ITBN20110004A1 - Sistema per il monitoraggio del peso e delle anomalie di ruote di materiale rotabile in movimento - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE dell'Invenzione Industriale avente per TITOLO:
"SISTEMA PER IL MONITORAGGIO DEL PESO E DELLE ANOMALIE DI RUOTE DI MATERIALE ROTABILE IN MOVIMENTO",
RIASSUNTO
L'oggetto del brevetto è un nuovo sistema optoelett ronico , basato sull'uso di sensori in fibra ottica, che permetta la valutazione del peso del singolo asse e della singola ruota di materiale rotabile, nonché la valutazione di eventuali anomalie ("sfaccettatura") delle ruote di convogli ferroviari, il tutto in tempo reale ed durante la marcia del convoglio senza la necessità di sosta né di ulteriori misurazioni. Il sistema prevede l'uso di sensori a reticolo di Bragg in fibra ottica montati su parti di rotaie ferroviarie; tali sensori sono collegati mediante fibra ottica ad un sistema di interrogazione optoelettronico che è in grado di fornire 1'informazione sul peso e sull'eventuale "sfaccettatura" delle ruote di materiale rotabile in movimento .
DESCRIZIONE
La presente invenzione riguarda lo sviluppo e la realizzazione pratica di un nuovo sistema per la pesa del singolo asse/ruota di convogli ferroviari ed il monitoraggio di difetti e/o anomalie delle ruote durante il transito di treni tramite la tecnologia di sensori a reticolo di Bragg in fibra ottica.
DESCRIZIONE DEI SISTEMA DI PESA E DI DETECTION
DI RUOTA "SFACCETTATA" ATTUALMENTE IN USO
Generalmente un sistema di pesa dinamica è un processo mediante il quale il peso dei convogli ferroviari è determinato misurando il carico per ruota, mentre i treni sono in movimento.
Per tale scopo si utilizzano stazioni o piattaforme di pesa munite di celle di carico ma anche sensori piezoelettrici e strain gauges.
Per determinare il peso di convogli ferroviari oggi vengono comunemente usate piattaforme o stazioni di pesa [1,2] e di conseguenza denominati "Bridge Weigh In Motion (B-WIM)". Tale approccio, mediante l'uso di un ben definito numero di celle di carico, ha la capacità di fornire indicazioni sul peso dell'intero carro/carrello del treno ma presenta delle limitazioni. Infatti, tali piattaforme non hanno la capacità di fornire indicazioni sulla distribuzione dei pesi delle singole ruote del treno e non effettuano nessun monitoraggio sullo stato di salute delle ruote non fornendo in questo modo informazioni sull'eventuale presenza o meno di sfaccettature delle ruote. Inoltre le piattaforme di pesa sono integrate nella struttura stessa della rotaia risultando complesse da un punto di vista dell'installazione. Una notevole limitazione di tale tecnologia è rappresentata dalla velocità di transito dei treni ed, infatti, i convogli da pesare devono transitare su tali piattaforme ad una velocità non superiore ai 15 km/h [3, 4].
Soluzioni per la pesa dinamica di tipo non invasivo sono basate sulle misure di deformazione causate dall'azione della forza verticale esercitata dalle ruote del treno sulla rotaia. Una tecnica è rappresentata dall'uso di sensori piezoelettrici [5] i quali sono fissati al di sotto della rotaia tra due traversine e generano un segnale elettrico quando sono soggetti ad una deformazione meccanica oppure attraverso l'uso di strain gauges. In questo caso la base di fissaggio deve essere ben integrata con la rotaia, e per tale motivo l'installazione richiede tempo e costi non ridotti. Un notevole svantaggio dell'uso di strain gauges in tale applicazione è la misura del carico in condizione quasi- statica con forti limitazioni di velocità di transito del treno [5], ad esempio per treni che viaggiano in un range di velocità di 5 - 8 km/h.
Inoltre, ci sono anche soluzioni commerciali di tipo invasivo per tale applicazione [6, 7]. L'idea è realizzare un foro di dimensioni ridotte nel gambo della rotaia in cui inserire un sensore, naturalmente con forma cilindrica compatibile con il foro realizzato, che misura la compressione della rotaia al passaggio della ruota del treno. La configurazione standard prevede il fissaggio di almeno sei sensori su entrambi i lati della rotaia ad una distanza di 4 metri. Tale metodo risulta oneroso in termini di costi e di installazione.
Bisogna aggiungere che nei sistemi di pesa precedentemente descritti l'accuratezza nella misura delle ruote del treno dipende dal numero di sensori utilizzati ma anche dallo stato di salute dell'armamento ferroviario.
Un'alternativa agli strain gauges per le applicazioni in ambito ferroviario è rappresentata da sensori in fibra ottica i quali possono essere fissati o sul gambo della rotaia oppure sul piano di steccatura inferiore della rotaia [8, 9, 10] . Un enorme vantaggio di tali sensori è la loro capacità di effettuare misure dinamiche e quindi misure di pesa in un range di velocità di transito dei treni più ampio rispetto agli strain gauges.
Le problematiche inerenti a questi sistemi di controllo sono quelle tipiche di ogni sistema elettro-meccanico: immunità al rumore EMI, correnti disperse, etc. ; inoltre, dalle architetture di pesa generalmente presenti allo stato dell'arte, essendo basate su ponti di pesa, hanno la capacità di fornire il valore di peso dell'intero carro/carrozza e non hanno la possibilità di dare indicazione della distribuzione dei pesi sulla singola ruota né hanno la possibilità di effettuare un monitoraggio dello "stato di salute" della ruota stessa.
I problemi e le limitazioni dei sistemi di pesa, precedentemente accennati, sono superati dalla presente invenzione in quanto questa è relativa ad un sistema di monitoraggio in tempo reale, in movimento del tipo descritto nella rivendicazione 1.
DESCRIZIONE DEL SISTEMA DI MONITORAGGIO OGGETTO
DEL BREVETTO
Oggetto dell'invenzione è un sistema di sensore a reticolo di Bragg in fibra ottica per la pesa di treni in transito e la rilevazione di anomalie delle ruote che superi gli inconvenienti e risolva i problemi delle tecniche precedentemente descritte, quali la sensibilità ai campi elettromagnetici, la limitazione di operazione legata alla velocità del treno, nonché l'ingombro, la difficoltà durante l'installazione ed i costi. I vantaggi che accomunano i sensori in fibra ottica possono essere così riassunti: immunità alle interferenze elettromagnetiche, elevata sensibilità, versatilità, minima invasività, possibilità di essere utilizzati in ambienti ostili assenza di circuiti elettrici e/o elettronici nei punti di misura e lungo la linea di trasmissione del segnale, semplicità di multiplexing .
Per una migliore comprensione dell'invenzione, viene descritta nel seguito una forma di attuazione preferita, a titolo di esempio non limitativo e con riferimento alle figure allegate in cui:
la figura 1 illustra, solo a titolo esemplificativo ed in modo schematico, sensori a reticolo di Bragg montati sui binari, realizzati secondo la presente invenzione;
la figura 2 mostra, come esempio, uno schema a blocchi di un sistema di interrogazione utilizzato dal sistema di monitoraggio della presente invenzione.
Con riferimento alla figura 1, è indicato nel suo insieme il sistema di pesa e di rilevazione delle anomalie di ruote ("sfaccettature"), in cui il sensore (o sensori) a reticolo di Bragg, montato/i sul/i binari, è collegato ad un sistema di interrogazione 10 mediante una fibra ottica 3. Il sistema 1 è atto a rilevare le deformazioni statiche e/o dinamiche del binario dove è alloggiato per rilevarne la forza che ne ha determinato la deformazione in maniera dinamica.
Il sistema 1 utilizza una fibra ottica 3 comprendente sensori a reticolo di Bragg e, in generale, N sensori a reticolo di Bragg, per il monitoraggio di N sezioni di binario.
Un sensore a reticolo di Bragg è realizzato mediante una modulazione spaziale dell'indice di rifrazione del "core" di una fibra ottica per conferire a quest'ultima le caratteristiche di un riflettore ottico selettivo per un intervallo di lunghezze d'onda particolarmente ristretto (decimi di nanometro) .
I sensori a reticolo di Bragg sono facilmente reperibili sul mercato e sono utilizzati, ad esempio, nel settore delle telecomunicazioni su fibra ottica come filtro per selezionare un canale in una codifica WDM ("Wavelength Division Multiplexing" ) o DWDM ("Dense Wavelength Division Multiplexing") .
La fibra ottica 3 viene posata lungo la sezione di binario 2 in modo tale che ogni sensore venga fissato a contatto solidale con il binario in una posizione dove è definito un livello di estensione meccanica ottimizzata e definita (ad esempio posizionato in corrispondenza di una traversina di collegamento fra i binari adiacenti) nel punto in cui si desidera effettuare la rilevazione.
Il montaggio della fibra ottica 3 può avvenire sia con incollaggio diretto della fibra sulla superficie esterna dell'asta oppure disponendo la fibra ottica 3 all'interno di un involucro metallico (non illustrato) e saldando tale involucro al binario .
In questo modo le deformaz ioni /vibrazioni trasmesse al binario per effetto degli sforzi impressi dal peso delle ruote del convoglio che transita vengono trasmesse al sensore il quale modifica le proprie caratteristiche ottiche.
Infatti, una particolarità dei reticoli di Bragg in fibra ottica risiede nel fatto che variazioni locali dello stato fisico del tratto di fibra ottica in cui tale reticolo di Bragg è stato realizzato sono causa di una traslazione della lunghezza d'onda centrale dello spettro di riflessione rispetto al caso di assenza di alterazioni del medesimo tratto di fibra ottica.
I sensori sono progettati e realizzati in maniera da presentare particolare lunghezza d'onda di riflettività massima; nell'utilizzo con più di un sensore ogni sensore opera ad una lunghezza d'onda di riflettività massima diversa da quella di tutti gli altri sensori, così da renderli distinguibili gli uni dagli altri.
Ogni sensore realizza un punto di rilevazione, rendendo possibile il controllo di diverse sezioni di binario e/o migliorando l'affidabilità della misura.
La fibra ottica 3 comunica, attraverso almeno una sua estremità, con il sistema di interrogazione 10 atto ad alimentare, all'ingresso della fibra ottica 3 a cui è collegato, una opportuna radiazione luminosa ed atto ad acquisire la radiazione a bassa e alta lunghezza d'onda retroriflessa dai sensori.
La fibra ottica 3 e, quindi, i sensori a reticolo di Bragg sono montati lungo la linea ferroviaria sui binari, mentre il sistema di interrogazione 10 può essere collocato in una postazione remota, ad esempio presso la sala controllo di una stazione ferroviaria (non illustrato) ; da questa, tramite trasmissione dati su linea telefonica o altra portante, le informazioni o gli allarmi relativi al peso dei convogli o le anomalie riscontrate sulle ruote in passaggio possono essere gestiti in remoto da una centrale operativa di supervisione a più alto livello.
In particolare una singola fibra ottica comprendente sensori a reticolo di Bragg può essere utilizzata per monitorare alcune decine di sezioni di pesa ed un singolo sistema di interrogazione può interrogare contemporaneamente più fibre ottiche e relativi sensori.
In figura 2 è mostrato con maggior dettaglio, a titolo esemplificativo, il sistema di interrogazione 10 dei sensori.
Il sistema di interrogazione 10 comprende una sorgente ottica 11 a larga banda (ad esempio realizzato mediante un LED) atto ad illuminare la fibra ottica 3, che può essere ad esempio del tipo utilizzato per le comunicazioni telefoniche e/o dati, e in cui sono presenti i sensori.
Il segnale in uscita dalla sorgente ottica 11 viene addotto ad un primo connettore ottico 12 a tre vie, avente almeno tre porte, ed in particolare:
- una prima porta 12a ha la funzione di ingresso per il segnale ottico proveniente dalla sorgente ottica 11;
- una seconda porta 12b è collegata con una estremità della fibra ottica 3 ed è utilizzata per instradare la luce proveniente dalla sorgente ottica 11 sulla fibra ottica 3 e per ricevere le componenti di luce retroriflesse dai sensori;
- una terza porta 12c è collegata ad un multiplexer 14 di lunghezza d'onda.
Il multiplexer 14 ha la funzione di riconoscere le componenti di luce retroriflesse dai diversi sensori ed instradarle ciascuna su un'uscita diversa. Ad esempio la componente di luce a bassa lunghezza d'onda può essere instradata su un'uscita di multiplexer 14a ed alimentata ad un primo canale 15, mentre la componente di luce a media lunghezza d'onda può essere instradata su un'uscita di multiplexer 14b ed alimentata ad un secondo canale 15' e così via.
Ogni canale 15, 15', etc. sono ognuno composti da un sistema optoelettronico separato ma equivalente nella funzione operativa svolta; pertanto nel seguito della descrizione si farà riferimento al solo primo canale 15.
Il primo canale 15 comprende:
- un secondo connettore ottico 20 a tre vie collegato su una sua prima uscita con un primo filtro 21 a trasmittività e riflettività ottica lineari, ed - un primo rivelatore 22 ottico, il cui ingresso è collegato con un'uscita del primo filtro 21 e la cui uscita è collegata ad un prima porta di adattatore 25a di un primo adattatore elettrico 25.
In questo modo, il secondo connettore 20, il primo filtro 21, il primo rivelatore 22 ed il primo adattatore elettrico 25 sono connessi in cascata tra loro .
Il primo canale 15 comprende inoltre un secondo rivelatore 26 ottico, collegato in ingresso con una seconda uscita del secondo connettore 20 ed in uscita con una secondo porta di adattatore 25b del primo adattatore elettrico 25.
Le uscite del secondo rivelatore 26 e del primo adattatore elettrico 25 sono inoltre collegate rispettivamente ad una prima e ad una seconda porta di acquisizione 30a e 30b di un sistema di acquisizione 30.
In uso, la componente ottica a bassa lunghezza d'onda riflessa, ad esempio, dal uno dei sensori, dopo essere stata instradata dal multiplexer 14 sul primo canale 15, raggiunge il secondo connettore 20, che la trasferisce al primo filtro 21.
Il primo filtro 21 presenta una risposta spettrale del coefficiente di trasmitt ività/rif lettività a legge lineare con la lunghezza d'onda, per cui variazioni della lunghezza d'onda della luce che lo illumina si ripercuotono in variazioni dell'intensità trasmessa/riflessa.
Il segnale riflesso dal primo filtro 21 raggiunge, attraverso il secondo connettore 20, il secondo rivelatore 26, il quale converte le variazioni di ampiezza del segnale di luce che riceve in ingresso dal secondo connettore 20 in un segnale di tensione Ssens__2(t).
Il segnale trasmesso dal primo filtro 21 raggiunge il primo rivelatore 22 e da questo convertito in un segnale di tensione Ssens_l(t).
Entrambi i segnali di tensione Ssens_l(t) e Ssens_2 (t) sono alimentati in ingresso al primo adattatore elettrico 25, rispettivamente sulla porta 25a e 25b del primo adattatore elettrico 25, che li elabora mediante un algoritmo di compensazione raziometrico , di tipo noto in letteratura. L'elaborazione mediante l'algoritmo di compensazione raziometrico si rende necessaria in quanto l'ampiezza dei segnali Ssens_l(t) e Ssens_2 (t) può dipendere, oltre che dalla variazione, dovuta alla grandezza fisica da monitorare, della lunghezza d'onda della componente di luce riflessa dai sensori 4, 5, anche da fluttuazioni di potenza della sorgente 11 o dalla variazione delle perdite in qualunque punto del sistema di interrogazione 10 e/o della fibra ottica 3.
Mediante la compensazione raziometrica, operata elaborando Ssens_l(t) e Ssens_2 (t), ne risulta un unico segnale Ssens_3(t) in cui le variazioni di ampiezza sono dovute esclusivamente alle variazioni delle grandezze da misurare, come ad esempio lo stato tensionale e/o variazioni di temperatura di ciascun sensore 4, 5. In questo modo la variazione di ampiezza rappresenta effettivamente la variazione della grandezza misurata da ogni singolo reticolo di Bragg presente sulla fibra.
Il secondo canale 15' è realizzato ed opera in modo analogo al primo canale 15, e deve essere modificato, se necessario, al fine di trattare in modo corretto la componente di luce ad alta lunghezza d'onda. Analogamente al primo canale 15, anche il secondo canale 15' genera, in uscita da un secondo adattatore elettrico 25', un segnale di tensione Ssens_3' (t) e, in uscita da un quarto rivelatore 26', un segnale di tensione Ssens_2' (t).
I segnali di tensione Ssens_3(t), Ssens_3' (t), Ssens_2 (t), Ssens_2'(t) vengono quindi alimentati in ingresso, rispettivamente, alle porte 30b, 30b', 30a, 30a' , del sistema di acquisizione 30, avente la funzione di acquisire tali segnali, convertirli in formato digitale ed elaborarli al fine di rilevare il superamento di un valore di soglia da parte del segnale Ssens_3(t).
Per l'applicazione in oggetto, quindi, il passaggio del convoglio sulla sezione strumentata, determina una variazione di carico strutturale del binario, questa tramite i sensori di Bragg, viene rilevata e misurata permettendo di risalire al peso impresso dalla ruota che transita sulla sezione strumentata; inoltre da un'analisi spettrale dei segnali rilevati dai reticoli si riesce a determinare l'anomalia di rotolamento della ruota in transito che che è caratterizzata da una non perfetta circolarità: lo sfaccetta mento; l'analisi di un tecnico (personale umano) ha l'opportunità di definire lo stato di usura-integrità della singola ruota; nel caso dell'uso di sistema software "esperto", si può anche pensare alla gestione mediante un sistema automatico di allarmi di sicurezza.
Il sistema descritto può essere realizzato con sistemi che utilizzano proprietà spettrali, doti di accordabilità e profili temporali della radiazione emessa differenti da quelli esplicitamente considerati e scelti opportunamente in funzione della specifica applicazione.
L'uso di opportune tecniche di multiplexing in frequenza consente infine di utilizzare la fibra ottica 3 con i relativi sensori a reticolo di Bragg sia per le applicazioni sensorist iche descritte sia per la normale trasmissione dati e/o voce senza che le diverse attività interferiscano le une con le altre .
RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
[1] F. Moses (1979) "Weigh-in-Mot ion System Using Instrumented Bridges", Transportation Engineering Journal, Voi. 105, No. 3, pp . 233-249
[2] Norman H. Jacobs, "Monitor for moving vehicles", Reliance Electric Company, Toledo, Ohio [3] M. Niedzwiecki, A. Wasilewski (1997) "New algorithms for thè dynamic weighing of freight trains", Control Engineering Practice, Volume 5, Number 5, pp . 603-618
[4] D. M. Senyanskiy (2003) Problem of increasing thè accuracy of railway carriages weighing in motion" Proc. of XVII IMEKO World Congress -Metrology in thè 3rd Millennium, June 22-27, Dubrovnik, Croatia
[5] P. Kolakowski, K. Sekula, D. Sala, A. Swiercz, A. Orlowska, Weighing of trains in motion as a part of health monitoring System for a railway bridge, Smart-Tech Centre, Institute of Fundamental Technological Research, Warsaw, Roland, Adaptronica sp . z o.o., fomianki, Poland
[6] R. Karoumi, J. Wiberg, A. Lil jencrant z, "Monitoring traffic loads and dynamic effects using an instrumented railway bridge", Engineering Structure, 25 July 2005
[7] Kistler,
http ://www .kistler.com/mediaaccess /200-580e-08 .08.pdf [8] A. Bracciali, P. Folgarait (2004) "New Sensor For Lateral & Vertical Wheel-Rail Forces Measurements", Conference on Railway Engineering, London, 6-7 July
[9] A. Laudati, G. Lanza, A. Cusano, A. Cutolo, M. Giordano, G. Breglio and A. Antonelli (2008) Railway monitoring and train tracking by fiber brag grating sensors: a case study in Italy, Proc. of the 4<th>European Workshop on Structural Health Monitoring, Krakow, Poland, 2-4 July, ISBN 978-1-932078-94-7, pp. 183-189
[10] Fiber Bragg Grating Sensors for Railway Systems Hwa-yaw Tarn, Shun-yee Liu, Siu-lau Ho, and T. K. Ho Photonics Research Centre, Department of Electrical Engineering, The Hong Kong Polytechnic University, Hung Hom, Kowloon, Hong Kong SAR, China
Claims (7)
- RIVENDICAZIONI 1. Sistema per il monitoraggio del peso e delle anomalie di ruote di materiale rotabile in movimento comprendente almeno un primo ed eventualmente un secondo elemento sensibile (o ennupla di sistemi sensibili) disposti in corrispondenza di sezioni di binari, caratterizzati dal fatto che i detti elementi sensibili sono di tipo ottico e comprendono, ciascuno, almeno un sensore a reticolo di Bragg.
- 2. Sistema secondo la precedente rivendicazione, in cui detti sensori sono connessi tra loro mediante un'unica fibra ottica (3), o con più fibre ottiche.
- 3. Sistema secondo le precedenti rivendicazioni, in cui sono previsti mezzi di interrogazione (10) di detti sensori in fibra comprendenti: - una sorgente luminosa (11) atta ad alimentare un segnale luminoso ai sensori; - connettori ottici (12) atti a ricevere su un ingresso (12b) parte della radiazione luminosa riflessa da detti sensori per alimentarla ad un multiplexer (14) di tipo ottico; detto multiplexer (14) essendo atto ad instradare su almeno una prima ed una seconda uscita (14a, 14b) la radiazione luminosa riflessa associata rispettivamente al primo ed al detto secondo sensore; detta prima e seconda uscita comunicando con rispettivi primi, secondi e successivi canali optoelettronici (15; 15'; etc.) di elaborazione .
- 4. Sistema secondo le precedenti rivendicazioni, in cui i predetti canali (15, 15', etc.) comprendano: - mezzi di filtro (21, 21') riceventi almeno parte della radiazione luminosa alimentata al detto canale; - primi mezzi rilevatori ottici (22, 22') riceventi in ingresso la radiazione trasmessa attraverso il detto filtro e generanti in uscita un primo segnale; - secondi mezzi rilevatori ottici (26, 26') riceventi in ingresso la radiazione riflessa dal detto filtro e generanti in uscita un secondo segnale; e - mezzi di elaborazione del detto primo e del detto secondo segnale.
- 5. Sistema secondo le precedenti rivendicazioni, in cui i detti mezzi di elaborazione (25, 25') del detto primo e del detto secondo segnale sono atti a generare in uscita un segnale complessivo Ssens_3(t), Ssens_3' (t) le cui variazioni di ampiezza esprimono lo stato fisico del rispettivo sensore di Bragg.
- 6. Sistema secondo le precedenti rivendicazioni, in cui i menzionati mezzi di elaborazione (25, 25') implementano un algoritmo raziometrico al primo ed al secondo segnale per generare in uscita detto segnale complessivo Ssens_3(t), Ssens_3' (t).
- 7. Sistema secondo le precedenti rivendicazioni, in cui sono previsti sistemi di elaborazione e di analisi di segnale atti a rilevare lo stato di usura e/o di integrità funzionale delle ruote rispetto a parametrizzazioni definite.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT000004A ITBN20110004A1 (it) | 2011-05-24 | 2011-05-24 | Sistema per il monitoraggio del peso e delle anomalie di ruote di materiale rotabile in movimento |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT000004A ITBN20110004A1 (it) | 2011-05-24 | 2011-05-24 | Sistema per il monitoraggio del peso e delle anomalie di ruote di materiale rotabile in movimento |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ITBN20110004A1 true ITBN20110004A1 (it) | 2012-11-25 |
Family
ID=44554717
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| IT000004A ITBN20110004A1 (it) | 2011-05-24 | 2011-05-24 | Sistema per il monitoraggio del peso e delle anomalie di ruote di materiale rotabile in movimento |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| IT (1) | ITBN20110004A1 (it) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5330136A (en) * | 1992-09-25 | 1994-07-19 | Union Switch & Signal Inc. | Railway coded track circuit apparatus and method utilizing fiber optic sensing |
| EP1000833A1 (de) * | 1998-11-11 | 2000-05-17 | Alcatel | Anordnung zur Erkennung von Schienenbrüchen und Verfahren zur Herstellung einer derartigen Anordnung |
| US20060202860A1 (en) * | 2005-03-10 | 2006-09-14 | Fibera, Inc. | Fiber optic track circuit |
| US20080019701A1 (en) * | 2004-03-29 | 2008-01-24 | Hwa Yaw Tam | Railway Monitoring System |
-
2011
- 2011-05-24 IT IT000004A patent/ITBN20110004A1/it unknown
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5330136A (en) * | 1992-09-25 | 1994-07-19 | Union Switch & Signal Inc. | Railway coded track circuit apparatus and method utilizing fiber optic sensing |
| EP1000833A1 (de) * | 1998-11-11 | 2000-05-17 | Alcatel | Anordnung zur Erkennung von Schienenbrüchen und Verfahren zur Herstellung einer derartigen Anordnung |
| US20080019701A1 (en) * | 2004-03-29 | 2008-01-24 | Hwa Yaw Tam | Railway Monitoring System |
| US20060202860A1 (en) * | 2005-03-10 | 2006-09-14 | Fibera, Inc. | Fiber optic track circuit |
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