilizzati in combinazione tra loro, ad esempio per verificare ed identificare eventuali errori nel rilevamento del cavo conduttore 14 e/o nella trasmissione dei segnali.

In particolare, ciascuna telecamera 22 ? disposta in posizione fissa. La telecamera 22 monitora una determinata profondit? di spazio lungo la linea, davanti alla cabina di guida 4. La profondit? massima monitorabile dipende essenzialmente dalle caratteristiche tecniche e costruttive della telecamera stessa, mentre la profondit? effettivamente tenuta in conto per la video-analisi che viene descritta nel seguito dipender? dalle impostazioni del sistema di monitoraggio.

Come indicato in figura 2, preferibilmente il dispositivo 20 comprende, per ciascuna telecamera 22, un rispettivo illuminatore 24, puntato verso la medesima posizione o spazio in cui ? puntata la corrispondente telecamera 22, in modo da illuminare la catenaria se il veicolo 1 si trova in un tratto in cui la linea ? elettrificata. L?illuminatore 24 ? in grado di emettere luce con lunghezza d?onda all?interno del campo visibile dall?occhio umano e/o luce con lunghezza d?onda nell?infrarosso per facilitare le operazioni di rilevamento durante le ore notturne.

Il dispositivo 20 comprende, per ciascuna telecamera 22, un rispettivo DSP (Digital Signal Processor) che riceve le immagini acquisite dalla rispettiva telecamera 22 e comunica con l?unit? di comando 16.

Il DSP ? programmato tramite opportuni software (noti in letteratura) in modo tale da regolare l?intensit? luminosa del rispettivo illuminatore 24, in funzione di almeno un indice relativo alla qualit? delle immagini che sono acquisite dalla telecamera 22, al fine di ottenere immagini che siano il pi? nitide possibile e quindi facilitare la successiva elaborazione di tali immagini.

Inoltre, preferibilmente, il DSP ? anche configurato tramite opportuni software (noti in letteratura) in modo tale da elaborare le immagini ricevute dalla rispettiva telecamera 22, dove tale elaborazione comprende almeno una delle due seguenti operazioni:

? eliminazione di eventuali disturbi;

? esaltazione di particolari nelle immagini;

a cui segue la seguente operazione:

? estrazione di informazioni dalle immagini.

Durante le operazioni di eliminazione dei disturbi, l?immagine acquisita viene sottoposta a tecniche di video analisi, per facilitarne la post-elaborazione. In particolare, si ottengono informazioni su luminosit? media e contrasto dell?immagine, utilizzando algoritmi noti in letteratura (ad esempio calcolo dell?istogramma dei pixel). Questa analisi, come accennato sopra, permette di regolare opportunamente l?illuminatore 24.

In seguito, viene applicata una trasformazione dell?immagine, utilizzando filtri passa basso noti in letteratura (ad esempio filtri gaussiani), al fine di eliminare dall?immagine dettagli di piccole dimensioni, pur conservando le strutture pi? importanti.

Durante le operazioni di esaltazione dei particolari, l?immagine viene segmentata, cio? il dominio spaziale dell?immagine viene suddiviso in sottoinsiemi significativi (regioni), separati tra loro da curve (contorni). La fase di segmentazione ha lo scopo di produrre un?immagine intermedia a partire da un?immagine che costituisce una rappresentazione pittorica della scena. Nell?immagine intermedia ottenuta, sono evidenziati i contorni e/o le regioni degli oggetti presenti nella scena. In particolare, per identificare il cavo conduttore 14 della catenaria nell?immagine, possono esser utilizzate due diverse tecniche di segmentazione (di per s? note in letteratura): ? Edge detection: nella zona dell?immagine in cui ? presente la catenaria sono presenti brusche variazioni di intensit? in corrispondenza dei contorni significativi della catenaria; i punti del contorno vengono chiamati ?punti di edge? e vengono ricercati tramite operatori differenziali (gli algoritmi utilizzati per questa tecnica sono noti in letteratura: ad esempio, algoritmo di Canny e sue varianti);

? Estrazione di regioni omogenee: regioni omogenee vengono identificate grazie al fatto che punti appartenenti alla stessa regione hanno livelli di grigio simili; la classificazione dei punti pu? essere fatta globalmente (tecniche basate su una soglia) o localmente (tecniche di ?region growing?) e consente di individuare le porzioni di sfondo (ad esempio, il cielo).

Dopo la segmentazione, come menzionato sopra, si dispone di un?immagine intermedia in cui sono state evidenziate le strutture fondamentali (cio? sia ha una rappresentazione geometrica sintetica).

Si procede quindi alle operazioni di estrazione delle informazioni: conoscendo a priori la forma della catenaria, si pu? cercare la presenza di quella forma nella immagine segmentata utilizzando tecniche di ?shape matching?, anch?esse note in letteratura.

Queste tecniche valutano il ?matching?, ossia la corrispondenza tra quanto contenuto nell?immagine acquisita (e poi eventualmente elaborata) ed un dato riferimento o ?template?, che rappresenta la catenaria. Ad esempio, il ?template? ? definito da informazioni contenute in una memoria (non illustrata) comunicante con il DSP e/o con l?unit? di comando 16. In fase di progetto, il ?template? viene ricavato a partire da un database che include un numero di immagini relativamente elevato della catenaria.

Il ?matching? viene valutato, quindi, confrontando le immagini elaborate provenienti dalle acquisizioni della telecamera 22 con il ?template?. Preferibilmente, questo confronto viene eseguito variando anche l?orientamento e le dimensioni dello stesso ?template?. Il confronto viene effettuato utilizzando metodi di ricerca rapida, anch?essi noti in letteratura e basati ad esempio su un ?subtemplate?, definito da una porzione o un sottoinsieme di punti salienti del ?template? definito a priori: viene eseguito un primo confronto per cercare il ?sub-template? nell?immagine proveniente dalle acquisizioni della telecamera 22, e poi si procede con la ricerca dell?intero ?template? solo in corrispondenza di quei punti che presentano un buon grado di ?matching? con il ?subtemplate?.

Al termine delle suddette operazioni di estrazione di informazioni, il DSP e/o l?unit? di comando 16 determina se la catenaria ? presente oppure ? assente nelle immagini acquisite. In pratica, il dispositivo 20 permette di riconoscere la presenza o meno del cavo conduttore 14 (ossia, si comporta come se fosse un sensore di prossimit?).

Preferibilmente, come indicato in figura 2, l?unit? di comando 16 comunica con il quadro comandi 5 per ricevere e/o fornire informazioni.

Come indicato sopra, l?unit? di comando 16 comunica con il dispositivo 12 per comandare il sollevamento e/o l?abbassamento del pantografo 10. Inoltre, da opportuni sensori (non illustrati) facenti parte del dispositivo 12, l?unit? di comando 16 riceve segnali relativi allo stato/posizione del pantografo 10.

Pertanto, l?unit? di comando 16:

? determina se la posizione del pantografo 10 ? abbassata o sollevata, ad esempio tramite i segnali forniti dai sensori del dispositivo 12;

? attiva il monitoraggio della catenaria, in modo da ricevere le informazioni dal dispositivo 20 sulla presenza/assenza del cavo conduttore 14;

? discrimina le informazioni ricevute dai due DSP del dispositivo 20, se necessario, in base al verso di percorrenza del veicolo 1 (ad esempio, l?informazione sul verso di percorrenza pu? essere fornita implicitamente dal macchinista, che abilita il quadro comandi 5 su cui intende operare);

? cambia o mantiene invariata la posizione del pantografo 10, in base al rilevamento della presenza/assenza del cavo conduttore 14 e al rilevamento della posizione attuale del pantografo 10; in particolare, l?unit? di comando 16 ? configurata in modo da implementare la procedura rappresentata nello schema a blocchi di Figura 3.

In tale procedura, se il dispositivo 20 evidenzia la permanenza della catenaria 14 nei prossimi metri del percorso e il pantografo 10 ? gi? alzato, allora non ne ? necessaria la movimentazione.

Quando il veicolo 1 si trova lungo un tratto elettrificato con il pantografo 10 alzato, se il dispositivo 20 evidenzia l?assenza della catenaria nei metri seguenti del percorso, allora l?unit? di comando 16 comanda il dispositivo 12 per abbassare il pantografo 10.

Quando il veicolo 1 si trova su un tratto non elettrificato, con il pantografo 10 abbassato, se il dispositivo 20 evidenzia la presenza della catenaria nei metri seguenti del percorso, allora l?unit? di comando 16 comanda il dispositivo 12 di sollevare il pantografo 10.

Infine, se il dispositivo 20 continua ad evidenziare l?assenza della catenaria e il pantografo 10 ? gi? in posizione abbassata, allora ? non necessaria alcuna azione.

? evidente da quanto sopra esposto che il sistema di comando 18 della presente invenzione consente l?abbassamento/sollevamento del pantografo 10 di un tram in maniera autonoma ed automatica senza che venga comunicato al macchinista, ad inizio del percorso, in quali punti della linea dovranno essere effettuate queste operazioni di abbassamento/sollevamento.

Questo risultato ? vantaggioso non solo su veicoli tramviari di concezione tradizionale, ma anche in ottica di veicolo con capacit? di marcia autonoma (driverless).

Nella variante di figura 6, preferibilmente, oltre ad avere informazioni sull?assenza o presenza del cavo conduttore 14 della catenaria in prossimit? del veicolo 1, l?unit? di comando 16 comunica con un dispositivo per il monitoraggio della posizione del veicolo (come, ad esempio, il dispositivo 20a descritto di seguito).

Il dispositivo 20 ? in stand-by, fino a quando il dispositivo che monitora la posizione del veicolo non invia un segnale di avviso o di consenso per comunicare all?unit? di comando 16 che il veicolo 1 ? fermo e/o che si trova ad una fermata tra quelle programmate lungo la linea e/o che, pur essendo in movimento, si trova in un punto programmato in cui ? necessaria la movimentazione del pantografo. In risposta a tale segnale di consenso, l?unit? di comando 16 attiva il dispositivo 20 e/o inizia ad analizzare le informazioni provenienti dal dispositivo 20. Una volta ultimata la procedura di figura 3, l?unit? di comando 16 comunica nuovamente con il dispositivo che monitora la posizione del veicolo, fino al raggiungimento della fermata o punto programmato seguente; in altre parole, fino a tale nuova fermata o punto programmato il dispositivo 20 pu? tornare in stand-by.

Tale logica di funzionamento ? da considerarsi come una procedura di doppio consenso, per quanto riguarda il sollevamento del pantografo 10, in modo tale da aumentare il livello di sicurezza della manovra. D?altra parte, nel caso di abbassamento del pantografo 10, preferibilmente la telecamera 22 continua a monitorare il cavo conduttore 14 della catenaria, e la procedura di abbassamento si attiva quando si verifica un consenso da parte di almeno uno dei due sistemi di monitoraggio, ossia il sistema di monitoraggio del posizionamento veicolo oppure il sistema di monitoraggio della catenaria.

Secondo varianti non illustrate, in luogo di, o in combinazione con, la telecamera 22, il dispositivo 20 potrebbe comprendere un dispositivo RADAR (RAdio Detection And Ranging) oppure un dispositivo LIDAR (Light Detection and Ranging oppure Laser Imaging Detection and Ranging). Gli algoritmi per l?analisi delle informazioni acquisite tramite i dispositivi RADAR/LIDAR e la verifica della presenza/assenza della catenaria sono ugualmente noti nella letteratura tecnica.

Secondo la forma di realizzazione di figura 4, il sistema di comando 18 della presente invenzione, invece di essere basato sul rilevamento della presenza/assenza della catenaria, opera sulla base di due tipi di informazioni: - conoscenza della linea, con informazioni impostate ad inizio servizio (ossia informazioni relative alle fermate e/o alle posizioni dove avviene una interruzione di catenaria, ossia dove c?? una transizione tra tratti di linea elettrificata e tratti di linea non elettrificata); queste informazioni sono contenute in una apposita memoria (non illustrata) disposta a bordo veicolo (oppure vengono comunicate da una centrale remota all?unit? di comando 16 del veicolo 1 in modalit? wireless); - rilevamento della posizione istantanea del veicolo 1, determinata tramite un dispositivo 20a di rilevamento e/o monitoraggio della posizione disposto a bordo del veicolo 1 (oppure comunicata all?unit? di comando 16 in modalit? wireless da una centrale remota e stabilita tramite opportuni sensori disposti lungo la linea).

In altre parole, conoscendo a priori la posizione esatta dei punti di transizione della linea in cui deve avvenire un sollevamento/abbassamento del pantografo 10, non ? strettamente necessario monitorare la catenaria tramite il dispositivo 20, bens? ? sufficiente conoscere la posizione istantanea del veicolo 1.

Il dispositivo 20a opera sulla base di uno o pi? segnali inviati da almeno un odometro 31 (previsto ad esempio sui carrelli 6), e/o inviati da un navigatore satellitare 32, e/o inviati da una piattaforma inerziale 33 (con accelerometri, giroscopi, ecc?). Il dispositivo 20a comprende un DSP (Digital Signal Processor) che, sulla base dei suddetti segnali, ? programmato per definire la posizione del veicolo 1 lungo la linea.

L?unit? di comando 16 si interfaccia con il dispositivo 20a e con il dispositivo 12, e preferibilmente anche con il quadro comandi 5.

In particolare, l?unit? di comando 16 ? configurata in modo da determinare la distanza del veicolo 1 dalla prossima posizione (ad esempio una fermata) in cui sar? necessario alzare o abbassare il pantografo 10. Come mostrato in figura 5, una volta che l?unit? di comando 16 ha determinato che ? stata raggiunta tale posizione, ed avendo informazioni indicative del tipo di variazione di alimentazione prevista sulla linea (da catenaria a batteria o viceversa), l?unit? di comando 16 procede a comandare opportunamente il dispositivo 12. L?unit? di comando 16 ? quindi responsabile di implementare lo schema a blocchi di Figura 5.

In altre parole, l?unit? di comando 16 riceve le informazioni determinate a priori in merito alla linea (ad esempio, la posizione in cui sono previste transizioni tra tratti in cui la catenaria ? presente e tratti in cui la catenaria 14 ? assente, e/o la posizione delle fermate in cui deve avvenire il sollevamento/abbassamento del pantografo 10), riceve l?informazione sulla posizione istantanea del veicolo 1 dal dispositivo 20a, confronta le due informazioni ed aziona di conseguenza il dispositivo 12 per alzare/sollevare il pantografo 10.

Inoltre, l?unit? di comando 16 invia un messaggio di conferma al quadro comandi 5, ad avvenuta operazione.

Con riferimento alla figura 4, generalmente il navigatore satellitare 32 non ? sufficiente a garantire costantemente il monitoraggio della posizione del veicolo 1, in quanto potrebbe non essere garantita la copertura satellitare su tutta la linea (a causa ad esempio dell?attraversamento di un tunnel) e/o la ricezione del segnale satellitare. Pertanto, il dispositivo 20a si avvale delle informazioni rilevate anche dalla piattaforma inerziale 32 e dall?odometro 31. Le informazioni rilevate da questi tre sistemi di rilevamento (navigatore satellitare, piattaforma inerziale e odometro) vengono inviate al DSP che implementa opportuni algoritmi di ?datafusion?, noti in letteratura, per mettere in relazione tali informazioni ed ottenere un risultato complessivo accurato per quanto riguarda l?informazione sulla posizione istantanea del veicolo 1.

Secondo una ulteriore variante non illustrata, l?unit? di comando 16 comanda l?azionamento del dispositivo 12 solamente dopo aver inviato una richiesta di autorizzazione al quadro comandi 5 ed aver ricevuto un corrispondente consenso da parte del conducente/macchinista.

Da quanto precede appaiono evidenti i vantaggi del sistema di comando 18 previsto per decidere dove e quando ? necessario sollevare ed abbassare il pantografo 10 senza fare intervenire il conducente o macchinista per tale decisione.

In particolare, disponendo a bordo il dispositivo 20 e/o il dispositivo 20a e/o la memoria contenente i dati relativi alla linea, ? possibile evitare di inviare al veicolo 1 segnali e/o informazioni dall?esterno, per cui si evitano rischi di difetti nella trasmissione dei dati e delle suddette informazioni. Il dispositivo 20 e/o il dispositivo 20a forniscono all?unit? di comando 16 una indicazione chiara sulla necessit? di sollevare/abbassare il pantografo 10, senza alcuna decisione o interpretazione eseguita dal conducente, in quanto ? l?unit? di comando 16 a stabilire se ? necessario comandare il dispositivo 12. Per di pi?, il dispositivo 12 potrebbe essere comandato dall?unit? di comando 16 anche senza la necessit? di alcun consenso o verifica da parte del conducente/macchinista.

Inoltre, le soluzioni descritte sopra non risultano particolarmente onerose dal punto di vista dei costi e del numero di componenti da installare a bordo.

Da quanto precede appare, infine, evidente che al veicolo 1 descritto sopra con riferimento alle figure allegate possono essere apportate modifiche e varianti che non esulano dal campo di protezione della presente invenzione, come definito nelle rivendicazioni allegate.

In particolare, il sistema di comando 18 della presente invenzione potrebbe essere applicato non solo a tram, ma anche a treni che devono percorrere alcuni tratti (ad esempio tratti cittadini) senza catenaria.

Inoltre, la presente invenzione si pu? applicare non solo al sollevamento e all?abbassamento di un pantografo, ma anche al movimento di un pattino previsto per captare energia elettrica da una pista elettrificata disposta a terra (invece che da una linea elettrificata aerea), la quale svolge la medesima funzione tecnica del cavo conduttore 14. In altre parole, il pantografo e tale pattino definiscono entrambi un elemento di captazione di energia, che ? mobile (in particolare mobile in altezza, ossia sollevabile/abbassabile) tra una prima posizione, in cui l?elemento di captazione ? a contatto con il conduttore della linea elettrificata, ed una seconda posizione, in cui ? distanziato rispetto alla posizione in cui ? previsto tale conduttore.

Claims (1)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1.- Veicolo su rotaia (1) comprendente: - un elemento di captazione di energia (10) mobile tra; o una prima posizione, in cui l?elemento di captazione di energia (10) ? atto a cooperare a contatto, in uso, con un elemento conduttore (14) di una linea elettrificata per prelevare energia elettrica, e o una seconda posizione, in cui l?elemento di captazione di energia (10) ? distanziato rispetto alla posizione dove, in uso, ? previsto detto elemento conduttore (14); - una sorgente addizionale di energia elettrica (15); - un dispositivo di movimentazione (12) per spostare detto elemento di captazione di energia (10) tra le prima e seconda posizione; - un sistema di comando (18) per comandare detto dispositivo di movimentazione (12) e quindi spostare detto elemento di captazione di energia (10); caratterizzato dal fatto che detto sistema di comando (18) comprende una unit? di comando a microprocessore (16) configurata in modo tale da comandare detto dispositivo di movimentazione (12) in risposta a segnali che contengono informazioni indicative di: - presenza o meno del detto elemento conduttore (14) in prossimit? del veicolo (1) lungo un percorso del veicolo (1), e/o - posizione istantanea del veicolo (1) lungo detto percorso. 2.- Veicolo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto sistema di comando (18) comprende un primo dispositivo di rilevamento (20) disposto a bordo e configurato in modo da determinare la presenza o meno del detto elemento conduttore (14) e fornire a detta unit? di comando (16) una corrispondente informazione. 3.- Veicolo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto primo dispositivo di rilevamento (20) comprende almeno un rilevatore definito da una telecamera (22) e/o un dispositivo LIDAR e/o un dispositivo RADAR. 4.- Veicolo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detto primo dispositivo di rilevamento (20) comprende almeno una telecamera (22) ed almeno un illuminatore (24), i quali sono puntati verso una posizione o spazio dove ? previsto detto elemento conduttore lungo detto percorso. 5.- Veicolo secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detto primo dispositivo di rilevamento (20) comprende un primo processore configurato in modo da regolare detto illuminatore (24) in risposta ad immagini acquisite da detta telecamera (22). 6.- Veicolo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detto primo dispositivo di rilevamento (20) comprende una telecamera (22) ed un primo processore configurato in modo da elaborare immagini acquisite da detta telecamera (22) e confrontare le immagini elaborate con un riferimento, al fine di determinare se detto elemento conduttore (14) ? presente o assente. 7.- Veicolo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 6, caratterizzato dal fatto che detta unit? di comando a microprocessore (16) ? configurata in modo da comandare detto dispositivo di movimentazione (12) in risposta a segnali indicativi della posizione del detto elemento di captazione di energia (10). 8.- Veicolo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto sistema di comando (18) comprende un secondo dispositivo di rilevamento (20a) disposto a bordo e configurato in modo da determinare la posizione istantanea del veicolo (1) lungo detto percorso e fornire a detta unit? di comando (16) una corrispondente informazione. 9.- Veicolo secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detto secondo dispositivo di rilevamento (20a) comprende: - un navigatore satellitare (32), - una piattaforma inerziale (33), - un odometro (31), e - un secondo processore configurato in modo da correlare le informazioni fornite da detti navigatore satellitare (32), piattaforma inerziale (33) ed odometro (31) e, di conseguenza, ottenere una informazione complessiva sulla posizione istantanea del veicolo (1). 10.- Veicolo secondo la rivendicazione 8 o 9, caratterizzato dal fatto che detta unit? di comando a microprocessore (16) ? configurata in modo da - confrontare l?informazione relativa alla posizione istantanea del veicolo (1) con informazioni predefinite relative a detto percorso, e - comandare detto dispositivo di movimentazione (12) in risposta a tale confronto. 11.- Veicolo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto elemento di captazione di energia ? definito da un pantografo, e detto elemento conduttore ? definito da un cavo conduttore di una catenaria. 12.- Veicolo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 10, caratterizzato dal fatto che detto elemento di captazione di energia ? definito da un pattino, e detto elemento conduttore ? definito da una pista elettrificata a terra.