MX2013007040A - Sistema y método para determar datos de propagación de aire en una instalación de frenos de un tren. - Google Patents

Abstract

Un sistema para determinar la velocidad de propagación de aire a través de una instalación de frenado controlada neumáticamente en un tren; la instalación de frenado tiene un controlador para ajustar la presión de aire del aire trasmitido a través de una tubería de frenos, desde una locomotora del frente hasta un carro de ferrocarril de la cola; incluyendo el sistema: un dispositivo delantero situado en la locomotora del frente y configurado para asociar primeros datos de tiempo con primeros datos de presión de aire percibida en la tubería de frenos en una primera posición; un dispositivo trasero, situado en el carro de ferrocarril de cola, y configurado para asociar segundos datos de tiempo con segundos datos de presión de aire percibida en la tubería de frenos en una segunda posición; y un dispositivo de control, configurado para determinar los datos de propagación de aire basado por lo menos parcialmente, en por lo menos uno de los siguientes: primeros datos de tiempo, primeros datos de presión de aire, la primera posición, segundos datos de tiempo, segundos datos de presión de aire, la segunda posición, o cualquier combinación de ellos.

Description

SISTEMA Y MÉTODO PAPA DETERMINAR DATOS DE PROPAGACIÓN DE AIRE EN UNA INSTALACIÓN DE FRENOS DE UN TREN Campo de la Invención La presente invención se refiere en general a trenes que se desplazan por una red compleja de vías y a las instalaciones y los sistemas de frenos de esos trenes y, en particular, a trenes con instalaciones de frenos controladas neumáticamente, que tienen un controlador para ajusfar la presión de aire del aire trasmitido a través de una tubería de frenos desde la locomotora del frente hasta un carro de ferrocarril de cola de los que consiste un tren.

Antecedentes de la Invención En la industria de los ferrocarriles muchos trenes se están desplazando por una red de vías compleja, durante las operaciones normales; lo que requiere de una comunicación y un control precisos y efectivos para garantizar la eficiencia y la seguridad. A fin de proveer el control al operador (o aspectos de control automatizados) los trenes están equipados con una instalación y un sistema que permite el control seguro y el frenado del tren, normalmente mediante el uso de una instalación de frenos que está conectada operativamente a uno o más carros de ferrocarril de los que consiste el tren.

En una modalidad particular, un tren está equipado con una instalación de frenos controlada neumáticamente, que incluye un controlador para ajustar la presión de. aire del aire trasmitido a través de una tubería de frenos dése una locomotora delantera hasta un carro de ferrocarril de cola. Normalmente, esta operación se efectúa mediante el uso de una válvula de frenos (y/o un cilindro de frenos) situada en cada carro de ferrocarril. Durante la operación, se comunica presión de aire desde la locomotora del frente (o desde el controlador de frenos) a través de la tubería de frenos, y de cada válvula, de manera que ocurra un frenado apropiado y uniforme .

Sin embargo, a fin de garantizar un frenado uniforme y consistente entre los carros de ferrocarril, se debe determinar el tiempo de propagación para que el aire viaje desde la locomotora del frente hasta el final del tren ; (o el carro de ferrocarril de cola) a través de la tubería de frenos. En particular, esta velocidad de propagación de aire se usa para determinar el funcionamiento de frenado del tren, puesto que las variaciones en la velocidad de propagación del aire impactan el tiempo de fijación de los frenos en cada carro de ferrocarril del tren (y, por lo tanto, el funcionamiento de frenado del tren en su totalidad) . Además, el conocer la velocidad real de propagación de aire a través del tren permitiría una predicción precisa de los tiempos de fijación de los frenos y la fuerza de frenado y, finalmente, proveería menor incertidumbre en las predicciones ole la distancia a que se detendrá.

En un tren típico, se propaga hasta l cola una reducción en la tubería de frenos de 15 libras por pulgada cuadrada (psi) (103.42 kPa) a una velocidad de aproximadamente 350 pies por segundo (106.68 /segundo) . Actualmente, la velocidad de propagación a través del t:ren es una constante que se escoge a un valor conservador para tener en cuenta los extremos de temperatura, presión, humedad y la configuración física de cada carro de ferrocarril. ', Los algoritmos de frenado predictivos, tales como los usados en los sistemas de control de un tren, se benefician de la eliminación de todas las constantes conservadoras y su reemplazo por valores conocidos, verificables . Determinar con precisión la velocidad de propagación (o la demora) puede conducir a mejoras importantes en los procesos de frenado predictivos .

Bajo condiciones de operación normales, la tubería de frenos es modulada únicamente desde el frente del tren hacia la cola del tren, mediante el sistema de control de los frenos neumáticos. Reducir la presión en la tubería de frenos es una señal para que las válvulas de frenos en. cada carro controlen la fuerza de frenado en cada carro de ferrocarril . Los niveles mayores de reducción de presión en la tubería de frenos indican la demanda de una mayor fuerza de frenado en cada carro de ferrocarril a través de la válvula de freno neumático y del cilindro de frenos, localizados en cada carro de ferrocarril. Reducir la presión de la tubería de frenos a una velocidad "de servicio" indica que la válvula de frenos en cada carro de ferrocarril: debe operar en un modo normal de "servicio". Sin embargo, si la reducción en la presión de la tubería de frenos excede de la velocidad de servicio, la válvula de frenos en cada carro opera en el modo de "emergencia", donde la instalación no solamente crea una fuerza de frenado en el carro de ferrocarril en el que se localiza, sino que también ventila el tubo de frenos localmente, para ayudar a la propagación de la reducción de la tubería de frenos.

Pueden ocurrir aplicaciones indeseables de los frenos de emergencia si una válvula de frenos entra en el, modo de emergencia sin una activación intencional a través de la tubería de frenos. Cuando ocurre una aplicación indeseada de los frenos de emergencia, el tren completo entra en el estado de frenado de emergencia, ya que la señal se propaga a través de la tubería de frenos tanto al extremo delantero como al extremo de cola del tren, desde el dispositivo que activo primero la emergencia. Por lo tanto, es benéfico que se pueda identificar una válvula de frenos defectuosa para eliminar dichas aplicaciones de freno "fallidas".

Se han provisto varios sistemas y varias instalaciones para solucionar ciertas deficiencias y hechos que surge'n del uso de las instalaciones de frenos controladas neumáticamente. Ver, por ejemplo, las publicaciones estadounidenses No. 2005/0240322 de Peltz y coinventores, y 2006/0290199 de Beck y coinventores; y las patentes estadounidenses No. 4,066,299 de Clements; 4,582,280 de Nichols y coinventores; 5,963,833 de Cunkelman y coinventores, 6,375,276 de Delaruelle y 6,619,138 de Kettle, Jr. y coinventores. Sin embargo, todavía hay espacio considerable en la técnica para sistemas y métodos para mejorar la operación de las instalaciones de frenado existentes y las operaciones de los trenes. : Sumario de la Invención En general, la presente invención provee un sistema, y un método para determinar datos de propagación de aire en una instalación de frenado de un tren, que soluciona algunas o todas las deficiencias de los sistemas de diagnóstico existentes. De preferencia, la presente invención provee un sistema y un método para determinar datos de propagación de aire en una instalación de frenos de un tren, que sé usa efectivamente en relación con una instalación de frenos de tren controlada neumáticamente. De preferencia, la presente invención provee un sistema y un método para determinar los datos de propagación de aire en una instalación de frenos de un tren, que permite la determinación precisa de los datos de propagación, para usarlos con relación a determinaciones de un sistema de control de tren, tal como un algoritmo de frenado predictivo (PBA) . De preferencia, la presente invención provee un sistema y un método para determinar ¡datos de propagación de aire en una instalación de frenos de un tren, que puede determinar los retardos en la comunicación, para la implementación adiciona en la determinación de ciertos algoritmos y cálculos de frenado predictivos. De preferencia, la presente invención provee un sistema1 y un método para determinar los datos de propagación de aire en una instalación de frenos de un tren, que se puede usar para determinar la longitud del tren. ; En consecuencia, y en una modalidad preferida ' y no restrictiva, está provisto un sistema para determinar la velocidad de propagación de aire a través de una instalación de frenos de un tren, controlada neumáticamente; teniendo la instalación de frenos un controlador para ajustar la presión de aire del aire trasmitido a través de una tubería de frenos, desde una locomotora en el frente, hasta un carro de ferrocarril en la cola. El sistema incluye: un dispositivo delantero, situado en la locomotora del frente y configurado para asociar primeros datos de tiempo con primeros datos de presión de aire, percibidos en la tubería de frenos, en una primera posición; un dispositivo de cola, situado en el; carro de ferrocarril de cola y configurado para asociar segundos datos de tiempo con segundos datos de presión de aire percibidos en la tubería de frenos en una segunda posición; y un dispositivo de control, configurado para determinar los datos de propagación de aire basados, por lo menos parcialmente, en al menos uno de los siguientes: los primeros datos de tiempo, los primeros datos de presión de aire, la primera posición, los segundos datos de tiempo, los segundos datos de presión de aire, la segunda posición, o cualquier combinación de ellos.

En otra modalidad preferida y no restrictiva está provisto un método implementado por computadora \ para determinar la velocidad de propagación de aire en una instalación de frenos controlada neumáticamente; la instalación de frenos tiene un controlador para ajustar la presión de aire del aire trasmitido a través de una tubería de frenos desde una locomotora delantera hasta un carro de ferrocarril de cola. El método se implementa en por lo menos una computadora que tiene un medio legible por computadora con instrucciones de programa en él; el cual, cuando se implemente por medio de un procesador de por lo menos una computadora, hace que el procesador reciba datos desde un dispositivo delantero colocado en la locomotora del frente y asocia primeros datos de tiempo con primeros datos de la presión de aire percibida en la tubería de frenos, en una primera posición; recibir datos desde un dispositivo' de !cola, situado en el carro de ferrocarril de cola y asociar segundos datos de tiempo con segundos datos de la presión del aire percibida en la tubería de frenos en una segunda posición; y determinar los datos de propagación de aire con base por lo menos parcialmente en por lo menos uno de los siguientes: primeros datos de tiempo; primeros datos de presión de aire, la primera posición, los segundos datos de tiempo, los segundos datos de presión de aire, la segunda posición, o cualquier combinación de ellos.

En otra modalidad preferida y no restrictiva, se provee un aparato para determinar la velocidad de propagación de aire a través de la instalación de frenos de un ;tren, controlada neumáticamente; teniendo la instalación de, f,renos un controlador para ajustar la presión de aire del aire trasmitido a través de una tubería de frenos desdé una locomotora delantera hasta un carro de ferrocarril de cola. El aparato incluye: medios para asociar primeros datos de tiempo con primeros datos de la presión de aire percibida en la tubería de frenos, en una primera posición; medios para asociar segundos datos de tiempo con segundos datos de la presión de aire percibida en la tubería de frenos eri una segunda posición; y medios para determinar los datos de propagación del aire con base, por lo menos parcialmente, en por lo menos uno de los siguientes: primeros datos de tiempo; primeros datos de presión de aire, la primera posición, segundos datos de tiempo, segundos datos de presión !dé aire, la segunda posición, o cualquier combinación de ellos.

Estos aspectos y otros, y estas características y otras de la presente invención, así como los métodos de operación y funcionamiento de los elementos relacionados de : las estructuras y de la combinación de partes y la economía de fabricación, se harán más aparentes cuando se considerie la siguiente descripción y las reivindicaciones adjuntas,: con referencia a los dibujos anexos, todo lo cual forma !partie de esta memoria descriptiva; en los que los números de referencia iguales designan partes correspondientes en las diversas figuras. Sin embargo, se debe entender expresamente que los dibujos tienen el propósito de ilustrar y describir únicamente, y no deben considerarse como una definición de los limites de la invención. Como se usa en la memoria descriptiva y en las reivindicaciones, la forma singular de "un", "una", "el" y "la" incluyen referentes al plural, a menos que el contexto dicte claramente lo contrario.

Breve Descripción de las Figuras de la Invención La figura 1 es un diagrama esquemático de una modalidad de un sistema y un método para determinar la velocidad de propagación de aire en una instalación de frenos de tren, de acuerdo con los principios de la presente invención.: : La figura 2 es un diagrama esquemático de otra modalidad de un sistema y un método para determinar la velocidad de propagación de aire en una instalación de frenos de un i tren, de acuerdo con los principios de la presente invención. : La figura 3 es un diagrama esquemático de otra ^modalidad más de un sistema y un método para determinar la velocidad de propagación de aire en una instalación de frenos de tren, de acuerdo con los principios de la presente invención La figura 4 es un diagrama esquemático de otra ;modalidad de un sistema y un método para determinar la velocidad de propagación de aire en una instalación de frenos de tren, de acuerdo con los principios de la presente invención; y La figura 5 es un diagrama esquemático de otra modálidad más de un sistema y un método para determinar la velocidad de propagación de aire en una instalación de frenos dé trén, de acuerdo con los principios de la presente invención.

Descripción Detallada de la Invención Para los fines de la descripción que sigue, los términos "extremo", "superior", "inferior", "derecha", "izquierda", "vertical", "horizontal", "superior", "inferior", "lateral", "longitudinal" y sus derivados, se deben relacionar con la invención cuando está orientada como en las figuras de los dibujos. Sin embargo, se debe entender que la invención puede asumir varias variaciones alternativas y varias secuencias de pasos, excepto cuando se especifique expresamente lo contrario. También se debe entender que los dispositivos y los procesos específicos ilustrados en los dibujos adjuntos, y descritos en la memoria descriptiva que sigue, simplemente son modalidades de ejemplo de la invención. Por consiguiente, no se deben considerar' como limitaciones las dimensiones específicas ni otras características físicas relacionadas con las modalidades descritas aquí.

La presente invención está dirigida a un sistema 10 para determinar la velocidad de propagación de aire a través de una instalación de frenos BA controlada neumáticamente, :de un tren T. La instalación de frenos BA incluye un controládor C para ajustar la presión de aire del aire trasmitido a través de la tubería de frenos BP. La tubería de frenos BP se extiende desde una locomotora de frente o delantera LL, a un carro de ferrocarril de cola RR. La instalación de frenos BA del tren T incluye los componentes necesarios ' para interactuar efectivamente y frenar el tren T en una variedad de situaciones y aplicaciones. Consecuentemente, la instalación de frenos BA puede incluir una o más válvulas de freno BV (y/o cilindros de freno) , asi como los depósitos, sensores, válvulas, componentes, aditamentos que sean necesarios, y demás unidades que se conocen en la técnica y en la industria de los ferrocarriles.

Como se discutió más arriba, y como se sabe, bajo condiciones de operación normales, la tubería de frenos BP es modulada únicamente desde el frente del tren T, por medio del controlador C de la instalación de frenos BA. La reducción de presión en la tubería de frenos BP es una señal a cada una de las válvulas de freno BV de cada carro de ferrocarril RC, para que la use para controlar la fuerza de frenado en cada carro de ferrocarril RC. Además, los niveles mayor de reducción de presión en la tubería de freno BP indican una demanda de una fuerza mayor de frenado en cada carro de ferrocarril RC, a través de la válvula de frenos de airé BV y el cilindro de frenos, localizados en cada carro de ferrocarril RC. También como se discutió más arriba, la reducción de presión en la tubería de frenos BP a una tasa de servicio, indica que la válvula de freno BV de cada carro de ferrocarril RC va a operar en el modo de servicio normal; sin embargo, si la reducción de presión en la tubería de frenos BP sobrepasa esta tasa de servicio, la válvula de freno BV en cada carro de ferrocarril RC opera en el modo de emergencia. Este modo de emergencia no solamente puede crear una fuerza de frenado sobre ese carro de ferrocarril RC particular, en el que está colocada, sino que también ventila localmente la tubería de frenos BP para ayudar a la propagación de la reducción de presión en el frenado de emergencia del tren T.

Consecuentemente, el sistema 10 de la presente ' invención es útil en relación con la instalación de frenos BA controlada neumáticamente, descrita más arriba, de un tren T; y está ilustrado esquemáticamente en varias modalidades preferidas y no restrictivas, en las figuras 1 a 5. Sin embargo, se debe entender que la presente invención es igualmente útil en relación con una variedad de sistemas de frenos controlados u operados neumáticamente, que son usados en relación con otros vehículos, el tránsito y aplicaciones similares. Además, la presente invención provee aspectos y funciones adicionales con respecto a validar los datos de posición y determinar la condición de la longitud precisa del tren.

Una modalidad preferida y no restrictiva del sistema 10 de la presente invención está mostrada en la figura 1. En particular, el sistema 10 incluye un dispositivo delantero 12, situado en o cerca de la locomotora del frente :LL (o algún otro carro de ferrocarril RC delantero) . Este dispositivo delantero 12 está programado, adaptado o configurado para asociar primeros datos de tiempo 14 con primeros datos de presión de aire 16; donde estos primeros datos de presión de . aire 16 son percibidos en una o más de las válvulas de frenos BV (o cilindros de frenos),; o el controlador C, en la instalación de frenos: BA. Independientemente, el dispositivo delantero 12 es ; 'utilizado para asociar datos de tiempo, datos de presión desairé y la posición en el frente del tren T, o desde la posición' en la que está implementada la diferencia de presión.

El sistema 10 incluye también un dispositivo trasero 20, situado en o cerca del carro de ferrocarril de cola RR. De nuevo, si bien en esta modalidad preferida y no restrictiva el carro de ferrocarril de cola es una posición preferida par.a colocar el dispositivo trasero 20, este dispositivo trasero 20 también puede estar situado en varias posiciones o lugares en cualquiera de los carros de ferrocarril RC del tren T. Además, y como con el dispositivo delantero 12, el dispositivo trasero 20 está programado, adaptado o configurado para asociar segundos datos de tiempo 22 con segundos datos de presión de aire 24, donde estos segundos datos de presión de aire son percibidos en la tubería de frenos BP de la segunda posición 26. Además, y como con la primera posición 18, la segunda posición 26 se puede escoger para que sea adecuada a la aplicación particular, y puede ser el último carro de ferrocarril RC o un carro de ferrocarril RC intermedio.

También, y como se ilustra en la figura 1, el sistema 10 incluye además un dispositivo de control 28; y este dispositivo de control 28 está programado, adaptado o configurado para determinar datos 30 de propagación de aire, basados, por lo menos parcialmente, en los primeros datos de tiempo 14, los primeros datos de presión de aire 16, la primera posición 18, los segundos datos de tiempo 22:, los segundos datos de presión de aire 24, la segunda posición 26, o cualquier combinación de ellos. En una modalidad preferida y no restrictiva, estos datos de propagación de ; aire comprenden la velocidad de propagación de aire a través: de la tubería de frenos BP.

En la modalidad preferida y no restrictiva de la figura 2, un controlador de a bordo (OBC) está localizado en la locomotora del frente LL. Este controlador de a bordo OBC está en comunicación con el dispositivo delantero 12, el dispositivo trasero 20, el dispositivo de control 28, el controlador C de la instalación de frenos, o cualquier combinación de ellos. Alternativamente, el controlador de a bordo OBC está integrado con, o toma el lugar de, el dispositivo de control 28. Como consecuencia, el controlador de a bordo OBC puede ser provisto con los primeros datos de tiempo 14, los primeros datos de presión de aire 16, la primera posición 18, los' segundos datos de tiempo 22, los segundos datos de presión de aire 24 y/o la segunda posición 26, para usarlos en calcular o determinar los datos de propagación de aire 30, tales como la velocidad de propagación de aire a través de la tubería de frenos BP.

En otra modalidad, el controlador de a bordo OBC recibe los datos 30 de propagación de aire de los diversos componentes señalados arriba, en el sistema 10. Luego el controlador de a bordo OBC puede usar algunos de estos [ datos de propagación de aire, o todos (o cualquiera de los primeros datos de tiempo 14, los primeros datos de presión de aire 16, la primera posición 18, los segundos datos de tiempo 22, los segundos datos de presión de aire 24 y/o la segunda posición 26) a fin de entrar en determinaciones y cálculos adicionales y ulteriores. Por ejemplo, el controlador de a bordo OBC puede usar cualquiera de estos datos en la determinación de la operación de uno o más de los componentes de la instalación de frenado BA, los datos del tiempo de : fijación, los datos de la fuerza de frenado, los datos de la distancia a que se detiene, los datos de frenado predictivo, o cualquier combinación de ellos. Como se discutió más atrás, se puede usar la velocidad de propagación de aire en los algoritmos de frenado predictivo de a bordo para ese tren particular T. Por lo tanto, en lugar de utilizar valores conservadores o especificados, se puede usar la velocidad real de propagación de aire para proveer un modelo de frenado predictivo más preciso.

Como se discutió, se obtienen los primeros datos de tiempo 14 del dispositivo delantero 12, y se obtienen los segundos datos de tiempo 22 del dispositivo trasero 20. Además, se pueden determinar los primeros datos de presión de aire 16 y/o los segundos datos depresión de aire 24 mediante el uso de un sensor 32, que está en comunicación de fluido con uno o más de los componentes de la instalación de frenos BA, tal como la válvula de frenos BV, la tubería de frenos BP, el cilindro de frenos, el controlador C o cualquier otra porción o sección de la instalación de frenado BA. La percepción de estos datos de presión de aire 16, 24, puede ser directa o indirecta, y puede ocurrir en cualquier ubicación adecuada y en relación con cualquier componente de la instalación de frenado BA. Consecuentemente, el sensor 32 puede tener la forma de un sensor de presión, un sensor de fluido, un medidor de fluido, u otros similares. ; En otra modalidad preferida y no restrictiva, el dispositivo delantero 12 y/o el dispositivo trasero 20 pueden tener la forma de un dispositivo posicionador,. una instalación de sistema de información geográfica, un dispositivo de sistema posicionador global, un dispositivo controlador de tiempo, un dispositivo medidor de tiempo, un dispositivo de comunicación con- satélite, u otros similares. Por ejemplo, en una modalidad, el dispositivo delantero 12 y el dispositivo trasero 20 tienen la forma de un receptor 34 de sistema posicionador global (como se ve en la figura 2).

Cada receptor 34 de sistema posicionador global de preferencia incluye una salida en serie y está programado, adaptado o configurado para crear una marca de tiempo o un sello de tiempo. Este sello de tiempo es creado por el dispositivo delantero 12 y por el dispositivo trasero 20, como parte de los primeros datos de tiempo 14 y los segundos datos de tiempo 22.

En esta modalidad preferida y no restrictiva, los datos de propagación de aire 30 incluyen la velocidad de propagación de aire, que se determina correlacionando la presión en la parte frontal del tren T y en la parte posterior del tren T, usando la función de tiempo del receptor de GPS 34, junto con una observación (o percepción) precisa del cambio de presión entre el frente del tren T y la cola del tren T. En particular, el dispositivo delantero 12 podría ser usado para establecer un reloj interno. De manera similar, el dispositivo trasero 20 también establecería o iniciaría un reloj interno, basado en el tiempo del GPS, y también estaría programado, adaptado o configurado para registrar el tiempo actual, cuando la presión alcance un punto fijo específico. De esta manera, se podría determinar y usar la velocidad de propagación de aire, como se discutió más arriba, en una variedad de aplicaciones, por ejemplo, la actualización de algoritmos de frenado y las fórmulas de predicción.

En otra modalidad preferida y no restrictiva, y como se ilustra en forma esquemática en la figura 3, los primeros datos de presión de aire 16 pueden tener la forma de múltiples primeras presiones de aire, y los primeros datos de tiempo 14 tendrían la forma de múltiples primeros sellos de tiempo, según los establece el dispositivo delantero 12. Cada uno de estos primeros sellos de tiempo estaría asociado con una primera presión de aire respectiva, de las múltiples primeras presiones de aire especificadas. Por ejemplo, estas primeras presiones de aire pueden ser establecidas a un incremento específico, tal como entre alrededor de 1 y alrededor de 10 psi (alrededor de 6.89 kPa y alrededor de 68.94 kPa) . Estos incrementos, o puntos fijos predefinidos, serían usados por el dispositivo trasero 20, de manera que los segundos datos de presión de aire 24 incluirían múltiples segundas presiones de aire que son sustancialmente iguales a las primeras presiones de aire. De manera similar, los segundos datos de tiempo incluyen múltiples segundos sellos de tiempo, fijados por este dispositivo trasero 20; y estos segundos sellos de tiempo están asociados con una segunda presión de aire respectiva de las múltiples segundas presiones de aire especificadas. En operación, el dispositivo trasero 20 establecería un reloj interno (tal como mediante el uso del tiempo del GPS) , y luego registraría el tiempo actual (los segundos datos de tiempo) cuando cayó la presión a través de los mismos puntos fijos predefinidos, es decir, las presiones de aire primera y segunda correspondientes. [ En esta modalidad, los datos de propagación de aire en la forma de la velocidad de propagación de aire, que se determinan comparando uno o más de los primeros sellos de tiempo con uno o más de los segundos sellos de tiempo, respectivamente, para una presión de aire respectiva de las presiones de aire primera y segunda percibidas, sustancialmente equivalentes. Estos incrementos : o puntos fijos pueden ser constantes o pueden ser comunicados entre el dispositivo delantero 12 y el dispositivo trasero 20, |a fin de permitir flexibilidad adicional en el sistema. Además, estos puntos fijos o incrementos podrían ser seleccionados de acuerdo con la velocidad del tren, la necesidad de información de frenado más precisa, de acuerdo con un programa establecido y/o con base en el tiempo én que se calculó por última vez el algoritmo de frenado.

En otra modalidad, se podrían correlacionar los primeros datos de tiempo 14 y/o los segundos datos de tiempo 22 entre el dispositivo delantero 12 y el dispositivo trasero 20; donde se trasmite el tiempo del extremo frontal (primeros datos de tiempo 14) al dispositivo trasero 20, y ocurre una confirmación a través del tiempo de extremo trasero (segundos datos de tiempo 22) que se trasmite en un mensaje de cola a frente. Se podría usar el retardo del viaje 'de ida y vuelta para estimar el tiempo calibrado en el dispositivo trasero 20, o sea, los segundos datos de tiempo 22.

Como se discutió más atrás, en ciertas situaciones, y cuando la válvula de frenos BV entre en el',' modo de "emergencia", no únicamente crea una fuerza de frenado !en ese carro de ferrocarril RC particular, sino que también abre la tubería de frenos BP localmente para ayudar a la propagación de la señal de producción de la tubería de frenos.; Sin embargo, pueden ocurrir aplicaciones indeseables de frenado de emergencia si una válvula de frenos BV entra en este modo sin ninguna activación intencional a través de la tubería de frenos BP. Cuando ocurre esto, y como se discutió antes, todo el tren T entra en el estado de frenado de emergencia, a medida que se propaga la señal a través de la tube.ría de frenos BP, tanto hacia el frente como hacia atrás desde el dispositivo (la válvula de frenos BV) que activó primeramente la emergencia. Como consecuencia, la presente invención provee una funcionalidad única e innovadora para ayudar a que el ferrocarril identifique una válvula de frenos BV defectuosa que fue causa de la emergencia indeseada.

En particular, y como se ilustra en la figura 4, una válvula de frenos BV en uno de los carros de ferrocarril RC intermedios, ha fallado, propagando asi esta señal de frenado de "emergencia" tanto hacia el frente cuanto hacia atrás del tren T. Sin embargo, cuando el sistema 10 de la presente invención está implementado, se puede usar los primeros datos de tiempo 14 y los segundos datos de tiempo 22 (en correlación y asociación con los primeros datos de presión de aire 16 y los segundos datos de presión de aire 24) para determinar la ubicación probable en que se originó el evento; o sea, la posición de la válvula de frenos BV defectuosa. Por ejemplo, esto puede ocurrir mediante el uso de un sello de tiempo a una presión especifica y dada, entre el frente del tren T y la cola del tren T.

En otra modalidad más, preferida y no restrictiva, · de la presente invención, se coordinan los datos de posición 36, tales como los datos que se proveen a través de un sistema GPS (por ejemplo, los receptores GPS 34), con los primeros datos de tiempo 14 y/o los segundos datos de tiempo 22, tales como el sello de tiempo de GPS. Esta coordinación y esta determinación pueden ser usadas para validar la información y los datos de la posición de la cola del tren en' cualquier tiempo dado especifico, a fin de permitir medicines precisas de la longitud del tren, comparando la posición déí Trente con la de la cola. Aún más: los retardos en proveer los datos de posición 36 desde el dispositivo de cola del tren, tal como el dispositivo trasero 20 y el receptor 34 de GPS, etc., por el medio de radio frecuencia y hacia el sistema de control del tren, por ejemplo, el controlador de a bordo OBC, puede conducir a incertidumbre de la posición real de la cola del tren. Esto conduce a incertidumbre en la longitud real del tren T. El sistema 10 de la presente invención soluciona este inconveniente al determinar y validar la posición de la cola del tren. En particular, la posición de la cola del tren (o los datos de posición 36) también se pueden validar con un sello de tiempo para garantizar al controlador de a bordo OBC que la información de posición es oportuna, verificada, y puede confiarse en ella para usarla en el control efectivo del tren.

De esta manera, la presente invención provee un sistema 10 y un método para determinar datos de propagación de aire 30 en una instalación de frenado BA de un tren T, que puede ser usado relacionado con una variedad de determinaciones hechas en el sistema de control del tren, tal' como un algoritmo de frenado predictivo (PBA) . Además, el sistema 10 y el método de la presente invención pueden ser usados para determinar los retardos de comunicación (CD) para implementación posterior en la determinación dé ciertos algoritmos y cálculos de frenado predictivo, y en información de la posición del tren. También el sistema 10 y ' el método de la presente invención pueden ser usados en correlacionar datos de posición 36 con datos de tiempo apropiados e información para verificar esta información de . posición. Consecuentemente, la presente invención provee un sistema innovador 10 y un método que llevan a una información más precisa para usarla en una variedad de sistemas y subsistemas de control y frenado del tren.

Si bien se ha descrito con detalle la invención para fines ilustrativos, con base en lo que actualmente se considera que son las modalidades más prácticas y preferidas, se debe entender que tales detalles únicamente tienen ese propósito y que no está limitada la invención a las modalidades descritas sino que, por lo contrario, se pretende que cubran las modificaciones y las instalaciones equivalentes que estén dentro del espíritu y alcance de las reivindicaciones adjuntas. Por ejemplo, se debe entender que la presente invención contempla que, en la medida de lo posible, se puedan combinar uno o más aspectos de cualquier modalidad con uno o más aspectos de cualquier otra modalidad.

Claims (20)

REIVINDICACIONES

1. - Un sistema para determinar la velocidad de propagación de aire a través de una instalación de frenado de un tren, controlada neumáticamente; teniendo la instalación de frenado un controlador para ajustar la presión de aire del aire trasmitido a través de una tubería de frenos desde una locomotora frontal hasta un carro de ferrocarril de cola; donde el sistema comprende: un dispositivo delantero, situado en la- locomotora del frente y configurado para asociar primeros datos de tiempo con primeros datos de presión de aire, percibidos en la tubería de frenos en una primera posición; un dispositivo trasero, situado en el carro de ferrocarril de cola y configurado para asociar segundos datos de tiempo con segundos datos de presión de aire, percibidos en la tubería de frenos en una segunda posición; y un dispositivo de control, configurado para determinar los datos de propagación de aire, con base, por lo menos parcialmente, en al menos uno de los siguientes: primeros datos de tiempo, primeros datos de presión de airé, la primera posición, segundos datos de tiempo, segundos datos de presión de aire, la segunda posición, o cualquier combinación de ellos.

2, El sistema de la reivindicación 1, que comprende además un controlador de a bordo en la locomotora frontal; el controlador de a bordo está en comunicación con por lo menos uno de los siguientes: el dispositivo delantero, el dispositivo trasero, el dispositivo de control el controlador de la instalación de frenado, o cualquier combinación de ellos.

3. - El sistema de la reivindicación 2, en el que el controlador de a bordo recibe los datos de propagación de aire; el controlador de a bordo está configurado además para determinar por lo menos uno de los siguientes: la operación de por lo menos un componente de la instalación de frenado; la actualización de los datos de tiempo, los datos de la fuerza de frenado, los datos de la distancia a que se detiene, los datos de frenado predictivos, o cualquier combinación de ellos.

4. - El sistema de la reivindicación 1, en el que por lo menos uno de entre el dispositivo delantero y el dispositivo trasero comprende por lo menos uno de los siguientes: un dispositivo posicionador , una instalación del sistema de información geográfica, un dispositivo del sistema de posicionamiento global, un dispositivo de control de tiempo, un dispositivo de medición de tiempo, un dispositivo de comunicación con satélite, o cualquier combinación de ellos.

5. - El sistema de la reivindicación 1, en el que por lo menos uno de entre el dispositivo delantero y el dispositivo trasero comprende un receptor del sistema de posicionamiento global, que tiene una salida en serie y está configurado para crear un sello de tiempo.

6. - El sistema de la reivindicación 1, en el que los primeros datos de presión de aire comprenden una pluralidad de primeras presiones de aire; y los primeros datos : de tiempo comprenden una pluralidad de primeros sellos dé tiempo, fijados por el dispositivo delantero; cada uno de la pluralidad de primeros sellos de tiempo está asociado con una primera presión de aire respectiva de la pluralidad de primeras presiones de aire.

7. - El sistema de la reivindicación 6, en el que la pluralidad de primeras presiones de aire comprende una pluralidad de primeras presiones de aire, establecidas a un incremento especifico.

8. - El sistema de la reivindicación 7, en el que el incremento especifico está entre alrededor de 1 y alrededor de 10 psi (alrededor de 6.89 y alrededor de 68.94 kPa) .

9. - El sistema de la reivindicación 6, en el que los segundos datos de presión de aire comprenden una pluralidad de segundas presiones de aire sustancialmente iguales1 a la respectiva pluralidad de primeras presiones de aire; y los segundos datos de tiempo comprenden una pluralidad de segundos sellos de tiempo establecidos por el dispositivo trasero; cada uno de la pluralidad de segundos' sellos de tiempo está asociado con una segunda presión de [ aire respectiva de la pluralidad de segundas presiones de aire.

10. - El sistema de la reivindicación 9, en él que se determinan los datos de propagación de aire comparando por lo menos un sello respectivo de la pluralidad de primeros $ellos de tiempo con un sello respectivo de la pluralidad de segundos sellos de tiempo, para una presión respectiva de las presiones de aire primera y segunda, equivalentes.

11. - El sistema de la reivindicación 1, en el que los primeros datos de presión de aire y los segundos datos de presión de aire son al menos uno de los determinados y comunicados entre el dispositivo delantero y el dispositivo trasero.

12. - El sistema de la reivindicación 1, en el que el dispositivo trasero trasmite por lo menos una porción de segundos datos de tiempo al dispositivo delantero, a por lo menos una de las siguientes: una base establecida, una base predeterminada, una base configurada, una base continua, una base dinámica, una base periódica, o cualquier combinación de ella .

13. - El sistema de la reivindicación 1, en el que se utiliza por lo menos una porción de los primeros datos de tiempo o por lo menos una porción de los segundos datos de tiempo para determinar los datos de posición.

14. - El sistema de la reivindicación 1, en el que se utiliza por lo menos una porción de los primeros' datos de tiempo o por lo menos una porción de los segundos datos de tiempo para determinar los datos de verificación.

15. - El sistema de la reivindicación 1, en el que los datos de propagación de aire comprenden la velocidad de propagación del aire.

16. - Un método implementado en computadora, para determinar la velocidad de propagación de aire a través de una instalación de frenado controlada neumáticamente, jen un tren; teniendo la instalación de frenado un controlador para ajustar la presión de aire del aire trasmitido a través de una tubería de frenos desde una locomotora frontal hasta un carro de ferrocarril de cola; el método, implementado én por lo menos una computadora, tiene un medio legible por computadora, con instrucciones de programa en él, que, cuando se implementa mediante un procesador de la al menos una computadora, hace que el procesador: reciba datos de un dispositivo delantero, situado en la locomotora del frente, y primeros datos de tiempo ; asociados con primeros datos de presión de aire, percibidos en el tubo de frenos, en una primera posición; reciba datos de un dispositivo trasero, situado en el carro de ferrocarril de cola y segundos datos de tiempo asociados con los segundos datos de presión de aire percibidos en la tubería de frenos, en una segunda posición; y determina los datos de propagación de aire con base, al menos parcialmente, en por lo menos uno de los siguientes: primeros datos de tiempo, primeros datos de presión de aire, la primera posición, segundos datos de tiempo, segundos ;datos de presión de aire, la segunda posición, o cualquier combinación de ellos.

17. - El método de la reivindicación 16, en el que los primeros datos de presión de aire comprenden una pluralidad de primeras presiones de aire y los primeros datos de tiempo comprenden una pluralidad de primeros sellos de tiempo, establecidos por el dispositivo delantero; cada uno de la pluralidad de primeros sellos de tiempo está asociado con una presión respectiva de la pluralidad de primeras presiones de aire .

18. - El método de la reivindicación 17, en el que los segundos datos de presión de aire comprenden una pluralidad de segundas presiones de aire, sustancialmente iguales; a la respectiva pluralidad de primeras presiones de aire, y los segundos datos de tiempo comprenden una pluralidad de segundos sellos de tiempo, establecidos por el dispositivo trasero; cada uno de la pluralidad de segundos sellos de tiempo está asociado con una presión respectiva de una pluralidad de segundas presiones de aire.

19. - Un aparato para determinar la velocidad de propagación de aire en una instalación de frenado controlada neumáticamente en un tren; teniendo la instalación de frenado un controlador para ajustar la presión de aire del aire trasmitido a través de una tubería de frenos desdé una locomotora del frente hasta un carro de ferrocarril de cola; donde el aparato comprende: medios para asociar primeros datos de tiempo con primeros datos de presión de aire percibida en la tubería de frenos en una primera posición. medios para asociar segundos datos de tiempo con segundos datos de presión de aire percibida en la tubería de frenos en una segunda posición; y medios para determinar los datos de propagación de aire, basados por lo menos parcialmente en por lo menos uno de los siguientes: primeros datos de tiempo, primeros datos de presión de aire, la primera posición, segundos datos de tiempo, segundos datos de presión de aire, la segunda posición, o cualquier combinación de ellos.

20.- El aparato de la reivindicación 19, en el que los primeros datos de presión de aire comprenden una pluralidad de primeras presiones de aire, y los primeros datos de tiempo comprenden una pluralidad de primeros sellos de tiempo establecidos por el dispositivo delantero; cada uno de la pluralidad de primeros sellos de tiempo está asociado con una presión respectiva de la pluralidad de primeras presiones de aire; y donde los segundos datos de presión de aire comprenden una pluralidad de segundas presiones de iaire, sustancialmente iguales a la respectiva pluralidad de primeras presiones de aire; y los segundos datos de tiempo comprenden una pluralidad de segundos sellos de tiempo establecidos por el dispositivo trasero; cada uno de la pluralidad de segundos sellos de tiempo está asociado con una presión respectiva de la pluralidad de segundas presiones de aire .