SISTEMA DE DETERMINACION AUTOMATICA DE CARACTERISTICAS DE FRENADO DE EMERGENCIA DE UN VEHICULO DE TRANSPORTE COMUN, PARTICULARMENTE DE FERROCARRIL
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona con un sistema de determinación automática de características de frenado de urgencia de un vehículo de transporte común, especialmente un ferrocarril . Es conocido en este campo de actividad, que la seguridad de los pasajeros es una preocupación constante. En particular, estos vehículos de transporte deben presentar las características predeterminadas de frenado de emergencia . Los constructores y los usuarios de este tipo de equipos, de esta manera, son llamados a controlar periódicamente que estos vehículos y de frenado funcionen correctamente . En el estado del arte, esto es realizado efectuando pruebas o pruebas en los vehículos, que son luego conducidos desplazándose sobre las bases de pruebas donde las características particularmente de configuración del terreno, son conocidas . Una base . de pruebas es luego marcada por dos referencias físicas remarcables que delimitan una distancia
Ref.: 156450 máxima de detención predeterminada que debe cumplir el vehículo durante el frenado. Esta distancia máxima es también llamada umbral de aceptabilidad. El vehículo es luego conducido desplazándose en dicha base de prueba a su velocidad nominal . Dos operadores son embarcados a bordo del vehículo, uno conduce el vehículo y el otro vigila el paso del vehículo delante de la primera referencia, para alertar al conductor con el fin de que, en el que el vehículo pasa delante de esta referencia, el conductor activa el freno de emergencia del vehículo y activa además los medios de impulso correspondientes con el fin de accionar los medios de frenado del vehículo. El frenado es, por lo tanto, mantenido hasta la detención completa del vehículo. Un acelerómetro del tipo mecánico se embarcará a bordo del vehículo de tal modo de entregar las informaciones relativas a la desaceleración instantánea del vehículo durante esta fase. Un vez que el vehículo se detiene, el operador verifica el lugar donde el vehículo se detuvo y en particular, la posición relativa comparada con la segunda referencia. Si el vehículo se detiene después de la segunda referencia, es decir, más allá de este, se considera que dicho vehículo presenta un mal funcionamiento del frenado. Por el contrario, si el vehículo se detiene antes de la segunda referencia marca, es decir, antes de esta, el operador mide la distancia entre el vehículo y la segunda referencia, para deducir una distancia de detención del vehículo basado en que la distancia entre las dos referencias es conocida. Operaciones diferentes son a continuación realizadas manualmente por dicho operador, que puede realizar las correcciones a la distancia de detención calculada para tener en cuenta particularmente la configuración del terreno de la base de pruebas . Igualmente, el operador es llevado a calcular un tiempo de respuesta en la desaceleración del vehículo. La distancia de detención calculada y eventualmente corregida, es igualmente comparada por el operador con un umbral de aceptabilidad predeterminado por el vehículo referido y la base de prueba a que se refiere, con el fin de determinar si el vehículo presenta o no un mal funcionamiento en el frenado. De la misma manera, el operador analiza el aspecto de la curva de desaceleración y particularmente los tiempos de aumento y disminución del frenado. Estas diferentes informaciones y los resultados de las pruebas, al igual que las informaciones del medio ambiente, tales como, por ejemplo, aquellas relativas a las condiciones meteorológicas en el momento de prueba, el apellido del operador, la fecha, el número del vehículo, etcétera, son a continuación consignados en un procedimiento verbal .
Sin embargo, se reconoce que esto presenta ciertos inconvenientes . En efecto, estos procedimientos son relativamente pesados y fastidiosos de implementar y requieren una logística importante. Además, es necesario embarcar a bordo del vehículo, un acelerómetro y de asegurarse de su implementación. La distancia de detención es medida y calculada de manera manual por el operador. Finalmente, los riesgos de error en la implementación de tales métodos, no son despreciables en relación con el hecho de que el accionamiento de los medios de activación del frenado de emergencia, que realiza manualmente el conductor del vehículo bajo la orden del operador que debe el mismo estimar visualmente el paso del vehículo frente a la primera referencia. Todo esto resulta en el hecho que los métodos tienen problemas de reproducción y seguimiento de las pruebas . De esta manera, el objetivo de la invención es resolver dichos problemas . Para este efecto, la invención tiene por objetivo un sistema de determinación automática de las características de frenado de emergencia de un vehículo de transporte común, particularmente un ferrocarril, que comprende medios de medición de la velocidad del vehículo, medios de medición de la distancia recorrida por este y los medios de activación de un frenado de emergencia del vehículo, caracterizado porque este sistema comprende los medios de detección de la activación de los medios de activación del frenado de emergencia del vehículo y medios de detección de la detención del vehículo, adaptados para activar/desactivar el funcionamiento de los medios de obtención de la información de la velocidad y de la distancia recorrida por el vehículo durante el período que transcurre entre la activación de los medios de activación del frenado de emergencia y la detención del vehículo y los medios de análisis de dichas informaciones para entregar a los medios una información de la distancia recorrida por el vehículo durante dicho período y una información del tiempo de respuesta de los medios de frenado del vehículo, consecutivamente con la activación de los medios de frenado de emergencia. De acuerdo con otras características : los medios de análisis están adaptados para entregar, además, una información de la desaceleración instantánea del vehículo durante dicho período de tiempo; - los medios de análisis están adaptados para entregar cada característica o parámetro de frenado en tiempo real; los medios de análisis están adaptados para entregar cada característica de frenado en tiempo diferido;
- los medios de análisis comprenden también medios de corrección de la información de la distancia recorrida por el vehículo determinada a partir de las informaciones entregadas por los medios de obtención, para tener en consideración el tiempo de reacción de los medios de obtención; - los medios de análisis comprenden los medios de afinamiento de la información de la desaceleración del vehículo ; - los medios de afinamiento comprenden los medios de filtro de la ventana o puerto temporal deslizante; - los medios de análisis comprenden los medios de cálculo de la información del tiempo de respuesta de los medios de frenado de acuerdo con la relación te = tr + tt/2 donde te representa el tiempo de respuesta, tr representa el tiempo transcurrido entre el comienzo del frenado hasta que la desaceleración del vehículo alcance 10% del valor de la desaceleración en régimen estable y tt representa el tiempo transcurrido desde que comienza el frenado hasta que la desaceleración del vehículo alcanza un 90% del valor de la desaceleración en régimen estable; los medios de análisis comprenden medios de comparación de cada característica de frenado entregada a las correspondientes distancias predeterminadas y las condiciones de prueba predeterminadas, un tipo de vehículo predeterminado y una configuración de terreno de prueba predeterminada, las distancias están almacenadas en los medios de memoria asociados a los medios de análisis . La invención será comprendida mejor a partir de la lectura de la descripción que se describe a continuación, realizada únicamente a título de ejemplo y con referencia a las figuras adjuntas, en donde: - la Figura 1 representa un esquema sinóptico que ilustra la estructura general de un sistema de determinación de acuerdo con la invención; - la Figura 2 representa un diagrama de flujo que ilustra una fase de obtención de la información de la implementación en un sistema de determinación de acuerdo con la invención; - la Figura 3 representa un diagrama de flujo que ilustra una fase de análisis de la información de la implementación en un sistema de acuerdo con la invención; la Figura 4 representa una curva de desaceleración instantánea de un tren que permite ilustrar el cálculo de un tiempo de respuesta de los medios de frenado del mismo; - las Figuras 5 y 6 representan las curvas de desaceleración instantánea antes (Figura 5) y después (Figura 6) del afinamiento de las informaciones correspondientes y - la Figura 7 representa un ejemplo de presentación de los resultados de un prueba de un vehículo.
En efecto, representado en la Figura 1, se encuentra un sistema de determinación automática de características de frenado de emergencia de un vehículo de transporte común, particularmente un ferrocarril. De manera tradicional, un vehículo de este tipo, comprende los medios de medición de la velocidad del vehículo, designado por la referencia general 1, los medios de medición 2 de la distancia recorrida por este y los medios 3 de activación de un frenado de emergencia del vehículo para activar los medios de frenado de este, designados por la referencia general 4. Los medios de medición de la velocidad comprenden, por ejemplo, un contador de la velocidad, medios de medición de la distancia recorrida comprenden, por ejemplo, un cuenta kilómetro y los medios de detención comprenden, por ejemplo, un botón de frenado de emergencia activable por el conductor del vehículo, de manera tradicional. Los diferentes elementos, por ejemplo, están conectados a una primera unidad de procesamiento de la información designada por la referencia general 5 y comprenden, cualquier calculadora apropiada, designado por la referencia general 6 , asociada a los medios de almacenamiento de las distancias designados por la referencia general 7. Estos diferentes elementos son embarcados a bordo de un vehículo y la unidad de procesamiento de la información es, por ejemplo, adaptada para administrar el funcionamiento de este vehículo a partir de las diferentes informaciones producidas por los sensores y de otros elementos de entrada de la información embarcados a bordo del vehículo. Dicha unidad de procesamiento de la información 5, está igualmente asociada a los medios, designados por la referencia general 8, de transmisión de la información hacia los instrumentos designada por la referencia general 9. Con este propósito, la unidad de procesamiento de la información 5 está asociada a los medios de interfases designadas por la referencia general 10, entre dicha unidad y una conexión no especificada de transmisión de la información designada por la referencia general 11. Esta conexión puede, por ejemplo, estar hecha y asegurada por medio de conductores u otros medios . El instrumento 9 igualmente comprende los medios de interfaz correspondientes 12, asociados a los medios 13 formando un tapón ("buffer") de entrada, conectada igualmente a una segunda unidad de procesamiento de la información designada con la referencia general 14. Dicha unidad de procesamiento de la información 14, comprende, por ejemplo, igualmente cualquier calculadora apropiada designada por la referencia general 15 , asociada a los medios de almacenamiento de los datos designados por la referencia general 16, a los medios que forman la interfaz de utilización designada por la referencia general 17 y comprenden, por ejemplo, de manera tradicional, los medios de visualizacion de la información y los medios de entrada o registro de la información por el usuario. También se observará que una impresora designada por la referencia general 18, puede estar asociada a esa unidad de procesamiento de la información 14. Por último, dicha unidad de procesamiento de la información 14 puede estar asociada, igualmente, a los medios 19 de almacenaje de la información de configuración de base de prueba del vehículo y de las distancias de prueba predeterminadas, que serán descritas en detalle a continuación. De hecho, el sistema descrito comprende los medios de detección de la activación de los medios 3 de puesta en funcionamiento del frenado de emergencia del vehículo y los medios de detección de la detención de este, que son adaptados por la activación/desactivación del funcionamiento de los medios de obtención de la información de la velocidad y de la distancia recorrida por el vehículo durante el periodo que transcurre entre dicha activación de los medios de puesta en marcha y de detención del vehículo y los medios de análisis de dicha información para entregar al menos una información de la distancia recorrida por el vehículo durante dicho periodo. De esta manera, por ejemplo, la detección de la activación de los medios de activación del frenado de emergencia del vehículo, designados por la referencia general 3 en dicha Figura 1, puede ser asegurada por la unidad de procesamiento de la información 5 , que por una parte accciona los medios de frenado 4 de este y por otra parte, activa el funcionamiento de los medios de obtención de la información de la velocidad y de la distancia recorrida, entregada por los medios correspondientes 1 y 2 , donde dichos medios de obtención están, por- ejemplo, formados por el instrumento 9. Dichas informaciones son en efecto transmitidas, por ejemplo, por la unidad de procesamiento de la información 5 a dicho instrumento 9, utilizando los medios de transmisión de la información 8 descritos precedentemente. Las informaciones correspondientes son entonces recibidas por los medios que forman un tampón ("buffer") de entrada 13 de la unidad 14 y después eventualmente almacenadas en los medios de almacenamiento de las distancias 16 previo al procesamiento. Dicha unidad 14 del instrumento 9 está adaptada, en efecto, para entregar la información de las características del frenado de emergencia del vehículo, como será descrito en mayor a continuación, a partir de la información obtenida desde la unidad de procesamiento 5. Como se muestra en la figura 2, un organigrama ilustra esta fase de obtención de la información. Esta fase de obtención comienza en una etapa designada por la referencia general 20 durante la cual la unidad 5, por ejemplo, atendida por el accionamiento de los medios 3 de puesta en funcionamiento o activación del frenado de emergencia del vehículo. Un vez que los medios son activados, las informaciones de las velocidades del vehículo y de la distancia recorrida, son adquiridas durante la etapa 21, por ejemplo, por las unidades 14. Esta obtención continúa mientras que el vehículo no esté detenido, es decir, mientras la velocidad del vehículo no es igual a cero, como la entregada durante de etapa 22. Bien comprendido, las características de frenado de emergencia adicionales pueden ser entregadas por la unidad de procesamiento 1 . En efecto, además de la información de la distancia recorrida por el vehículo durante la periodo de detención, los medios de análisis formados por el instrumento 9, pueden igualmente estar adaptados para entregar, además, una información de la desaceleración instantánea del vehículo durante este período de tiempo. Esta velocidad es entonces calculada a partir de las informaciones disponibles, por la unidad de procesamiento 14. Además, dichos medios de análisis pueden estar adaptados para entregar una información de los tiempos de respuesta de los medios de frenado del vehículo, consecutivamente con la activación de los medios de puesta en funcionamiento del frenado de emergencia.
La determinación de los tiempos de respuesta- será descrita en mayor detalle a continuación. Bien entendido, dichos medios de análisis pueden estar adaptados para entregar cada característica de frenado del vehículo en tiempo real o en tiempo diferido. Como se muestra en la Figura 3 , un organigrama ilustra el procesamiento implementado por la unidad 14 para entregar las informaciones . Dicho organigrama comienza por la fase 23 de determinación o de cálculo de las informaciones correspondientes, es decir, de distancia recorrida, de desaceleración instantánea y/o de los tiempos de respuesta de los medios de frenado, a partir de las informaciones registradas . Durante la etapa 24 , la unidad de procesamiento de la información 14 puede ser empleada para obtener las informaciones relativas a la configuración del terreno de la base de prueba, para aportar durante la etapa 25, las correcciones de los valores determinados o calculados, como será descrito con mayor detalle más adelante. Las informaciones relativas a la configuración de la base de prueba son, por ejemplo, almacenadas de los medios 19 asociados a la unidad 14. Durante la etapa 26, la unidad de procesamiento de la información 14 puede ser llevada a obtener las informaciones relativas a los valores correspondientes predeterminados, de las características de frenado, almacenados, por ejemplo, igualmente en los medios 19. Esto permite, por ejemplo, a la unidad de procesamiento 14 durante la etapa 27, comparar los valores entregados a los datos correspondientes predeterminados por un tipo de vehículo predeterminado y una configuración de la base de prueba predeterminada, estando dichas distancias igualmente almacenadas, por ejemplo, en los medios de memoria 19, con el fin de entregar en 28, un resultado relativo de esta comparación con eventualmente, una información relativa al hecho de que el vehículo y más particularmente los medios frenado de este, funcionan correctamente. Como una forma de contribución a la corrección de las características entregadas, se puede, por ejemplo, considerar una corrección de la información de la distancia recorrida por el vehículo, determinada a partir de las informaciones entregadas por los medios de obtención correspondientes para tener en cuenta los tiempos de reacción de dichos medios de obtención. En efecto se conoce que estos medios de obtención, en particular durante los cálculos, son puestos en funcionamiento y sus frecuencias son más o menos elevadas. Las obtenciones de los valores correspondientes son realizadas de este modo periódico ya que las informaciones pueden perderse, en particular en el momento de la activación del frenado de emergencia, si esto tiene lugar, por ejemplo, durante el ciclo de la calculadora, porque la obtención de información ocurrirá solamente en el ciclo siguiente. Por razones de seguridad, puede ser entonces deseable agregar a la distancia recorrida tal como fue calculada, la distancia máxima que el vehículo pudo haber recorrido durante en el ciclo del cálculo. Esto permite entonces tener un recuento de tiempo de reacción de los medios de obtención. Como se indicó precedentemente, los medios de análisis igualmente comprenden los medios que permiten entregar una información de los tiempos de respuesta de los medios de frenado consecutivamente a la activación de los medios de activación del frenado de emergencia. Esto es ilustrado, por ejemplo, en la Figura 4, la que representa una curva de desaceleración instantánea de un tren. Los medios de análisis comprenden entonces los medios de cálculo de la información de los tiempos de respuesta, de acuerdo con la relación: te = tr + tt/2 donde : te : representa el tiempo de respuesta; tr: representa el tiempo transcurrido entre el comienzo del frenado hasta que la aceleración del vehículo alcance un 10% del valor de desaceleración en régimen estable y tt : representa el tiempo transcurrido después del comienzo del frenado hasta que la desaceleración del vehículo alcanza un 90% del valor de la desaceleración en régimen estable . El valor de la desaceleración en régimen estable cuando puede entonces estar en promedio aritmético en los puntos de medición del modo nominal . Bien entendido, un cálculo diferente del cálculo descrito anteriormente puede ser visualmente para este tiempo de respuesta. El funcionamiento cíclico de las calculadoras puede igualmente ocurrir aunque la frecuencia de funcionamiento de aquellos es débil , de importantes variaciones durante la determinación de la desaceleración del vehículo de un ciclo de cálculo a otro. Entonces como se ha descrito en la figura 5, aparece entonces una curva que representa un fenómeno conocido como "dientes de sierra" unido a un período extenso de cálculos. Para resolver este problema, los medios de análisis pueden comprender medios de afinamiento de la información de desaceleración del vehículo y estos medios de afinamiento comprenden, por ejemplo, medios de filtrado de ventana temporal de manera tradicional . Esto permite entonces afinar la curva de desaceleración como se ilustra en la Figura 6.
Bien entendido, otros medios de afinamiento pueden ser visualizados. Finalmente, los resultados entregados durante la prueba, por ejemplo, de un vehículo particular, sobre una base de prueba particular y bajo las condiciones particulares, pueden ser comparados con las informaciones correspondientes y predeterminadas, almacenadas, por ejemplo, en los medios 19, como de ha descrito precedentemente. Estos medios de almacenamiento 19 contienen las informaciones predeterminadas de prueba para los elementos predeterminados . Puede ser entonces necesario aportar diferentes correcciones a los valores entregados para permitir una comparación coherente entre estas características de frenado entregadas por los medios de análisis descritos precedentemente y las distancias correspondientes predeterminadas por condiciones de prueba predeterminadas, un tipo de vehículo predeterminado y una configuración de terreno de prueba predeterminada . De esta manera, por ejemplo, puede aparecer como necesario realizar las correcciones ligado al hecho de que la velocidad del vehículo durante la prueba, no corresponde de hecho en nada a la velocidad de una prueba predeterminada cuyas características son registradas en estos medios de almacenamiento 19.
Bien entendido, los diferentes tipos de correcciones pueden ser visualizados. Como se ilustra en la Figura 7, se muestra un ejemplo de presentación de las diferentes informaciones y resultados obtenidos durante una prueba de un vehículo particular . Como se puede observar a través de esta Figura, la curva de desaceleración instantánea tal como se revela, está designada por la referencia general 29 en esta Figura, muestra diferentes informaciones relativas a las condiciones de prueba, tales como, por ejemplo, las condiciones meteorológicas, la velocidad, etc., las informaciones relativas al vehículo ensayado, la información de los tiempos de respuesta te designada por la referencia general 30 a través de esta Figura, las informaciones de la medición de la distancia de detención, designadas por la referencia general 31 y eventualmente sus correcciones, designadas por la referencia general 32, de conformidad con lo descrito precedentemente y a otras informaciones diferentes que permiten controlar el vehículo y en particular controlar que los medios de frenado del mismo, funcionen correctamente. A título puramente ilustrativo, se puede observar, por ejemplo, a través de la curva de desaceleración, hacia el final de la misma, un eje designado por la referencia general 33 que corresponde en la estructura actual a los sistemas de frenado de vehículos de este tipo, un descanso de patines magnéticos de frenado por ejemplo de un tren, que permite verificar el buen funcionamiento. Estas informaciones diferentes son almacenadas en los medios de almacenamiento de la información 16 (Figura 1) , para asegurar la conservación y el seguimiento de estas pruebas y pueden igualmente estar presentes visualmente para un operador, por ejemplo, a través de los medios de interfaz 17 y eventualmente impresos gracias a la impresora 18. Es evidente por supuesto que aún otros modos de la realización de tal sistema pueden ser considerados. Se hace constar que, con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.