MX2010011321A - Metodo y sistema para determinar la efectividad de zapata de freno. - Google Patents
Metodo y sistema para determinar la efectividad de zapata de freno.Info
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Abstract
Un sistema para determinar la efectividad de zapata de freno de una disposición de frenado de un tren durante la operación del tren que incluye al menos una base de datos de freno incluyendo datos de frenado y al menos una base de datos del tren que incluye datos del tren. Un sistema de control está en comunicación al menos con una base de datos de freno y al menos una base de datos de tren, y el sistema de control determina dinámicamente datos de efectividad de zapata de freno basándose en los datos de frenado y los datos de tren, en donde los datos de efectividad de zapata de freno incluyen la capacidad de que la disposición de frenado para retrasar al tren a un nivel especificado.
Description
METODO Y SISTEMA PARA DETERMINAR LA EFECTIVIDAD DE
ZAPATA DE FRENO
ANTECEDENTES DE LA INVENCION
CAMPO DE LA INVENCION
La presente invención se refiere generalmente a sistemas y disposiciones de frenado para trenes que atraviesan un riel o carril en una red de rieles, y en particular a un método y a un sistema para determinar la efectividad de mecanismos de zapata de freno utilizados en las disposiciones de frenado durante la operación del tren.
DESCRIPCION DE LA TECNICA RELACIONADA
Como se conoce en la técnica, con el fin de atravesar de forma segura un riel en una red de rieles, un tren incluye una disposición de frenado compleja para usarse para desacelerar y/o detener el tren en una variedad de situaciones. Normalmente, el sistema de frenado en tales trenes es una disposición manejada neumáticamente que tiene mecanismos y componentes que interactúan con cada vagón unido a la locomotora(s). Una disposición de frenado BA conocida se ilustra en forma esquemática en la Figura 1.
Con referencia a la Figura 1, el operador del tren TR también
tiene control sobre la disposición de frenado BA a través del uso de una válvula de control de operador CV. A través de un movimiento de una agarradera asociada con la válvula de control CV, el operador puede ajustar la cantidad de frenado que se va a aplicar en la disposición de frenado BA (una medida frecuentemente denominada como la fuerza de frenado, y expresada en caballos de fuerza de frenado (HP-hr)). Entre mayor sea la fuerza de frenado seleccionada, más rápido intentará la disposición de frenado BA desacelerar y detener el tren TR.
Con el fin de proporcionar el aire apropiadamente comprimido al sistema, la disposición de frenado BA también incluye un compresor C para proporcionar aire comprimido a un depósito principal MR, que está en comunicación con la válvula de control CV. Además, un depósito de compensación ER también está en comunicación con la válvula de control CV. Ya sea a través del depósito principal MR o del depósito de compensación ER, el aire comprimido se suministra a través de la válvula de control CV a una tubería de frenado BP que se extiende a lo largo de y está asociada con cada vagón. Cada vagón incluye una disposición que permite que se cargue un depósito auxiliar AR, con aire a través de una válvula V, así como un cilindro de freno BC que está en comunicación con la válvula V. El cilindro de freno BC es operable para empujar un mecanismo de zapata de freno BS contra una superficie de la rueda W. Además, y debido al contacto de fricción entre el mecanismo de zapata de freno BS y la rueda W, un tensor SA está en comunicación
operable con el cilindro de freno BC para asegurar que se hace un contacto apropiado entre el mecanismo de zapata de freno BS y la rueda W, incluso a medida que comienza a desgastarse el mecanismo de zapata de freno BS.
Durante la operación, la tubería de freno BP se carga continuamente para mantener una presión específica, por ejemplo, 63.327 kg/m2, y cada depósito auxiliar AR (así como un depósito de emergencia CR) está similarmente cargado de la tubería de freno BP. Con el fin de frenar el tren TR, el operador acciona la válvula de control CV y remueve el aire de la tubería de freno BP, con lo cual reduce la presión a un nivel inferior, por ejemplo, 5.624 kg/m2. La válvula V elimina la carga del depósito auxiliar AR y transfiere el aire desde el depósito auxiliar AR al cilindro de freno BC. Al utilizar una disposición de pistón y de palanca, el cilindro de freno BC empuja el mecanismo de zapata de freno BS contra la rueda W. Como se discutió, el operador puede ajustar el nivel de frenado al utilizar la válvula de control CV, ya que la cantidad de presión removida de la tubería de freno BP resulta en una presión específica en el cilindro de freno BC, que resulta en una fuerza de aplicación específica del mecanismo de zapata de freno BS, contra la rueda W. Además, la salida de fuerza del cilindro de frenó BC es ajustable a través del uso del tensor SA para asegurar la continuación en la fuerza de aplicación uniforme bajo condiciones de desgaste del mecanismo de zapata de freno BS.
Mientras que el tensor SA es efectivo al compensar el desgaste
del mecanismo de zapata de freno BS, otro factor mayor al determinar la efectividad (o la capacidad de la disposición de frenado BA para proporcionar tal fuerza de retraso suficiente para detener el tren TR) o se desvanece un mecanismo de zapata de freno BS. El desvanecimiento de zapata de freno ocurre a través del uso prolongado de la disposición de frenado BA, ya que se forma calor en el mecanismo de zapata de freno BS y se reduce la fricción, lo que resulta en el desempeño reducido. Esta zapata de freno o desvanecimiento de ficción es un factor clave al determinar la efectividad de la disposición de frenado BA para desacelerar o detener el tren TR en una variedad de situaciones. Incluso con el uso de disposiciones de frenado neumático electrónicamente controladas, los sistemas de frenado dinámico, y similares, este desvanecimiento tiene el potencial de llevar a la incapacidad de frenar el tren TR con resultados frecuentemente catastróficos.
Como también se conoce en la técnica, el desvanecimiento de zapata de freno puede calcularse dando los grupos de datos apropiados, y tal cálculo predictivo de desvanecimiento bajo ciertas situaciones se conduce actualmente al utilizar técnicas de modelado cuantitativo. Se han desarrollado varias tablas que pueden utilizarse para determinar la relación de frenado, es decir, la fuerza de aplicación en la rueda W basándose en la presión en el cilindro de freno BC y el peso del tren, como se desarrolló por la Asociación de Vías Férreas Americanas. Además, se han desarrollado especificaciones para determinar la fricción del mecanismo de zapata
de freno BS, como basándose en la velocidad del tren TR y la fuerza de aplicación. Al utilizar un dinamómetro, puede desarrollarse una curva para demostrar cómo la temperatura afecta el desempeño del mecanismo de zapata de freno BS. Finalmente, basándose en estos datos preexistentes y determinados, el desvanecimiento de zapata de freno puede determinarse bajo condiciones específicas y establecidas, y entonces la vía férrea entonces utilizará las tablas desarrolladas como un factor al establecer los límites de velocidad para varias secciones del riel basándose en estimados conservadores del peso del tren TR, el grado del riel, etc.
Sin embargo, tales límites de velocidad, así como el desvanecimiento de zapata de freno estimado, se desarrollaron basándose en información conocido predeterminada y en datos. Adicionalmente, es necesario establecer límites de velocidad en una forma conservadora, que resulta en efectividades en el procedimiento de transporte y las logísticas de vía férrea. Además, tales cálculos no pueden tomar en cuenta condiciones que cambian dinámicamente, y no pueden utilizarse para determinar si el tren TR puede desacelerar a un nivel de velocidad específico o detenerse. En particular, si el operador utiliza la disposición de frenado BA durante un periodo de tiempo significativo, se eleva el desvanecimiento de zapata de freno, y después de eso, después de que se ha detenido la aplicación, el desvanecimiento de zapata de freno disminuye (eventualmente al ambiente), lo que frecuentemente se denomina como el "tiempo de recuperación" del mecanismo de zapata de freno
BS. Además, este desvanecimiento de zapata de freno predeterminado y las determinaciones de fuerza de aplicación no toman en cuenta condiciones ambientales, por ejemplo, calor, nieve, lluvia, etc.
Además, y en general, existen diferentes sistemas y métodos de control de tren para uso en cálculo de datos y/o control de trenes. Por ejemplo, ver la Patente de E.U.A. Nos.5, 744, 707 para Kull; 5,785,392 para Hart; 5,862,048 para Knight; 5,892,437 para Scheibe y otros; 6,263,266 para Hawthorne; 6,622,068 para Hawthorne; 6,648,422 para Root y otros; 6,739,675 para Scharpf y otros, 6,847,869 para Dewberry y otros; 7,034,480 para Kumar y otros; 7,073,753 para Root y otros; 7,117,137 para Balcea; y 4,692,867 para Poole. Ver también la Publicación de E.U.A. No. 2003/0200020 para Ring y un artículo titulado "Freno Mediante Cable Viene para Trenes de Carga" por Roob Mandelbaum, publicado en el Espectro de IEEE en la página 18 en la publicación de febrero 2008.
Por lo tanto, existen tales modelos predictivos de la técnica previa, pero estos modelos y sistemas exhiben varias desventajas y deficiencias en desarrollo e implementación. Tales sistemas de la técnica previa llevan a deficiencias logísticas y a otras en el sistema de vías férreas, y en ciertos casos son incorrectos basándose en ciertos datos cambiantes, lo que resulta en descarrilamientos y otros resultados catastróficos. Además, muchos de estos sistemas y métodos de la técnica previa son tratables para aumento adicional o funcionamiento benéfico con el fin de proporcionar modelado
dinámico en condiciones operativas, y mantenimiento de condiciones de seguridad a través de la red de rieles. Además, como uno esperaría, la operación segura del tren es una necesidad de proteger al operador, la tripulación, conductores, peatones, etc.
BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION
Por lo tanto, es un objeto de la presente invención proporcionar un método y un sistema para determinar la efectividad de una zapata de freno que supere las desventajas y las deficiencias de la técnica previa en el campo de diseño de disposición de frenado. Es otro objeto de la presente invención proporcionar un método y sistema para determinar la efectividad de la zapata de freno que toma en cuenta datos dinámicos y cambiantes al determinar varios parámetros indicativos de la efectividad de zapata de freno. Es incluso otro objeto de la presente invención proporcionar un método y un sistema para determinar la efectividad de la zapata de freno que proporciona la determinación del desvanecimiento de zapata de freno en una disposición de frenado de un tren. Además es un objeto de la presente invención proporcionar un método y sistema para determinar la efectividad de la zapata de freno que proporciona la determinación del desvanecimiento de la zapata de freno mientras el tren está en operación. Es otro objeto de la presente invención proporcionar un sistema y un método para determinar la efectividad de la zapata de freno que proporciona a un operador la disposición
de frenado con datos apropiados y/o alarmas para tomar decisiones de control. Es incluso otro objeto de la presente invención proporcionar un método y un sistema para determinar la efectividad de la zapata de freno que implementa decisiones de control automatizadas del tren basándose en la determinación con el fin de prevenir ciertas situaciones.
Por consiguiente, se proporciona un sistema para determinar la efectividad de la zapata de freno de una disposición de frenado de un tren durante la operación del tren. La disposición de frenado incluye al menos un mecanismo de zapata de freno para contactar directa o indirectamente al menos una rueda del tren y una rotación retrasada de al menos una rueda. El sistema incluye: al menos una base de datos de freno que comprende datos de frenado que incluyen al menos uno de los siguientes: datos de disposición de frenado, datos de fuerza de zapata de freno, datos de fricción de zapata de freno, datos de tiempo de aplicación de freno, datos de nivel de aplicación de freno, datos de fuerza retardada de freno, datos de tipo de zapata de freno, datos de características térmicas de freno, datos de relación de frenado y cualquier combinación de los mismos; y al menos una base de datos de tren que incluye datos de tren que comprenden al menos uno de los siguientes: datos de rueda, datos de riel, datos de posición de tren, datos de posición de vagón, datos de velocidad de tren, datos de riel, datos de ubicación de riel, datos de curvatura de riel, datos de perfil de riel, datos de grado de riel, datos de peso de tren, datos de peso de vagón, datos de longitud de
tren, datos de longitud de vagón, datos ambientales, datos de autoridad o cualquier combinación de los mismos. Un sistema de control está en comunicación con al menos una base de datos de freno y al menos una base de datos de tren que dinámicamente determina los datos de efectividad de zapata de freno basándose en los datos de frenado y los datos de tren. Los datos de efectividad de zapata de freno indican la capacidad de la disposición de frenado para retrasar el tren a un nivel especificado.
Además, se proporciona un sistema para determinar la efectividad de zapata de freno de una disposición de frenado de un tren durante la operación del tren, en donde la disposición de frenado incluye al menos un mecanismo de zapata de freno para contactar directa o indirectamente al menos una rueda del tren y la rotación retrasada de al menos una rueda. El sistema incluye al menos un sensor para medir o determinar los datos de disposición de frenado incluyendo al menos uno de los siguientes: fuerza de zapata de freno, presión de cilindro de freno, datos de tensor, temperatura de zapata de freno, temperatura de rueda o cualquier combinación de los mismos. El sistema además incluye al menos una base de datos de freno que comprende datos de frenado que incluyen al menos una de los siguientes: datos de disposición de frenado, datos de fuerza de zapata de freno, datos de tiempo de aplicación de freno, datos a nivel de aplicación de freno, datos de fuerza de retraso de freno, datos de tipo de zapata de freno, datos de características térmicas de freno, datos de relación de frenado o cualquier combinación de
los mismos; y al menos una base de datos de tren que incluye datos de tren que incluye al menos uno de los siguientes: datos de rueda, datos de riel, datos de posición de tren, datos de posición de vagón, datos de velocidad de tren, datos de riel, datos de ubicación de riel, datos de curvatura de riel, datos de perfil de riel, datos de grado de riel, datos de peso de tren, datos de peso de vagón, datos de longitud de tren, datos de longitud de vagón, datos ambientales, datos de autoridad o cualquier combinación de los mismos. Un sistema de control está en comunicación con al menos un sensor, al menos una base de datos de. freno y al menos una base de datos de tren y determina dinámicamente los datos de efectividad de zapata de freno basándose en los datos de disposición de frenado, los datos de frenado y los datos de tren, en donde los datos de efectividad de zapata de freno incluyen la capacidad de la disposición de frenado para retrasar el tren a un nivel especificado.
Además se proporciona un método implementado por computadora para determinar la efectividad de la zapata de freno de una disposición de frenado de un tren durante la operación del tren. El método incluye: determinar los datos de frenado incluyendo al menos uno de los siguientes: datos de disposición de frenado, datos de fuerza de zapata de freno, datos de fricción de zapata de freno, datos de tiempo de aplicación de freno, datos de nivel de aplicación de freno, datos de fuerza de retraso de freno, datos de tipo de zapata de freno, datos de características térmicas de freno, datos de relación de frenado o cualquier combinación de los mismos;
determinar datos de tren incluyendo al menos uno de los siguientes: datos de rueda, datos de riel, datos de posición de tren, datos de posición de vagón, datos de velocidad de tren, datos de riel, datos de ubicación de riel, datos de curvatura de riel, datos de perfil de riel, datos de grado de riel, datos de peso de tren, datos de peso de vagón, datos de peso de tren, datos de longitud de vagón, datos ambientales, datos de autoridad o cualquier combinación de los mismos; y determina dinámicamente los datos de efectividad de zapata de freno basándose en los datos de frenado y los datos de tren, los datos de efectividad de zapata de freno incluyendo la capacidad de la disposición de frenado para retrasar al tren a un nivel especificado.
Estos y otros aspectos y características de la presente invención, así como los métodos de operación y funciones de los elementos relacionados de estructuras y la combinación de partes y economías de fabricación, serán evidentes con la consideración de la siguiente descripción y las reivindicaciones anexas con referencia a los dibujos anexos, todos que forman una parte de esta especificación, en donde números de referencia similares designan partes correspondientes en las varias figuras. Sin embargo, se entenderá explícitamente que los dibujos son para el propósito de ilustración y descripción únicamente y no se pretenden como una definición de los límites de la invención. Como se utiliza en la especificación y las reivindicaciones, la forma singular de "uno", "un" y "el", "la" incluyen referentes plurales a menos que el contexto lo
indiqué claramente de otra forma.
BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS
La Figura 1 es una vista esquemática de una disposición de frenado para un tren de acuerdo con la técnica previa;
La Figura 2 es una vista esquemática de una modalidad de un sistema para determinar la efectividad de zapata de freno de acuerdo con los principios de la presente invención; y
La Figura 3 es una vista esquemática de otra modalidad de un sistema para determinar la efectividad de la zapata de freno de acuerdo con los principios de la presente invención.
DESCRIPCION DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS
Se debe entender que la invención puede asumir varias variaciones alternativas y secuencias de paso, excepto en donde se especifique expresamente lo contrario. También se debe entender que los dispositivos y procedimientos específicos ilustrados en los dibujos anexos, y descritos en la siguiente especificación, son simplemente modalidades ilustrativas de la invención.
De acuerdo con la presente invención, se proporciona un sistema 10 y un método para determinar la efectividad de un mecanismo de zapata de freno BS en una disposición de frenado BA de un tren TR. En particular, el sistema 10 y el método hacen esta
determinación mientras el tren TR está operando, es decir, atravesando un riel dentro de una red de rieles. Por consiguiente, el sistema 10 y el método proporcionan datos específicos e información con respecto a la efectividad de zapata de freno para el tren TR o el operador del tren TR en una forma dinámica y basándose en entradas de datos dinámicas o cambiantes. Las representaciones esquemáticas de varias modalidades del sistema 10 se ilustran en las Figuras 2 y 3.
Se debe notar que mientras el sistema 10 de la presente invención se discute aquí específicamente con relación a una disposición neumáticamente manejada (frenos de aire), es igualmente aplicable y útil con relación a una variedad de disposiciones de frenado BA y aplicaciones que involucran vehículos con sistemas de frenado complejos. Como se discutió anteriormente, y como se discute aquí en lo sucesivo, una meta primaria es proporcionar un sistema 10 y un método para determinar la efectividad de zapata de freno con relación a un tren TR o vagón, el sistema 10 y el método también pueden utilizarse con relación a vehículos de carretera, tales como automóviles, camiones, autobuses, etc. Por ejemplo, muchos de estos vehículos incluyen disposiciones de frenado BA similares que utilizan mecanismos de zapata de freno BS en contacto directo o indirecto con una rueda W para usarse para desacelerar o detener el vehículo. Sin importar la aplicación, estos mecanismos de zapata de freno BS son sometidos a desgaste y uso, así como desvanecimiento de zapata de freno, que
ocasiona un desempeño reducido y/o fuerza y fricción de aplicación no efectiva. Por lo tanto, mientras se discute predominantemente en conexión con vehículos de vías férreas, se prevén todas las aplicaciones similares y pueden utilizarse con relación al sistema 10 y el método de la presente invención.
Similarmente, el sistema 10 y el método de la presente invención pueden utilizarse en una variedad de tipos de disposiciones de frenado BA y sistemas de frenado utilizados en la industria de vías férreas. En particular, el sistema 10 actualmente inventado es igualmente útil en conexión con la disposición de frenado BA de un vagón, así como la disposición de frenado BA de la locomotora o el motor. Además, el sistema 10 y el método pueden utilizarse en conexión con frenos neumáticos electrónicamente controlados, sistemas de frenado dinámico, sistemas de frenado mezclados o en combinación, sistemas de frenado de emergencia, etc. Como se discutió anteriormente, sin importar el control y la operación dentro del sistema de frenado (ya sea manual, automático o semiautomático), muchas de tales disposiciones de frenado BA y sistemas sufran del problema de desvanecimiento de zapata de freno, y por lo tanto la efectividad de la zapata de freno es una variable cambiante dependiente de una variedad de condiciones y factores dinámicos y cambiantes. El sistema 10 y el método actualmente inventados toman en cuenta estas condiciones dinámicas y cambiantes y factores con el fin de determinar dinámicamente la efectividad de la zapata de freno en el campo y
durante la operación del tren TR (u otro vehículo).
Como se ilustra en la Figura 2, y en una modalidad preferida y no limitante de la presente invención, el sistema 10 incluye al menos una base de datos de freno 12 que incluye datos de frenado 14. Estos datos de frenado 14 incluyen datos de disposición de frenado, datos de fuerza de zapata de freno, datos de ficción de zapata de freno, datos de tiempo de aplicación de freno, datos de nivel de aplicación de freno, datos de fuerza de retraso de freno, datos de tipo de zapata de freno, datos de características térmicas de freno y/o datos de relación de frenado, etc. El sistema 10 además incluye al menos una base de datos de tren 16 que incluye datos de tren 18. Estos datos de tren 18 incluyen datos de rueda, datos de riel, datos de posición de tren, datos de posición de vagón, datos de velocidad de tren, datos de riel, datos de localización de riel, datos de curvatura de riel, datos de perfil de riel, datos del grado de riel, datos de peso de tren, datos de peso de vagón, datos de longitud de tren, datos de longitud de vagón, datos ambientales y/o datos de autoridad, etc. Aunque se discute con relación a dos bases de datos diferentes 12, 16, se prevén que estas bases de datos 12, 16 pueden incorporarse en una base de datos individual accesible a través de una variedad de formas conocidas. Además, estas bases de datos 12, 16 pueden disponerse y operar en una forma conocida en la técnica, tal como para que los puntos de datos apropiados puedan ingresarse, procesarse y transmitirse para uso en los procedimientos y métodos descritos a continuación.
Un sistema de control 20 está en comunicación con la base de datos de freno 12 y la base de datos de tren 16, y este sistema de control 20 es operable para determinar dinámicamente los datos de efectividad de zapata de freno 22 basándose en los datos de frenado 14 y la base de datos de freno 12 en los datos de tren 18 en la base de datos de tren 16. Como se discutió, estos datos de efectividad de zapata de freno 22 incluyen al menos información suficiente con el fin de determinar la capacidad de la disposición de frenado BA para retrasar el tren TR a un nivel especificado, ya sea un nivel de velocidad o un paro completo.
Al utilizar los datos de frenado 14 y los datos de tren 18 antes discutidos, y en una modalidad, los datos de efectividad de zapata de freno 22 es el desvanecimiento de zapata de freno, es decir, la pérdida o la capacidad reducida para retrasar el tren TR debido a una variedad de condiciones, tales como desarrollo de calor a partir del uso, condiciones ambientales, uso y desgaste, características de tren, etc. Por consiguiente, el sistema de control 20 hace una determinación de los datos de efectividad de zapata de freno 22 en una forma dinámica a medida que el tren TR está atravesando el riel (y basándose en varios puntos de datos entrantes y cambiantes que se llenan en la base de datos de freno 12 y/o la base de datos de tren 16). Una vez que se determina el desvanecimiento de la zapata de freno (u otros datos de efectividad de zapata de freno 22), pueden factorizarse al hacer decisiones sobre cómo operar el tren TR con el fin de contar la capacidad reducida para desacelerar o detener
efectivamente el tren TR. Además, los datos de frenado 14 y/o los datos de tren 18 pueden utilizarse para determinar un tiempo de recuperación suficiente para la disposición de frenado BA, el mecanismo de zapata de freno BS, etc. De nuevo, basándose en los varios puntos de datos entrantes y dinámicos llenados o guardados en la base de datos de freno 12 y/o la base de datos de tren 16, el sistema 10, y en particular el sistema de control 20, pueden calcular o estimar un tiempo de recuperación parcial o completo de la disposición de frenado BA y/o el mecanismo de zapata de freno BS para ayudar al operador a tomar decisiones de control con respecto a la capacidad del tren TR para desacelerarse o detenerse.
Una vez que se determinan los datos de efectividad de zapata de freno seleccionados o deseados 22, puede determinarse o establecerse una variedad de parámetros de control operativos del tren TR basándose al menos en parte en estos datos determinados 22. Por ejemplo, el parámetro operacional puede ser: un límite de velocidad, es decir, ya sea el tren TR pueda alcanzar u obtener un límite de velocidad especificado por un punto especificado en el riel; un límite de velocidad máximo, es decir, que tan rápido puede operarse de forma segura en tren TR; una curva de frenado, es decir, la distancia requerida para que el tren TR se detenga completamente; una distancia de paro; uso de disposición de freno sugerida BÁ, por ejemplo, ya sea frenos dinámicos, frenos mezclados, frenos de emergencia, etc., que deben utilizarse; uso de disposición de frenado BA para retrasar el tren TR a un nivel de
velocidad especificado; uso de posición de frenado BA para retrasar completamente el tren TR a un alto completo, etc. Por consiguiente, y basándose en estos datos de efectividad de zapata de freno 22 determinados, el sistema de control 20 puede utilizarse para calcular y/o determinar específicamente una variedad de diferentes parámetros operacionales que pueden utilizarse al operar de forma segura el tren TR, que puede implementarse manualmente por el operador, semiautomáticamente o en un modo completamente automático a través del sistema de control 20 (o, como se discute aquí en lo sucesivo, un controlador separado).
Por ejemplo, en una modalidad preferida y no limitante, el parámetro operacional es un límite de velocidad máxima bajo el cual debe operar el tren TR basándose en los datos de efectividad de zapata de freno 22. En esta modalidad, el sistema de control 20 está programado o adaptado para imponer automáticamente al tren TR al límite de velocidad máxima determinado. Tal control se realiza a través de una interfase de freno 24, que permite la comunicación y el control de la disposición de frenado BA mediante el sistema de control 20. Por consiguiente, el sistema de control 20 puede utilizarse para asegurar que el tren TR no exceda un límite de velocidad específico, sin importar las instrucciones manuales del operador y si se determina (basándose en los datos de efectividad de zapata de freno 22) que el tren TR no puede frenarse de forma segura en este límite de velocidad especificado.
En otra modalidad, el parámetro operacional es una velocidad
del tren, y el sistema de control 20 está programado o adaptado para imponer automáticamente al tren TR a un límite de velocidad reducido y especificado o un nivel de velocidad. Por consiguiente, como opuesto a determinar dinámicamente algún límite de velocidad permisible máximo, el sistema de control 20 puede calcular dinámicamente los datos de efectividad de zapata de freno 22 para predecir de forma más precisa las distancias de desaceleración y de alto del tren TR. En esta modalidad, y basándose en los datos de efectividad de zapata de freno 22, el sistema 10 puede utilizarse con relación a límites de velocidad no cambiados (como opuesto a límites de velocidad dinámicamente calculados) y límites de autoridad no cambiados, en donde se requieren altos. Por ejemplo, si el tren TR opera en un grado descendente con un límite de velocidad 64.37 km/h, y se acerca a un límite de velocidad de 32.18 km/h, el tren TR puede aplicar automáticamente la disposición de frenado BA en el grado descendente para mantener su velocidad bajo 64.37 km/h. El sistema de control 20 entonces puede modelar la reducción en la fuerza de frenado o retraso debido al desvanecimiento de zapata de freno, y utilizar este modelo (o datos de efectividad de zapata de freno determinados 22) para imponer de forma predictiva el límite de velocidad de acercamiento de 32.18 km/h.
En esta modalidad, y con alguna determinación de que el desvanecimiento de zapata de freno es mínimo o inexistente, el sistema 10 puede prevenir y posiblemente impulsar a reducir la velocidad del tren TR a 32.18 km/h a una ubicación de la reducción
del límite de velocidad, basándose en la distancia de alto prevista del tren TR. Alternativamente, si tal desvanecimiento de zapata de freno se determina para estar presente (basándose en los datos de efectividad de zapata de freno 22), el sistema 10 puede advertir y forzarse previamente, ya que se necesita aplicar de forma más temprana los frenos para reducir la velocidad del tren a 32.18 km/h en la ubicación de la reducción del límite de velocidad.
Como se discutió anteriormente, y en otra modalidad preferida y no limitante, el parámetro operacional es una distancia de alto, en donde se programa o se adapta el sistema de control 20 para determinar la distancia de alto basándose en parte en los datos de efectividad de zapata de freno 22. En esta modalidad, el sistema de control 20 está en comunicación con la disposición de frenado BA a través de la unidad de inferíase de freno 24. De esta forma, el sistema de control 20 es capaz de frenar automáticamente el tren TR basándose en la distancia de alto determinada y una distancia de alto requerida. De nuevo, la curva de frenado, la distancia de alto determinada o la distancia de alto requerida pueden calcularse todas al utilizar modelos y algoritmos conocidos, pero, en el contexto de la presente invención, tomar en cuenta los datos de efectividad de zapata de freno 22, que están basados en datos dinámicos y cambiantes.
Como se ilustra en la Figura 3, y en otra modalidad preferible y no limitante, el sistema de control 20 también puede estar en comunicación con un sistema de posicionamiento 26, que se utiliza
para determinar los datos de posición de tren. El sistema de control 20 está programado o adaptado para frenar automáticamente el tren TR basándose al menos en parte en la distancia de alto determinada y los datos de posición obtenidos del sistema de posicionamiento 26. Además, este sistema de posicionamiento 26 es cualquier sistema conocido que permite la estimación de la posición real, por ejemplo, un Sistema de Posicionamiento Global, etc.
En otra modalidad, el parámetro operacional es un uso de disposición de frenado BA sugerido. Este uso de disposición de frenado BA sugerido o preferido puede proporcionarse al operador para implementación manual sugerida. Por ejemplo, el uso de la disposición de frenado BA sugerido puede incluir el uso de una disposición de frenado automática BA, una disposición de frenado dinámica BA, una disposición de frenado de combinación no mezclada BA, una disposición de frenado de emergencia BA, una disposición de frenado de aire BA, una disposición de frenado neumático BA, una disposición de frenado mecánico BA, o cualquier combinación de estas disposiciones de frenado BA. Además, el sistema 10 puede implementar automáticamente el uso de la disposición de frenado sugerido BA en la ausencia de algún conocimiento o alguna otra interacción mediante el operador. Este uso de disposición de frenado sugerido BA se ¡mplementará para utilizar más efectivamente la disposición de frenado BA en vista de los datos de efectividad de zapata de freno determinados 22.
Como también se ilustra en la Figura 3, el sistema 10 además
puede incluir un dispositivo de presentación visual 28, que se utiliza para presentar datos e información al operador del tren TR. Por ejemplo, en una modalidad, se presenta un mensaje al operador en el dispositivo de presentación visual 28, y el contenido de este mensaje incluye datos de efectividad de zapata de freno 22, datos de frenado 14 y/o datos de tren 18. Como un ejemplo adicional, el contenido del mensaje puede incluir una alerta al operador con respecto a los datos de efectividad de zapata de freno 22 en posiciones de tren especificadas en el riel. El operador entonces puede utilizar estos datos de efectividad de zapata de freno 22 para controlar u operar el tren TR en una forma segura, tal como al operar a un límite de velocidad especificado, desacelerar el tren, detener el tren, utilizar un uso de disposición de frenado sugerido al BA, etc.
Además, y en esta modalidad, se utiliza un dispositivo de alarma 30. El dispositivo de alarma 30 sirve para proporcionar alguna alarma u otra indicación al operador del tren TR basándose en los datos de efectividad de zapata de freno 22, datos de frenado 14 y/o datos de tren 18. Por ejemplo, la alarma puede ser una alarma de audio, una larga visual, una alarma táctil, etc. Basándose en la naturaleza y el contenido de la alarma, el operador puede controlar manualmente el tren TR para lograr una situación segura, o alternativamente, el sistema 10 puede implementar o imponer automáticamente tal control a través del sistema de control 20.
Además, en esta modalidad preferida y no limitante, el sistema de control 20 está integrado con o de otra forma es parte de un
controlador abordo 32 localizado en una locomotora del tren TR. Tales controladores a bordo 32 se conocen en la industria, y pueden ser parte de un sistema de control de tren positivo (PTC), tal como el Sistema de manejo de tren electrónico (ETMS), o Wabtec Railway Electronics. Tales sistemas frecuentemente confían en varias bases de datos y análisis a bordo para proporcionar al ingeniero información de control de tren precisa, así como confirmar la operación de tren segura. Por consiguiente, el sistema de control 20 del sistema 10 de la presente invención puede estar integrado con tal controlador abordo conocido 32.
Con el fin de obtener información apropiada y datos desde las ubicaciones remotas, el sistema 10 también puede incluir un receptor 34, que está en comunicación con el controlador a bordo 32. Este receptor 34 recibe datos, tal como los datos de frenado 14 y/o datos de tren 18, con lo cual asegura que están disponibles datos más precisos para el sistema de control 20 para determinar los datos de efectividad de zapata de freno 22. Este receptor 34 puede ser un transceptor, un receptor capaz de recibir y/o transmitir señales inalámbricas y/o un receptor capaz de recibir señales por cable (por ejemplo, basadas en riel). Este receptor 34 puede obtener datos de una variedad de fuentes, por ejemplo, un sistema de distribución central 36, una unidad de borde del camino, un sistema de detección basado en borde de camino, una base de datos no abordo, etc.
Además se prevé que el sistema de control 20 está remotamente localizado en el sistema de distribución central 36. Este
sistema de distribución central 36 puede estar en comunicación con el controlador abordo 32 (que puede o no incluir un sistema de control duplicado 20) a través del receptor 34. En tal situación, los datos de frenado apropiados y dinámicos 14 y/o los datos de tren 14 pueden comunicarse efectivamente al controlador abordo 32 para usarse para determinar localmente los datos de efectividad de la zapata de freno 22, o alternativamente, los datos de efectividad de zapata de freno 22 pueden determinarse en el sistema de control 20 en el sistema de distribución central 36, y comunicarse o transferirse subsecuentemente al controlador abordo 32 a través del receptor 34. Cualquier número de trayectorias de comunicación y procedimientos de transferencia de datos se prevén dentro del contexto de la presente invención, para que los datos apropiados y dinámicos se proporcionen de forma precisa al tren TR en una forma de tiempo, para que puedan tomarse decisiones de control de tren apropiadas manual o automáticamente.
Con el fin de operar y controlar efectivamente el tren TR, los datos de efectividad de zapata de freno 22 se determinan en una base dinámica utilizando una variedad de entradas. Por ejemplo, en una modalidad preferida y no limitante, se determinan datos de efectividad de zapata de freno 22 al: (a) determinar datos de fuerza de retraso basándose en datos de fuerza de zapata de freno (o aplicación) y datos de fricción de zapata de freno; (b) determinar datos de tiempo de aplicación de freno y datos de nivel de aplicación de freno; (c) determinar datos de tren especificados; y (d) determinar
características térmicas de zapata de freno incluyendo datos de desvanecimiento de zapata de freno proyectados, basándose al menos en parte en los datos de tipo de zapata de freno, datos de tiempo de aplicación de freno y datos de nivel de aplicación de freno.
Por lo tanto, en esta modalidad, la determinación de datos de efectividad de zapata de freno 22 incluye modelado de las varias corrientes de datos (ya sea predeterminado o dinámicamente obtenido), para con ello determinar datos de desvanecimiento de zapata de freno proyectados. Una vez que se obtiene y/o determinan datos de desvanecimiento de zapata de freno, se pueden utilizar para calcular o determinar varios parámetros operacionales o de otra forma controlar el tren TR. Una ventaja clave de la presente invención es que estos datos de efectividad de zapata de freno 22 se determinan dinámicamente durante la operación de tren y basándose en estas determinaciones y cálculos, para que se proporcione la información de forma más precisa y a tiempo al operador y/o al controlador abordo 32.
Como se ilustra en la Figura 3, pueden determinarse los datos de fuerza de zapata de freno (o aplicación) a través de una variedad de procedimientos. Por ejemplo, estos datos pueden determinarse a través de percepción física y/o al correlacionar varias características físicas o corrientes de datos. Por ejemplo, los datos de fuerza de zapata de freno pueden determinarse a través de la correlación a la fuerza de mecanismo de zapata de freno BS, presión de cilindro de
freno BC, datos de tensor SA, temperatura de mecanismo de zapata de freno BS, temperatura de rueda W, etc. Por consiguiente, estos varios puntos de datos pueden medirse o percibirse directamente, u obtenerse a través de ciertas tablas o colecciones predeterminadas de información y datos.
Como se ilustra en la modalidad de la Figura 3, el sistema 10 incluye al menos un sensor 38 que se utiliza para medir o determinar datos de disposición de frenado BA, por ejemplo, fuerza de mecanismo de zapata de freno BS, presión de cilindro de freno BC, datos de tensor SA, temperatura de mecanismo de zapata de freno BS, temperatura de rueda W, etc. Como se ilustra en la Figura 3, el sensor 38 (o múltiples sensores 38) están en comunicación con y se utilizan para percibir y medir físicamente varias características y cualidades físicas de los componentes de la disposición de frenado BA, y estos puntos de datos entonces se utilizan para determinar datos de efectividad de zapata de freno 22, tal como desvanecimiento de zapata de freno. Sin embargo, como se discutió, puede no ser práctico medir o percibir directamente estas varias características físicas al hacer la determinación de datos de efectividad de zapata de freno 22, tal como al utilizar información pre-recopilada o predeterminada y los datos pueden utilizarse en el procedimiento de modelado y determinación. Aunque no es tan preciso como la medición directa, la correlación o uso de datos preexistentes aún ayudará a tomar decisiones de control del tren apropiadas basándose en los datos de efectividad de zapata de freno
resultantes y dinámicamente determinados 22.
En una implementación ilustrativa, puede calcularse la temperatura del mecanismo zapata de freno BS y la temperatura de rueda W basándose en fuerza de mecanismo de zapata de freno BS, tiempo de aplicación, velocidad de tren TR, características de rueda W, características de riel, condiciones ambientales, etc. En esta implementación, puede determinarse la fuerza de mecanismo de zapata de freno BS basándose en los datos de disposición de frenado BA y datos de relación de frenado, como se conoce para las disposiciones de frenado específicas BA. Sin embargo, también se prevé que una especificación de relación de frenado predeterminada (como publicado mediante AAR) puede referirse a, preferiblemente el lado superior de la relación de frenado para los propósitos de estimar desvanecimiento de mecanismo de zapata de freno BS, y combinado con toneladas de arrastre o peso del tren TR. Después, la fuerza de mecanismo de zapata de freno BS puede multiplicarse mediante la fricción del mecanismo de zapata de freno BS para obtener o adquirir una fuerza de retraso de mecanismo de zapata de freno BS. En particular, la fuerza de retraso de mecanismo zapata de freno BS puede calcularse al utilizar una tabla de revisión estándar de datos de fricción de mecanismo de zapata de freno BS conocidos basándose en la velocidad del tren TR y la fuerza de mecanismo de zapata de freno BS (sin desvanecimiento de mecanismo de zapata de freno BS factorizado). La velocidad del tren TR se determina y está disponible en el sistema de locomotora, y el tiempo de aplicación de
mecanismo de zapata de freno BS y/o uso de disposición de frenado BA se obtiene (y típicamente está disponible en trenes TR equipados con PTC).
Después, y en esta modalidad preferida y no limitante, pueden establecerse valores de umbral para varios tipos de disposición de frenado BA y niveles de disposición de frenado BA (como se imparte por el operador) o automáticamente por el tren TR (a través de la válvula de control del operador CV). Por ejemplo, los valores de umbral pueden establecerse para la energía impartida (HP-hora), indica que sobre una clasificación "continua", el mecanismo de zapata de freno BS está sometido a desvanecimiento. Por ejemplo, puede establecerse un cuadro desarrollado como a continuación:
Tal cuadro indicará cuándo el mecanismo de zapata de freno
BS es sometido a desvanecimiento basándose en el nivel de disposición de frenado BA aplicado y el tipo de mecanismo de zapata de freno BS, por ejemplo, "estándar" y "alta capacidad". Si el cuadro indica "continuo", esto significa que no ocurrirá ningún desvanecimiento al mecanismo de zapata de freno BS, y los niveles
de tiempo indican cuando comenzará el desvanecimiento de mecanismo de zapata de freno BS y afectará la fuerza de retraso de mecanismo de zapata de freno BS. Este cuadro indica un tipo de datos de efectividad de zapata de freno 22 que puede obtenerse y proporcionarse al operador para implementación manual (o implementación automática a través del sistema de control 20). En este ejemplo, exceder estos límites puede activar una alarma o una alerta al operador.
Otros datos de efectividad de zapata de freno 22 pueden determinarse y factorizarse en la "efectividad" general del mecanismo de zapata de freno BS. Por ejemplo, como se discutió anteriormente, el tiempo de recuperación del mecanismo de zapata de freno BS puede estimarse (o medirse directamente por un sensor 38). Este tiempo de recuperación indica el tiempo requerido para enfriar a temperatura ambiente después de que se dejó de usar la disposición de frenado BA. Como se conoce, el frenado "ligero" permite un menor índice de enfriamiento, pero puede ser benéfico al desgastar el material afectado por calor. Durante la práctica, requerir un tiempo de recuperación prolongado y conservador puede o no ser demasiado restrictivo para la operación de carga. En cualquier caso, el tiempo de recuperación representa otra corriente de información que puede utilizarse al determinar los datos de efectividad de zapata de freno 22.
Como se discutió, puede utilizarse y colocarse una variedad de otros factores y puntos de datos en el modelo para determinar los
datos de efectividad de zapata de freno generales 22, tal como características físicas de las ruedas W, los rieles, el ambiente externo, características de tren TR, características de disposición de frenado BA, etc. Por supuesto, entre más sea la capacidad para medir directamente o percibir estas varias características y/u obtener dinámicamente los puntos de datos, será más preciso el modelo general para determinar la efectividad, y por lo tanto, la utilidad general al tomar una decisión de control de tren segura y apropiada. Sin embargo, para datos que se predeterminaron y/o no pueden medirse directamente, tales datos pueden pre-llenarse en la base de datos de freno 12 y/o base de datos de tren 16 para usarse para la determinación dinámica de efectividad de zapata de freno mientras el tren TR está en operación para usarse para determinar parámetros operacionales.
Por consiguiente, el sistema 10 de la presente invención es capaz de determinar datos de efectividad de zapata de freno 22 y la capacidad del mecanismo de zapata de freno BS o la disposición de frenado BA para retrasar exitosamente un tren TR bajo condiciones dinámicamente cambiantes y situaciones. El sistema 10 puede
1 incorporarse dentro o integrarse con un controlador a bordo conocido 32 u otros sistema de PTC similar, y proporcionar información nueva y útil con respecto a cómo se debe operar el tren TR. Como se discutió, los límites de velocidad pueden establecerse dinámicamente basándose en los datos de efectividad de zapata de freno moldeados o determinados 22, que disminuye cuándo y cómo
se opera la disposición de frenado BA. Como tal, la velocidad máxima de cualquier tren TR cambiará en respuesta a cuanto se utilizó la disposición de frenado BA en el pasado reciente. Por lo tanto, en una modalidad, dados los datos recolectados por el sistema de PTC o el controlador a bordo 32, por ejemplo, velocidad de tren TR, toneladas de arrastre, longitud de aplicación, grado, etc., el sistema 10 puede predecir activamente la velocidad máxima de tren TR permisible dada la capacidad de disposición de frenado BA restante disponible en el mecanismo de zapata de freno BS, así como la misma disposición de frenado BA.
Además, y aparte de incorporar los datos de efectividad de zapata de freno 22 en un algoritmo de seguridad de tren, el sistema 10 puede sopesar por adelantado el desempeño del tren TR sobre una distancia de alto prevista, y utilizar esta información para determinar los límites de velocidad máxima. Por ejemplo, el sistema 10 puede reducir la velocidad operativa actual al obtener datos indicativos de: (a) si la disposición de frenado BA se aplicó o no recientemente; (b) la duración de la aplicación, si se hace; y (c) si el tren TR descenderá un grado durante la distancia de alto prevista.
Además, y como se discute, él sistema 10 y los datos de efectividad de zapata de freno resultantes 22 pueden utilizarse para determinar el uso de disposición de frenado dinámico BA para minimizar el desvanecimiento de mecanismo de zapata de freno BS, por lo que se mejora la velocidad operativa segura. Por ejemplo, el sistema 10 puede estar presente, en el dispositivo de presentación
visual 28, instrucciones para el ingeniero o el operador con respecto a qué frenado o combinación/relación de frenos debe aplicarse basándose en los datos de efectividad de frenado determinados 22. Por ejemplo, después de una larga aplicación de freno automático, el sistema 10 puede aconsejar al operador o ingeniero utilizar frenado dinámico para una aplicación subsecuente para alargar el tiempo entre las aplicaciones de freno automáticas, y con el fin de aumentar la cantidad de tiempo en el que se tienen que enfriar los mecanismos de zapata de freno BS, lo que de esa forma restaurará sus propiedades de fricción. El sistema 10 entonces puede continuar limitando la velocidad máxima del tren TR basándose en las características de ficción actuales, tomando en cuenta una aplicación de freno automático de emergencia. Por lo tanto, el sistema actualmente inventado 10 y el método mejoran la seguridad del operador y del público, mientras se minimiza y reduce la probabilidad de un evento catastrófico que resulta de la efectividad de zapata de freno reducida.
Aunque la invención se describió con detalle con el propósito de ilustración basándose en lo que actualmente se considera como las modalidades más prácticas y preferidas, se debe entender que dicho detalle es únicamente para ese propósito y que la invención no está limitada a las modalidades descritas, sino por el contrario, pretende cubrir las modificaciones y las disposiciones equivalentes que están dentro del alcance y el espíritu de las reivindicaciones anexas. Por ejemplo, se debe entender que la presente invención
contempla que, al grado posible, una o más características de cualquier modalidad pueden combinarse con una o más características de cualquier otra modalidad.
Claims (26)
1.- Un sistema para determinar la efectividad de zapata de freno de una disposición de frenado de un tren durante la operación del tren, en donde la disposición de frenado comprende al menos un mecanismo de zapata de freno configurado para contactar directa o indirectamente al menos una rueda del tren y retrasar la rotación de al menos una rueda, el sistema comprende: al menos una base de datos de freno que comprende datos de frenado que incluyen al menos uno de los siguientes: datos de disposición de frenado, datos de fuerza zapata de freno, datos de fricción de zapata de freno, datos de tiempo de aplicación de freno, datos de nivel de aplicación de freno, datos de fuerza de retraso de freno, datos de tipo de zapata de freno, datos de características térmicas de freno, datos de relación de ( frenado o cualquier combinación de los mismos; al menos una base de datos de tren* que comprende datos de tren que incluyen al menos uno de los siguientes: datos de rueda, datos de riel, datos de posición de tren, datos de posición de vagón, datos de velocidad de tren, datos de riel, datos de ubicación de riel, datos de curvatura de riel, datos de perfil de riel, datos de grado de riel, datos de peso de tren, datos de peso de vagón, datos de longitud de tren, datos de longitud de vagón, datos ambientales, datos de autoridad o cualquier combinación de los mismos; y un sistema de control en comunicación con al menos una base de datos de freno y al menos una base de datos de tren, el sistema de control configurado para determinar dinámicamente los datos de efectividad de zapata de freno basándose en los datos de frenado y los datos de tren, los datos de efectividad de zapata de freno comprenden la capacidad de que la disposición de frenado para retrasar el tren a un nivel especificado.
2. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el nivel especificado es una velocidad especificada o un alto completo.
3. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el sistema de control además está configurado para determinar un tiempo de recuperación para al menos uno de los siguientes: la disposición de frenado, al menos un mecanismo de zapata de freno o cualquier combinación de los mismos.
4. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el sistema de control además está configurado para determinar al menos una parámetro operacional del tren basándose al menos en parte en los datos de efectividad de zapata de freno determinados.
5. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 4, en donde el parámetro operacional es al menos uno de los siguientes: un límite de velocidad, un límite de velocidad máxima, una curva de frenado, una distancia de alto, uso de disposición de frenado sugerido, uso de disposición de frenado para retrasar el tren a un nivel de velocidad especificado, uso de disposición de frenado para retrasar completamente el tren a un alto completo o cualquier combinación de los mismos.
6.- El sistema de acuerdo con la reivindicación 5, en donde el parámetro operacional es un límite de velocidad máximo, el sistema de control además está configurado para imponer automáticamente el tren a un límite de velocidad máximo determinado.
7.- El sistema de acuerdo con la reivindicación 5, en donde el parámetro operacional es velocidad de tren, el sistema de control además está configurado para imponer automáticamente el tren a un límite de velocidad especificado.
8. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 5, en donde el parámetro operacional es una distancia de alto, el sistema de control además está configurado para determinar la distancia de alto basándose al menos en parte en los datos de efectividad de zapata de freno.
9. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 8, en donde el sistema de control está en comunicación con la disposición de frenado a través de una unidad de interfase de freno, el sistema de control además está configurado para frenar automáticamente el tren basándose en la distancia de alto determinada y una distancia de alto requerida.
10.- El sistema de acuerdo con la reivindicación 8, en donde el sistema de control está en comunicación con: la disposición de frenado a través de una unidad de interfase de freno; y un sistema de colocación configurado para determinar los datos de posición de tren, en donde el sistema de control además está configurado para frenar automáticamente el tren basándose al menos en parte en al menos uno de los siguientes: la distancia de alto determinada y los datos de posición; la posición del tren y la ubicación de tren relativa a un límite de autoridad; la posición de tren y la ubicación relativa a un límite de velocidad reducido; la posición de tren y la ubicación de tren relativa a una restricción de velocidad; o cualquier combinación de los mismos.
11. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 5, en donde el parámetro operacional es el uso de disposición de frenado sugerido, y en donde el uso de disposición de frenado sugerido se proporciona al operador.
12. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 11, en donde el uso de disposición de frenado sugerido incluye el uso de al menos uno de los siguientes: disposición de frenado automático, disposición de frenado dinámico, disposición de frenado de combinación, disposición de frenado de emergencia, disposición de frenado de aire, disposición de frenado neumático, disposición de frenado mecánico o cualquier combinación de los mismos.
13. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 12, en donde se implementa automáticamente el uso de la disposición de frenado sugerido.
14. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el sistema de control está en comunicación con la disposición de frenado a través de una interfase de freno, el sistema de control además está configurado para imponer automáticamente el tren al nivel especificado.
15. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, que además comprende un dispositivo de presentación visual configurado para presentar datos a un operador del tren.
16. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 15, en donde un mensaje se presenta al operador en el dispositivo de presentación visual, y en donde el contenido del mensaje comprende al menos uno de los siguientes: datos de efectividad de zapata de freno, datos de frenado, datos de tren o cualquier combinación de los mismos.
17. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 16, en donde el contenido del mensaje comprende una alerta al operador con respecto a los datos de efectividad de zapata de freno en posiciones de tren especificadas en el riel.
18. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, que además comprende un dispositivo de alarma configurado para proporcionar una alarma a un operador del tren basándose al menos en uno de los siguientes: datos de efectividad de zapata de freno, datos de frenado, datos de tren o cualquier combinación de los mismos.
19. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 18, en donde la alarma es al menos uno de los siguientes: una alarma de audio, una alarma visual, una alarma táctil o cualquier combinación de las mismas.
20. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el sistema de control está integrado con un controlador a bordo localizado en una locomotora del tren.
21. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 20, que además comprende un receptor en comunicación con el controlador a bordo y configurado para recibir datos que comprenden al menos uno de los siguientes: datos de frenado, datos de tren o cualquier combinación de los mismos.
22. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el sistema de control está remotamente localizado en un sistema de distribución central y en comunicación con un controlador a bordo localizado en una locomotora del tren, el sistema además comprende un receptor en comunicación con el controlador abordo y configurado para recibir datos que comprenden al menos uno de los siguientes: datos de frenado, datos de tren o cualquier combinación de los mismos.
23. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el sistema de control determina datos de efectividad de zapata de freno al: (a) determinar datos de fuerza de retraso basándose en los datos de fuerza de mecanismo de zapata de freno y datos de fricción de zapata de freno; (b) determinar datos de tiempo de aplicación de freno y datos de nivel de aplicación de freno; (c) determinar datos de tren especificados; y (d) determinar características térmicas del mecanismo de zapata de freno que incluyen datos de desvanecimiento de zapata de freno proyectados basándose al menos en parte en datos de tipo de mecanismo de zapata de freno, datos de tiempo de aplicación de freno y datos de nivel de aplicación de freno, en donde los datos de efectividad de zapata de freno se determinan dinámicamente mientras el tren está en operación basándose al menos en parte en las determinaciones hechas (a)-(d).
24. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 23, en donde se determinan datos de fuerza de zapata de freno a través de percibir físicamente y/o correlacionar al menos uno de los siguientes: fuerza de mecanismo de zapata de freno, presión de cilindro de freno, datos de tensor, temperatura de mecanismo de zapata de freno, temperatura de rueda o cualquier combinación de los mismos.
25. - Un sistema para determinar la efectividad de zapata de freno de una disposición de frenado de un tren durante la operación del tren, en donde la disposición de frenado comprende al menos un mecanismo de zapata de freno configurado para contactar directa o indirectamente al menos una rueda del tren y retrasar la rotación de al menos una rueda, el sistema comprende: al menos un sensor configurado para medir o determinar los datos de disposición de frenado que comprenden al menos uno de los siguientes: fuerza de mecanismo de zapata de freno, presión de cilindro de freno, datos de tensor, temperatura de mecanismo de zapata de freno, temperatura de rueda, o cualquier combinación de los mismos; al menos una base de datos de freno que comprende datos de frenado que incluyen al menos uno de los siguientes: datos de disposición de frenado, datos de fuerza de zapata de freno, datos de ficción de zapata de freno, datos de tiempo de aplicación de freno, datos de nivel de aplicación de freno, datos de fuerza de retraso de freno, datos de tipo de zapata de freno, datos de características térmicas de freno, datos de relación de frenado, o cualquier combinación de los mismos; al menos una base de datos de tren que comprende datos de tren que incluyen al menos uno de los siguientes: datos de rueda, datos de riel, datos de posición de tren, datos de posición de vagón, datos de velocidad de tren, datos de carril, datos de ubicación de carril, datos de curvatura de carril, datos de perfil de carril, datos de grado de carril, datos de peso de tren, datos de peso del vagón, datos de longitud de tren, datos de longitud de vagón, datos ambientales, datos de autoridad o cualquier combinación de los mismos; y un sistema de control en comunicación al menos con un sensor, al menos una base de datos de freno y al menos una base de datos de tren, el sistema de control configurado para determinar dinámicamente los datos de efectividad de zapata de freno basándose en los datos de disposición de frenado, los datos de frenado y los datos de tren, los datos de efectividad de zapata de freno comprenden la capacidad de la disposición de frenado para retrasar el tren a un nivel especificado.
26.- Un método implementado por computadora para determinar la efectividad de zapata de freno de una disposición de frenado de un tren durante la operación del tren, el método comprende: determinar datos de frenado que comprenden al menos uno de los siguientes: datos de disposición de frenado, datos de fuerza de zapata de freno, datos de fricción de zapata de freno, datos de tiempo de aplicación de freno, datos de nivel de aplicación de freno, datos de fuerza de retraso de freno, datos de tipo de zapata de freno, datos de características térmicas de freno, datos de relación de frenado o cualquier combinación de los mismos; determinar datos de tren que comprenden al menos uno de los siguientes: datos de rueda, datos de riel, datos de posición de tren, datos de posición de vagón, datos de velocidad de tren, datos de carril, datos de ubicación de carril, datos de curvatura de carril, datos de perfil de carril, datos de grado de carril, datos de peso de tren, datos de peso de vagón, datos de longitud de tren, datos de longitud de vagón, datos ambientales, datos de autoridad o cualquier combinación de los mismos; y determinar dinámicamente los datos de efectividad de zapata de freno basándose en los datos de frenado y los datos de tren, los datos de efectividad de zapata de freno comprenden la capacidad de la disposición de frenado para retrasar el tren a un nivel especificado.
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