MÉTODO Y APARATO PARA APLICAR BALASTO DE VÍAS FERROVIARIAS CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona generalmente a la logística y, más particularmente, a un sistema para dispersar balasto a lo largo de vías férreas para mantenimiento de vías. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Las vías férreas convencionales en los Estados Unidos y en otra parte están típicamente formadas por un lecho de balasto de grava de sub-grado, compactado, travesanos de madera colocados sobre y dentro del balasto, y rieles de acero paralelos asegurados a los travesanos. Las variaciones de construcción ocurren en los cruces de carreteras y puentes y en otras circunstancias. El balasto debajo y entre los travesanos estabiliza las posiciones de los travesanos, mantiene el nivel de los rieles y proporciona algún amortiguamiento de la estructura compuesta para las cargas impuestas por el tráfico de rieles. Las vibraciones del movimiento de los vehículos remolcados sobre los rieles y la intemperie del viento, lluvia, hielo y ciclos de congelamiento y descongelamiento todos pueden contribuir al desalojamiento de algo de balasto a través del tiempo. Así, además de otras actividades de mantenimiento, es necesario reemplazar el balasto periódicamente para mantener la integridad y seguridad de las vías férreas.
El balasto se ha dispersado en el pasado utilizando vagones tolva de balasto especialmente diseñados que incluyen una estructura de tolva que contienen una cantidad de balasto, un vertedero de balasto que se comunica con la tolva, y una puerta de descarga de balasto operada con energía en el vertedero. La puerta se puede controlar para abrir o cerrar selectivamente para controlar la descarga de balasto. En algunos diseños, la puerta de descarga se puede controlar para abrir afuera hacia el exterior de los rieles, para cerrar, o para abrir adentro hacia el interior entre los rieles. Típicamente los vagones tolva de balasto tienen una tolva frontal y una tolva trasera, y cada tolva tiene dos puertas transversalmente espaciadas, una a la izquierda y una a la derecha. Así, cada puerta de tolva se puede controlar para descargar balasto fuera de los rieles sobre la izquierda y/o la derecha o entre los rieles. Una configuración típica de un vagón tolva de balasto se describe en mayor detalle en la patente norteamericana No. 5,657,700, que se incorpora en la presente por referencia. La dispersión de balasto muy frecuentemente ha sido controlada manualmente en cooperación con observadores humanos quienes caminan a lo largo de los carros de balasto en movimiento para abrir y cerrar las puertas de balasto como sea necesario. Una técnica de control de dispersión de balasto más reciente es mediante el uso de un radio enlazado a un controlador llevado por un operador quien camina a lo largo de los carros de balasto en movimiento. Ambos métodos de control convencionales son lentos y así interrumpen el tráfico normal sobre la sección de vías férreas que se mantienen, causando de esta manera retardos en las entregas y pérdida de ingresos. La patente norteamericana No. 6,526,339 de Herzog, y colaboradores generalmente divulgan métodos para dispersar balasto de vías férreas con control de localización basado en datos recibidos del sistema de posicionamiento global o GPS. El sistema GPS es una "constelación" de satélites que viajan en órbitas que los distribuyen alrededor de la tierra, transmitiendo señales de ubicación y tiempo. Como es diseñado originalmente, un recibidor GPS, que recibe señales de por lo menos cuatro satélites, fue capaz de procesar las señales y triangular las coordenadas de posición precisas de aproximadamente diez a veinte metros. Las generaciones actuales de recibidores GPS comercialmente disponibles, que usan técnicas de GPS diferenciales, son capaces de lograr precisiones en el intervalo de uno a cinco metros. Tal precisión es adecuada para depositar balasto donde se desee e inhibiendo el depósito de balasto donde no se desee. La información adicional con respecto al desarrollo de las tecnologías GPS se pueden obtener de las patentes norteamericanas Nos. 4,445,118 y patente norteamericana No.
,323,322. El desarrollo del sistema GPS referido en la presente fue patrocinado por el gobierno de los Estados Unidos. Sin embargo, los sistemas de posicionamiento basados en satélites desarrollados u operados por otras naciones también son conocidos. Debido a que las compañías de ferrocarriles típicamente mantienen cientos o miles de millas de vías sobre un programa recurrente, el componente de reemplazo de balasto de mantenimiento de vías solo puede ser una empresa mayor en términos de equipo, materiales, control de tráfico, mano de obra y manejó. La implementación de un sistema basado en GPS del tipo divulgado en la patente norteamericana No. 6,526,339 puede incrementar la precisión y eficiencia de la aplicación de balastos sobre las vías férreas, sin embargo, el uso de otras técnicas para controlar la aplicación de balasto pueden ser tan buenas como las técnicas de GPS y, en algunas aplicaciones, aun mejor en algunos aspectos. BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención proporciona métodos y aparatos para la dispersión controlada de balasto sobre una vía férrea en una base a gran escala utilizando múltiples vagones tolva de balasto que lo dispersan simultáneamente, en tiempos. El sistema de la presente invención usa varias técnicas diferentes para determinar donde el balasto necesita ser aplicado y para controlar la abertura de las puertas de balasto para dispersar cantidades controladas de balasto sobre secciones donde el balasto es deseado y para inhibir la dispersión de balasto donde no es deseado o no es necesario. El sistema permite al tren de balasto dispersar balasto principalmente en una velocidad bastante alta de modo que el tráfico normal sobre la vía férrea en la cual está operando únicamente es afectado de manera mínima por su presencia. En la práctica de la presente invención, un tren de balasto puede incluir una o más locomotoras, un carro de control (no requerido) , y uno o más vagones tolva de balasto, tal como cincuenta vagones tolva. Cada vagón tolva puede tener dos tolvas, vertederos de balasto izquierdo y derecho para cada tolva, una puerta de balasto para cada vertedero, y un accionador hidráulico para cada puerta. El accionador se puede controlar para abrir su puerta asociada a una dirección adentro, entre los rieles, o a una dirección afuera, fuera de los rieles. Cada tolva puede contener una carga conocida de un tipo particular de balasto, y el gasto de flujo promedio de un tipo dado de balasto a través de una puerta de balasto es también conocido. Cada vagón tolva tiene sistema de circuitos lógicos de carro, referido como una unidad de control de carro o CCU y también como un sistema de control de microprocesador, que controla la operación de los accionadores hidráulicos y que monitorea ciertas funciones sobre el carro.
Las CCUs se comunican con una unidad de control de red o un controlador de extremo delantero (HEC) a través de una red que incluye una barra colectora referida en lugares en la presente como un "línea de alambre". La barra colectora se extiende desde el HEC a través de la CCU de cada carro. El HEC puede ser un tipo de computadora de propósito general, tal como una computadora portátil, y puede tener un recibidor de GPS diferencial interconectado a la misma para proporcionar coordenadas geográficas. La ubicación relativa de cada puerta de balasto sobre cada vagón tolva del tren será determinada con relación a una ubicación de referencia conocida. Ordinariamente, el tren de balasto usará una pluralidad de vagones tolva virtualmente idénticos con distancias conocidas entre las puertas de balasto sobre un carro dado y entre la puerta de balasto de un carro y el siguiente carro adyacente. A fin de controlar la dispersión de balasto sobre una longitud de la vía, es necesario obtener la ubicación geográfica de la vía. Esto se logra mucho más convenientemente mediante una corrida de reconocimiento sobre la vía utilizando un vehículo de carretera equipado con ruedas rebordeadas para viajar sobre los rieles, tal como un vehículo Hy-Rail (marca registrada de Harsco Technologies Corporation) . El vehículo de reconocimiento de vía se puede equipar con un instrumento adecuado para determinar la ubicación y con una computadora, que puede ser la computadora HEC y el software de reconocimiento de vías. Conforme el vehículo de reconocimiento viaja a lo largo de la vía, la cuadrilla de reconocimiento, que puede ser o incluye un "encargado de la vía", marca las zonas de dispersión donde el balasto va ser dispersado y las zonas no de dispersión, tal como puentes, cruces de carreteras, y los similares, donde el balasto no va ser dispersado. La ubicación de las zonas de dispersión y no de dispersión es registrada por el instrumento, que puede tomar una variedad de diferentes formas . Alternativamente, se prevén otros procesos para determinar las coordenadas de dispersión y de no dispersión. Por ejemplo, si un registro de datos de coordenadas de vía previamente obtenidos es disponible, se prevé que este podría ser procesado para designar las zonas de dispersión y de no dispersión. Además, bajo algunas circunstancias, el reconocimiento de vías aun se puede conducir sobre un tren de balasto, adelante de la actividad de dispersión de balasto concurrente. Bajo circunstancias normales del reconocimiento de pre-dispersión, se crea un archivo de datos de reconocimiento de vías que se transfiere a la computadora HEC para el procesamiento durante una corrida de dispersión de balasto . Además del reconocimiento de la vía por sus coordenadas para localizar de esta manera zonas que requieren balasto y aquellas en el que el balasto no es deseable, es necesario reconocer el tren de balasto para identidades de carros, orden de carro y orientación de carro. Cada unidad de control de carro o CCU incluye un relevador de Auto-Manifiesto Discreto (DAM) frontal diseñado y un relevador DAM trasero diseñado, ambos de los cuales están normalmente inactivos. Estas líneas discretas son líneas de control independientes que residen dentro del cable de línea de alambre de interconexión que conecta cada carro a la red. Los vagones tolva se pueden montar en el tren de balasto en cualquier orden aleatoria y con algunos carros orientados del frente a atrás mientras que el resto se orientan de atrás al frente. No es económicamente factible juntar el tren de balasto en cualquier orden particular o cambiar la orientación de cualquier carro particular. Sin embargo, el HEC debe determinar el orden y orientación de los carros para permitir la comunicación de los comandos de la puerta de balasto al carro apropiado durante la dispersión de balasto. En el proceso de reconocimiento de las CCUs de los vagones tolva, el HEC puede inquirir a las CCUs reportar sus identidades o números de identificación neuronales. Luego, a través de un procedimiento interactivo para comandar los carros a abrir sus relevadores DAM frontal y luego trasero y reportar sus identidades, el HEC puede determinar el orden de los carros en sus orientaciones. En particular, después de que las entidades se determinan, el HEC puede transmitir un comando a un carro seleccionado para activar su relevador DAM frontal. Luego el HEC puede requerir a cualquiera de los carros que ven una línea DAM activa para identificarlo. El mismo carro luego se instruye para activar su relevador DAM trasero y la interrogación se repite. Este proceso se repite utilizando los carros que respondieron a las interrogaciones previas hasta que todos los carros se enlazan conjuntamente. El archivo de datos de los vagones tolva identificados, ordenados y orientados se almacena como el archivo de datos mani fiesto . La dispersión de balasto se puede controlar en términos de la cantidad o peso de balasto dispersado por unidad de longitud de vía. A partir de la experiencia histórica y para propósitos de conteo, la cantidad requerida de balasto se puede determinar en toneladas por milla. Mientras que tal escala es más conveniente para determinar el costo de la operación, también es común para el control dinámico de la dispersión de balasto en una velocidad de viaje relativamente alta. La longitud de vía se puede dividir en "cubos" que son "llenados" para lograr unas toneladas deseadas completas de balasto por milla. La longitud de los cubos puede ser cualquier longitud conveniente y se puede ajustar a unas longitudes de pie o vía, por ejemplo. Cada puerta de balasto puede dispersar ya sea al lado de adentro o el lado de afuera, y ambos se pueden efectuar al mismo tiempo. Cada cubo tiene coordenadas designadas que pueden incluir las coordenadas GPS de un conjunto de cubos junto con un número secuencial de tal conjunto. Las coordenadas del cubo se derivan al procesar un archivo de reconocimiento de vía previamente generado. El proceso de dispersión rastrea la ubicación actual del punto de referencia del tren de balasto en términos de su localización de "cubo", la carga actual de balasto en cada carro, el porcentaje de llenado de cada cubo, el estado de cada puerta conforme se cierre o se abra, y en que dirección, y la velocidad del tren. Debido a que el retraso en la respuesta de los accionadores de la puerta de balasto y el movimiento de balasto y debido al movimiento del tren, el proceso de dispersión puede "adelantarse" a fin de correlacionar efectivamente un estado de la puerta a un cubo dado. El proceso de dispersión puede ser el tiempo dado y comienza ejecutando una serie de acciones en cada intervalo de tiempo o "tic tac". El intervalo de tiempo puede ser a 100 milisegundos o una décima de un segundo. Las acciones de dispersión son afectadas por la velocidad y ubicación del tren y, así, todo el factor de calculaciones en la velocidad y ubicación. En contraste, el gasto de flujo de balasto a través de una puerta de balasto generalmente se puede considerar que es una constante. Preferiblemente, las puertas de balasto se operan de tal manera para ser consideradas completamente cerradas o completamente abiertas; sin embargo, la presente invención previene la capacidad de operación con las puertas de balasto en estados parcialmente abiertos y el uso de sensores de flujo. En cada tic tac del relo , el estado de cada puerta de balasto en sucesión se puede verificar junto con un conjunto "de adelantamiento" de cubos y, si la puerta está actualmente abierta, el porcentaje de rellenado de un cubo actual o conjunto de cubos que recibirían el balasto de la puerta en el intervalo de tiempo actual. Si la puerta está cerrada, el estado del conjunto de cubos de adelantamiento se verifica para determinar si la abertura de la puerta actual excederá el llenado objetivo de esos cubos. Si no, la puerta actual está abierta. Si la puerta actual está ya abierta, los porcentajes de llenado del conjunto de cubos actuales se actualizan, y el conjunto de cubos de adelantamiento se verifica para determinar si el llenado actual excede el llenado objetivo. Si no, la puerta permanece abierta. En general, el umbral para mantener una puerta abierta no es tan estricto como el umbral para abrir una puerta cerrada. Kn Las zonas donde la dispersión es deseada, es preferible dispersar de alguna manera más que el llenado objetivo que menos. La actividad de mantenimiento subsecuente involucra cuadrillas que colocarán apropiadamente el balasto y lo apisonarán en el lugar adecuado. Así, un pequeño exceso de balasto es preferible a una cantidad inadecuada. Sin embargo, en el caso de una zona no de dispersión, cualquier balasto que se deposite puede constituir un peligro, tal como sobre un cruce de carretera, y puede requerir una limpieza. Para propósitos de procesamiento, los cubos en las zonas no de dispersión se inicializan como llenas de modo que las rutinas de adelantamiento que las encuentran siempre requieren que la puerta actual se cierre si está abierta o permanezca cerrada. El proceso de dispersión puede continuar hasta que todos los cubos de una corrida de dispersión se llenan, todo el balasto de los vagones tolva se agota, hasta que el proceso se interrumpe por un mal funcionamiento detectado en el sistema, o hasta que el operador apaga el proceso por cualquier razón. El balasto se puede suministrar desde los vagones tolva mucho más adelantados inicialmente, moviéndose hacia atrás conforme el balasto se agota de los carros delanteros. Si las funciones sobre un vagón tolva son inoperativas, el carro simplemente se evita en el procesamiento, aunque puede ser necesario puentear la red de computadora a través de tal carro "muerto". Es posible que algunos cubos, particularmente cerca del final de una corrida de dispersión, no serán completamente llenados. Así, es deseable salvar datos que representan el estado final de cualquiera de los cubos no llenados para una corrida de dispersión futura. También puede ser deseable salvar el estado final de todos los cubos y vagones tolva para el mantenimiento del registro y propósitos de conteo. La presente invención contempla una variedad de métodos y aparatos para determinar la ubicación donde el balasto va ser dispersado a lo largo de un lecho de vía férrea y la aplicación del balasto donde se necesite. A manera de ejemplo, un sistema de medición de inercia se puede emplear utilizando un giroscopio para la estabilización y uno o más acelerómetros para determinar los momentos delanteros y angulares. Este sistema de inercia se puede aumentar utilizando varias técnicas de referencia de posición para mejorar la precisión completa y confiabilidad. Debido a la desviación, una referencia de posición se debe reestablecer de tiempo en tiempo. Se pueden utilizar varios métodos y técnicas. Un ejemplo involucra el uso de marcadores de milla fijos que típicamente se instalan a lo largo de las vías férreas en unos intervalos de milla o menos. Una manera para usar los marcadores es para un operador humano oprimir un botón o de otra manera registrar cuando cada marcador se alcance. Un controlador luego puede recalibrar la distancia y computar la velocidad del vehículo de vías férreas. El controlador puede abrir las puertas de tolva de balasto cuando las ubicaciones de zona de dispersión se alcancen y las dejen abiertas por un tiempo suficiente para cubrir la totalidad de cada zona de dispersión antes que las puertas se cierren. Alternativamente, un dispositivo de reconocimiento visual, tal como una cámara puede usar la formación de imágenes almacenadas de la vía férrea para determinar cuando las ubicaciones desconocidas se alcancen al comparar las imágenes actuales con las imágenes almacenadas de las ubicaciones conocidas. También se pueden utilizar técnicas de láser. Los haces de láser reflejadas desde las ubicaciones de referencia a la orilla del camino conocidas se pueden recibir y utilizar para calcular la distancia a las ubicaciones de referencia y así la ubicación actual del tren. La velocidad se puede computar basada en el retardo de la señal reflejada en el cambio de frecuencia. Estos datos se pueden utilizar para que el controlador abra y cierre las puertas de balasto apropiadamente para aplicar balasto a las zonas de dispersión. El equipo de radar de la aplicación de la ley se puede emplear y puede tener ventajas en muchas aplicaciones. Una señal de radar dirigida a un punto de referencia a lado del camino se puede recibir después de que la detección y el uso determine la distancia de la ubicación de referencia y la velocidad del tren, todo utilizando las técnicas conocidas que se utilizan comúnmente en las aplicaciones de la ley. La tecnología de frecuencias de radio que utiliza ya sea dispositivos activos o pasivos es otra opción. Un transpondedor de radio en el tren puede trasmitir si las señales a los dispositivos al lado del camino que enviaron las señales de respuesta regresan al transpondedor a bordo. Los datos de ubicaciones y velocidad son así requeridos y utilizados por el controlador para aplicar el balasto a las zonas de dispersión. Los dispositivos activos en las 9 ubicaciones al lado del camino requieren energía externa o de batería que les permite funcionar efectivamente en distancias hasta de una milla o más. Los dispositivos al lado del camino pasivos pueden utilizar la energía de las señales que reciben y no son costosos, pero su alcance es mucho más limitado. Los dispositivos de detección magnéticos a bordo del tren pueden detectar ya sea la presencia de imanes colocados a lo largo del hecho de la vía férrea en ubicaciones conocidas o variaciones naturales en el campo magnético de la tierra en ubicaciones conocidas. En cualquier caso, para detectar magnéticamente cuando el tren alcanza las ubicaciones conocidas, la ubicación del tren relativa a las zonas de dispersión se pueden determinar. Para medir el tiempo entre las ubicaciones consecutivas que se detectan magnéticamente, la velocidad del tren actual es conocida de modo que el control de las puertas de la tolva de balasto se puede efectuar. La presente invención además contempla la detección térmica para detectar la ubicación y velocidad actual del tren. Un sensor térmico a bordo del tren puede detectar las características térmicas actuales de la tierra a lo largo del hecho del riel y los compara con un perfil térmico conocido para determinar la posición del tren actual. Los objetos a lo largo de la vía férrea en las ubicaciones conocidas que se pueden detectar térmicamente también se pueden utilizar. Los objetos fijos tales como máquinas, luces de calle, señales de cruce y otros dispositivos a la orilla del camino se pueden detectar conforme el tren los pasa. La condición de balasto a lo largo del lecho de la vía férrea se puede perfilar utilizando un láser, radar u otro instrumento para crear un mapa de perfil como un vehículo de reconocimiento que viaja sobre la vía. El perfil actual se puede comparar con un perfil de referencia para detectar cuando una zona es deficiente en el balasto y localización y cantidad de la eficiencia. El controlador puede usar esta información para controlar las puertas de balasto en una manera para corregir la deficiencia. La presente invención adicionalmente contempla combinar las etapas para obtener un reconocimiento y luego aplicar el balasto donde se necesita en una operación separada. En este respecto, un operador humano sobre el tren de balasto puede registrar cuando una zona de dispersión es encontrada y señala su ubicación así como los requerimientos de balasto en la misma. El controlador luego rápidamente ajusta la operación de la puerta de balasto dinámicamente para aplicar la cantidad apropiada de balasto en cada zona que es deficiente. Las técnicas de fotogrametría aéreas también se pueden emplear de acuerdo con la invención, utilizando la formación de imágenes de satélite o fotogrametría desde una aeronave tripulada o no tripulada. Otros objetivos y ventajas de esta invención llegarán a ser evidentes de la siguiente descripción tomada con relación a los dibujos acompañantes en donde se exponen, a manera de ilustración y ejemplo, ciertas modalidades de esta invención. Los dibujos constituyen una parte de esta especificación, incluyen modalidades ejemplares de la presente invención, e ilustran varios objetivos y características de la misma. BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS DIVERSAS VISTAS DE LOS DIBUJOS La presente invención se describe en detalle enseguida con referencia a las figuras de dibujos adjuntas, en donde: la FIG. 1 es una vista diagramática de un sistema de dispersión de balasto de vías ferroviarias que incorpora la presente invención, mostrada implementada sobre un carro de rieles. La FIG. 2 es una vista diagramática de un subsistema accionador hidráulico para operar las puertas de tolva de balasto del sistema de dispersión de balasto. La FIG. 3 es una vista en perspectiva de un vagón tolva de balasto adaptado para el uso en la presente invención. La FIG. 4 es una vista en perspectiva fragmentaria agrandada de un mecanismo de control de descarga de balasto que incluye una puerta de balasto y un accionador hidráulico del mismo. La FIG. 5 es una vista diagramática fragmentaria que ilustra componentes principales de una modalidad alternativa de un subsistema de control de posición para el uso en la presente invención. La FIG. 6 es un diagrama de bloque que ilustra los componentes principales de una unidad de lógica de control de carro (CCU) que se instala sobre cada vagón tolva de la presente invención. Las FIGS. 7, 8 y 9 son diagramas de flujo interrelacionados que ilustran porciones respectivas de las funciones de control principal de la unidad de control del carro (CCU) presentes sobre cada vagón tolva de la presente invención . La FIG. 10 es un diagrama de flujo que ilustra funciones principales de una rutina de reconocimiento de vía de la presente invención. La FIG. 11 es un diagrama de flujo que ilustra las funciones principales de una rutina manifiesta de tren de balasto de la presente invención. La FIG. 12 es un diagrama de flujo que ilustra las funciones principales de un proceso de control de dispersión de balasto de la presente invención. La FIG. 13 es un diagrama de flujo que ilustra en más detalle que en la FIG. 12 las funciones principales monitoreadas y las acciones tomadas en el proceso de control de dispersión de balasto de la presente invención. La FIG. 14 es una representación diagramática que ilustra un tren de balasto para el uso en la práctica del sistema de dispersión de balasto de la presente invención. La FIG. 15 es una representación diagramática que ilustra una vía férrea y secciones de dispersión dispuestas para recibir la dispersión de balasto mediante la presente invención y secciones no de dispersión que no reciben tal balasto . La F'IG. 16 es una vista diagramática de una implementación de la presente invención que utiliza marcadores a la orilla del camino y detección manual de ellos para obtener los datos de ubicación y velocidad; la FIG. 17 es una vista diagramática de una implementación de la invención que utiliza imágenes visuales almacenadas y un dispositivo de reconocimiento visual para obtener los datos de ubicación y velocidad; la FIG. 18 es una vista diagramática de una implementación de la invención que utiliza puntos de referencia a la orilla del camino y técnicas de láser para obtener los datos de ubicación y velocidad; la FIG. 19 es una vista diagramática de una implementación de la invención que utiliza técnicas de radar para obtener datos de ubicación y velocidad; la FIG. 20 es una vista diagramática de una implementación de la invención que utiliza transpondedores de radiofrecuencia abordo y a la orilla del camino para obtener datos de ubicación y velocidad; la FIG. 21 es una vista diagramática de una implementación de la invención que utiliza técnicas de referencia magnéticas para obtener datos de ubicación y velocidad; la FIG. 22 es una vista diagramática de una implementación de la invención que utiliza técnicas de detención térmica para obtener datos de ubicación y velocidad; la FIG. 23 es una vista diagramática de una implementación de la invención en donde un dispositivo de perfil se utiliza para obtener un perfil de balasto actual a lo largo del lecho de la vía férrea para comparación con un perfil de balasto de referencia para detectar áreas de deficiencia de balasto; la FIG. 24 es una vista diagramática de una implementación de la invención que hace uso de la fotogrametría área que utiliza la formación de imágenes de satélite para reconocer las condiciones del lecho de la vía férrea; la FIG. 25 es una vista diagramática de una implementación de la invención que hace uso de la aeronave tripulada para la fotogrametría área; la FIG. 26 es una vista diagramática de una implementación de la invención que hace uso de un vehículo aéreo no tripulado para la fotogrametría área; y la FIG. 27 es una vista diagramática de un sistema de inercia y componentes del mismo que se pueden utilizar de acuerdo con la invención: DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Como es requerido, las modalidades detalladas de la presente invención son divulgadas en la presente; sin embargo, va a ser entendido que las modalidades divulgadas son meramente ejemplares de la invención, las cuales se pueden incorporar en varias formas. Por lo tanto, los detalles estructurales y funcionales específicos divulgados en la presente no van a ser interpretados como limitativos, sino meramente como una base para las reivindicaciones y como una base representativa para enseñar a uno de habilidad en la técnica a emplear variadamente la presente invención en virtualmente cualquier estructura apropiadamente detallada. Refiriéndose a los dibujos en más detalle, el número de referencia 2 generalmente designa un sistema de aplicación de balasto en la vía férrea que incorpora la presente invención. El sistema 2 también es referido en la presente como un sistema de dispersión de balasto. Sin limitación 'sobre la generalidad de las aplicaciones útiles del sistema 2, éste se muestra instalado sobre un tren de balasto 3 (FIG. 14) que incluye una pluralidad de vagones tolva de balasto 4 para las operaciones de dispersión de balasto . El sistema 2 puede generalmente hacer uso de un subsistema de control de posición a bordo 8, un subsistema accionador hidráulico 10, un mecanismo de descarga de balasto 12 (FIG. 4), un sistema de inercia 14, un recibidor GPS 16 y un sistema de transpondedor/sensor 18. El subsistema de control de posición a bordo 8 (FIG: 2) está montado sobre el carro de rieles y opera con el transpondedor/sensor 18, el cual obtiene los datos de ubicación y velocidad. El sistema 18 puede incluir una variedad de diferentes tipos de dispositivos, como será descrito en mayor detalle. El sistema 18 está conectado a una computadora de control 20 que recibe las señales de los datos de posicionamiento del sistema 18, procesa los mismos y se interconecta con el subsistema accionador 10. La computadora de control 20, también referida en la presente como un controlador de extremo delantero (HEC) puede, por ejemplo, ser un tipo de computadora de escritorio o computadora portátil absolutamente convencional de la computadora personal, preferiblemente con capacidades típicas en computadoras actualmente disponibles de este tipo. El controlador 20 incluye el sistema de circuitos descodificador 21 que recibe las señales de comando dirigidas a los accionadores hidráulicos específicos o unidades de pistón/cilindro 32 en el subsistema accionador 10. La salida del descodificador 21 es la entrada a un banco de relevador 26 con relevadores múltiples que corresponden a y se conectan a los componentes respectivos del subsistema accionador hidráulico 10. El subsistema de control de posición 8 se conecta a una fuente de energía eléctrica a bordo, adecuada 22, que puede utilizar un panel colector fotovoltaico solar 24 para cargar o suplementar la misma. Alternativamente, la fuente e energía 22 puede ser una barra colectora que carga el DC convencional, como se encuentra sobre los trenes convencionales para accionar los subsistemas eléctricos sobre los carros de vías férreas. El subsistema accionador hidráulico 10 (FIG. 2) incluye selenoides múltiples 28 cada uno conectado a y accionado por un relevador respectivo del banco de relevadores 26. Cada solenoide 28 opera una válvula hidráulica respectiva 30. Las válvulas 30 se cambian entre las posiciones extendidas y retraídas mediante los selenoides 28 mediante los cuales el fluido hidráulico presurizado se dirige a las unidades de pistón/cilindro 32 para respectivamente extender y retraer las mismas. Las unidades de pistón/cilindro 32 pueden comprender unidades hidráulicas de dos vías, unidades neumáticas o cualquiera de otros accionadores adecuados. Un depósito de fluido hidráulico 34 se conecta a las válvulas 30 a través de una bomba motorizada adecuada 36 y un control de presión 38. El mecanismo de descarga de balasto 12 (FIG. 4) incluye cuatro montajes de puerta de tolva 40 (hasta ocho se pueden emplear) instalados sobre el lado de abajo del vagón tolva 4 y arreglados dos (o cuatro) a cada lado. El vagón tolva de balasto 4 incluye las tolvas frontal y trasera 41 (FIG. 3), cada una con vertederos de descarga izquierdo y derecho 42 con puertas de entrada y salida. Un montaje de puerta de tolva 40 se instala en cada vertedero de descarga 42 y controla el flujo de balasto 44 (FIG. 15) del mismo. Los montajes de puerta de tolva 40 descargan el balasto 44 lateralmente y se adaptan para dirigir la descarga a abordo (hacia el centro de una vía de riel 5 entre los rieles) o hacia afuera (hacia los bordes exteriores de la vía de riel 5) . Una descripción más detallada de la construcción y función de los montajes de puerta de tolva 40 se pueden encontrar en la patente norteamericana No. 5,657,700, que se incorpora en la presente por referencia. Como se muestra en la FIG. 4, cada montaje de puerta de tolva 40 es operado por un accionador hidráulico respectivo 32 para dirigir selectivamente el flujo de balasto 44 del mismo. Como será descrito en mayor detalle enseguida, el subsistema de control 8 se preprograma con diversos datos que corresponden a la operación del sistema logístico 2. Por ejemplo, las operaciones de descarga del mecanismo de descarga de balasto 12 se pueden preprogramar para ocurrir en ubicaciones particulares. Así, el balasto 44 se puede aplicar en una sección particular de la vía de riel 5 al entrar las coordenadas de rastreo correspondiente y programar el subsistema de control de posición 8 para abrir los montajes de puerta de tolva 40 en las direcciones deseadas y para duraciones predeterminadas. Los datos obtenidos por el sistema 18 y utilizados por el subsistema de control de posición a bordo 8 puede proporcionar información relativamente precisa que concierne a la posición de vagón tolva 4. El número de referencia 102 (FIG. 5) generalmente diseña un sistema de control de dispersión de balasto que utiliza un sistema de control de posición 104. El subsistema de control de posición 104 puede comprender cualquier medio adecuado para medir el viaje de un vehículo, tal como el carro de riel 4 y/o detectar su posición a lo largo de la vía del riel 5 o alguna otra ruta de viaje. El sistema de control de posición 104 incluye una computadora 106 que puede interconectarse con un transpondedor o sensor 108 para detectar los marcadores de posición 110. Por ejemplo, los marcadores de posición 110 pueden ser puntos de referencia a la orilla del camino fijos localizados a lo largo de la vía de riel 5 mediante los cuales el dispositivo 108 proporciona una señal a la computadora 106 cuando el carro de riel 4 está colocado en la proximidad de un marcador de posición respectivo 110. El subsistema de control de posición 104 puede incluir alternativamente un sensor de imagen tal como una cámara 116 que detecta óptica o visualmente imágenes a la orilla del camino 112. La computadora 106 puede interconectarse con un subsistema accionador hidráulico 10, tal como aquel descrito en lo anterior, para controlar la descarga de balasto 44 del mismo en relación a la posición detectada. El sistema de aplicación de material o dispersión de balasto descrito en lo anterior principalmente se dirige a controlar las actividades de dispersión del material de un carro de riel solo bajo la coordenada de posición controlada por una computadora. La dispersión de balasto por un carro solo, o varios carros tales, puede proporcionar algo de utilidad en las operaciones relativamente pequeñas, tal como operaciones de mantenimiento de pequeña escala. Sin embargo, el mantenimiento del riel frecuentemente es una garantía muy grande, que involucra cientos o miles de millas de vías sobre una base recurrente. La presente invención es adaptable para tales operaciones de mantenimiento de rieles de escala más grande . Las FIGS. 6-15 ilustran una modalidad del sistema de dispersión de balasto 201 de la presente invención. Refiriéndose a las FIGS. 14 y 15, el sistema 201 incluye un tren de balasto 3 que incluye una locomotora 203, un carro de control 204 (opcional) y una pluralidad de vagones tolva de balasto 4, como es descrito en lo anterior, colocado sobre una vía ferroviaria 5. El tren de balasto típico 3 puede incluir hasta 100 vagones tolva 4. El sistema 201 incluye una computadora principal o controlador de extremo delantero (HEC) 205, una pluralidad de unidades de control de carro (CCU) 207, un detector de ubicación 209, y una red 211 que interconecta el HEC 205 con las CCUs 207. El detector 209 se interconecta al HEC 205 y proporciona una referencia espacial del tren de balasto 3. Refiriéndose a la FIG. 15, el sistema 201 se adapta para controlar y coordinar el dispersamiento de balasto 44 (representado por el sombreado de rayas cruzadas en la FIG. 15) en las zonas de dispersión 217 y que inhibe el dispersamiento de balasto 44 en las zonas no de dispersión 219, de acuerdo a las posiciones detectadas por el detector 209. El detector 209 hace salir los datos de posición, tal como coordenadas de latitud y longitud, en un formato que puede ser procesado adicionalmente por el HEC 205. El HEC 205 puede ser un tipo de computadora de escritorio o computadora portátil de computadora personal. Las computadoras personales actualmente disponibles basadas en la clase de Pentium III (Intel) o AMD Athlon (American Micro Devices) de microprocesadores o mejores, son adecuadas para el uso con el HEC 205, aunque no se requieren específicamente . La red 211 puede ser cualquier tipo adecuado de red de computadora para permitir la comunicación entre el HEC 205 y las CCUs 207, y posiblemente el receptor de GPS 215. En el sistema 201, la red 211 preferiblemente está basada sobre los componentes Lontalk y Neuron y los protocolos de Echelon Corporation of Palo Alto, Calif. La red 211 puede ser una red de banda ancha relativamente baja puesto que únicamente los comandos de control de densidad de datos bajos, los reportes de estado, y los similares se requieren para ser llevados. Alternativamente, otros tipos de redes y protocolos de comunicación pueden ser adecuados para el uso en el sistema 201. La FIG. 6 ilustra detalles adicionales de una unidad de control de carro típica o CCU 207. La CCU 207 incluye un controlador de CCU 222 que puede incluir un microprocesador o microcontrolador además de otros componentes lógicos y sistemas de circuito. El controlado de CCU 222 se conecta mediante una interfaz paralela a la barra colectora de red 211. La CCU 222 se interconecta a través de los relevadores DAM Tx que activan las entradas de sensor en los carros adyacentes. El controlador de CCU 222 también se interconecta a través de la lógica entrada/salida del relevador 228 a las válvulas hidráulico 230 que controlan la operación de los conjuntos frontales y traseros de los accionadores hidráulicos derecho e izquierdos 32, que operan las puertas de la tolva de balasto 40. La lógica y/o del relevador 228 también puede recibir entradas de sensores 232 en el carro 4, tal como entradas discretas DAM, interruptores de estado de puerta, interruptores de presión hidráulica, y los similares (no mostrados). Como se muestra, el controlador de CCU 222 se interconecta a través de la lógica y/o de relevador 228 a los relevadores de carro 224 y 226, también referidos como relevadores DAM, y es capaz de cerrar selectivamente los relevadores 224 y 226 para un propósito que será detallado adicionalmente enseguida. El controlador CCU 222 se programa para ciertas funciones automáticas, tal como funciones de tipo "hombre muerto" en donde el controlador CCU 222 causa a las puertas de balasto asociadas 40 cerrarse después de una suspensión temporal de comunicación en las que ningunas comunicaciones de datos se reciben por el controlador CCU 222 del HEC 205. Esto es una característica de seguridad que causa el cese de la dispersión de balasto o previene la iniciación de la dispersión de balasto en el evento de la pérdida de comunicación de control. Las FIGS. 7, 8 y 9 ilustran las funciones del software principal 233 del controlador CCU 222. Refiriéndose a la FIG. 7, un circuito "de hombre muerto" del vagón tolva 234 es mostrada en que la CCU 222 espera para cualquier comando del HEC 205 en el 236 para una suspensión temporal de comunicación de 2 segundos en el 238. Si ningún comando se recibe, todas las puertas de balasto se cierran en el 240, el control manual de las puertas 40 se habilita en el 242, y el control se regresa a la función de espera en el 236 a través del punto de entrada X. Si se recibe antes de la suspensión temporal de 5 segundos en el 238, el controlador CCU 222 puede procesar un comando de puerta en el 244, un comando de abrir en el relevador DAM o de carro en el 245, un comando de cerrar de relevador DAM en el 246, un comando de ID (identificación) de carro de colocación en el 247, un comando de índice de carro de colocación en el 249, un comando de respuesta NID (Neuron IDD) ) de colocación en el 250, un comando de radio faro HEC en el 251, un comando NID de requerimiento en el 252, un comando de estado de carro de requerimiento en el 253, o un comando de datos de carro de requerimiento 254. Aunque los comandos 244 al 254 se muestran en una secuencia, el controlador CCU 222 meramente espera para uno de los comandos y procesos de el. Adicionalmente, la conexión o puntos de entradas X, Y y Z son para conveniencia gráfica . Refiriéndose a la FIG. 7, en cualquier momento los relevadores DAM 224 o 226 se cierran, los sensores de entrada DAM sobre los carros adyacentes se activan. El comando de índice de carro 249 se utiliza para ajustar la posición secuencias de un carro 4 sobre el tren de balasto 3. El comando de radiofaro HEC 251 se transmite de manera normal periódicamente a todos los carros CCUs 207 en un intervalo de menos que un intervalo de suspensión temporal de hombre muerto de dos segundos para mantener el estado de todas las funciones. Así, si una CCU 207 no recibe otros comandos, periódicamente recibirá el radio faro HEC 251. Las funciones de la CCU restantes 233 son ya sea explicatorios por si mismas o serán referidas en mayor detalle enseguida.
La FIG. 10 ilustra un proceso de reconocimiento de rastreo 260 para obtener las coordenadas de posición para las zonas de dispersión 217 y las zonas no de dispersión 219 al reconocer la vía 5. El proceso 260 se puede llevar a cabo, por ejemplo, utilizando un vehículo pequeño tal como un vehículo Hy-Rail que se maneja a lo largo de la vía 5 con un detector de localización y una computadora, tal como el detector 209 y el HEC 205, abordo. El proceso 260 recibe los datos de posición en el 262 del detector 209 y actualiza los datos de definición de la vía en el 264 en intervalos de 100 milisegundos determinados por el tiempo de vuelta en el 266. En cualquier momento, el encargado de la vía u otro operador que conduce el reconocimiento puede accionar con palanca un interruptor para indicar un cambio de una condición de dispersión a una condición no de dispersión en el 268. El proceso 260 continua hasta que este detecta un comando del operador en el 270 al final del proceso de reconocimiento 260. En ese momento, los datos coordinados geográficos acumulados se almacenan en un archivo de datos de reconocimiento de vía en el 272. Para la mayor parte, el proceso de reconocimiento 260 puede acumular todos los datos de ubicación requeridos para conducir una corrida de dispersión de balasto. En algunas circunstancias, puede ser necesario conducir partes del reconocimiento a pie para marcar las ubicaciones de inicio y finalización de las zonas de dispersión o las zonas no de dispersión. Adicionalmente pede ser necesario marcar algunas zonas que no son apropiadas para el dispersamiento de balasto que utiliza el sistema 201. Por ejemplo, si las transiciones múltiples del estado de dispersión a no dispersión sería requerido, y puede no ser suficiente tiempo para pasar por un ciclo ] os accionadores hidráulicos 32 debido a los retrasos en el suministro de fluido hidráulico. En tales circunstancias, puede ser necesario dispersar balasto sobre tal zona mediante técnicas más convencionales. A fin de controlar las puertas de balasto individuales 40 de los carros 4, es necesario para el HEC 205 "conocer" la posición de cada puerta 40 relativa al punto de referencia 215 y ser capaz hablar a o comunicarse con cada accionador hidráulico individual 32. El sistema 201 incluye un proceso manifiesto de tren 208 (FIG. 11) para inquirir a las CCUs 207 determinar el orden de los carros 4 y su orientación hacia adelante o de reversa. El proceso 280 icialmente captura todos los números ID Neuron (NID's) en el 282 al transmitir el comando NID de requerimiento 252 (FIG: 9) . La primera CCU 207 que responde se coloca en un modo no responsivo mediante el comando de respuesta NID de colocación 250 (FLG. 9) . La rutina de captura 280 se repite hasta que no más respuestas se reciben. Para la rutina 282, el HEC 205 es capaz de identificar todos los carros 4 con el funcionamiento de las CCUs 207. Después, se ejecuta un circuito de reconocimiento de secuencia/orientación de carro 284. En el circuito 284, el relevador DAM frontal 224 y el relevador DAM trasero 226 se abren secuencialmente, las verificaciones se hacen para cualquier CCUs respondiente 207, y ajustando cualquier CCU respondiente a un estado no de respuesta. En el 286, el comando se trasmite a una CCUs seleccionadas para abrir su relevador DAM frontal 224. Se hace un comando para cualquier CCU que responda en el 228. Cualquier CCU que responda con su relevador DAM frontal 224 cerrado es determinado para ser invertido. En la etapa 290, el carro 4 con el CCU respondiente 207 se designa como un punto de inicio para manifestar y como invertido en la orientación y se ajusta al modo no de respuesta una prueba se hace en e 294 para cualquier CCU respondiente. En tal caso, el carro 4 con la CCU respondiente 207 se determina en 296 para ser orientado hacia adelante, su Neuron ID se almacena como el primer carro 4 y la CCU que responde se ajusta al modo no de respuesta. En la prueba 228, si todas las CCUs 207 no han sido identificadas y la orientación de sus carros 4 determinada, el circuito ' 284 regresa el control a la etapa 286. El circuito 284 se repite hasta que todas las CCUs 207 que se identificaron en la etapa 282 se han procesado en cuanto a su orden y orientación secuencial. Cuando eso pasa en 298, los datos manifiestos se almacenan como un archivo de datos manifiestos en el 302. La FIG. 12 ilustra las funciones de control principales del sistema 201 en la controlación de la dispersión de balasto 44 a lo largo de la vía 5. En el sistema 201, la longitud de la vía reconocida se divide en las longitudes de unidad de la vía o "cubos". El tamaño de los cubos es arbitrario. Sin embargo, en una modalidad ejemplar del sistema 201, los cubos son iguales a unas longitudes en pies de la vía 5. Se debe mencionar que el tipo de las puertas de balasto 40 empleados en la presente invención se pueden abrir adentro y afuera o de ambas maneras simultáneamente. Así, si se desea dispersar balasto tanto entre los rieles como fuera de los rieles, luego es necesario rastrear las actividades en relación a los dos conjuntos paralelos de cubos, los cubos de adentro y los cubos de afuera. Sin embargo, en algunas prácticas de mantenimiento, particularmente aquellas en las que las actividades subsecuentes involucran levantar los rieles y travesanos para colocar el balasto depositado, es únicamente necesario para dispersar fuera de los rieles. Para propósitos ilustrativos, el sistema 201 será descrito en términos de un conjunto solo de cubos . En el proceso de control de dispersión de balasto 310 mostrado en la FIG. 12, una preparación de cubo y conjunto de inicialización 315 recibe el archivo de datos de reconocimiento de la vía 317 y el archivo de datos manifiestos del tren de balasto 319. EL archivo manifiesto 319 se ha inicializado con el gasto de flujo promedio de balasto a través de las puertas de balasto abiertas en el 321 y con las cargas de balasto de tolva iniciales en el 323. La etapa de inicialización de cubo 315 también recibe una cantidad de cubo objetivo de entrada del usuario 325 que puede actualmente ser derivada de una entrada de toneladas por milla. La cantidad de cubo objetivo 325 es la cantidad de balasto por pie de una vía que se aplica en las zonas de dispersión 217. El cubo en las zonas no de dispersión 219 se inicializa conforme se llena mientras que los cubos en las zonas de dispersión 217 se .inicializan en cero, o en otro valor apropiado si los datos han sido inherentes de una corrida de dispersión de balasto previa. El proceso recibe datos de coordenada geográficas actuales 327 que el detector. Las distancias a cada puerta de balasto 40 se determinan en relación al punto de referencia del tren coincidente con el detector de antena 209. El proceso de control de dispersión de balasto ilustrado 310 inicia un circuito de control de dispersión de balasto 330 en 100 milisegundos o intervalos de 10 segundos, como se muestra por la etapa de espera 332. Durante cada vuelta 330, el HEC 205 determina una posición de vía de referencia en 334, basada en los datos de localización, verifica el estado de todas las puertas de balasto 40 en 336, verifica el estado de los cubos en 338 que se pueden afectar por una puerta 40 que se verifica actualmente, actualizando todos los estados de puerta en 340 por ya sea mantener el estado o cambio del estado como se requiera para las condiciones detectadas o calculadas, actualizar todos los estados de cubo en 342 que han cambiado por la adición de balasto 44. El circuito de control 330 continúa hasta que una prueba en el 346 detecte que el último cubo ha sido pasado por el tren de balasto 3, en el que el punto de control existe en el 348 del proceso de control de dispersión de balasto 310. La FIG. 13 muestra detalles adicionales del circuito de control de dispersión de balasto 330. Como parte para determinar la posición de la vía actual 334 en un tic del reloj 322, con el número de cubo actual que la referencia del tren 215 coincide se determina en la etapa 350 y una determinación del número de cubos movidos puesto que el último tic se hace en el 352. Las etapas 350 y 352 permiten una determinación de la velocidad del tren y cambia los conjuntos de cubos referenciados en cada verificación de estado de la puerta 336 (FIG. 12) . El proceso 310 se enfoca sobre los conjuntos de cubos cuyo estado de llenado será afectado por el estado actual o cambio potencial del estado de una puerta de balasto actual 40 que está siendo verili cada . La prueba de estado de la puerta actual en el 354 se determina si cada puerta de balasto 40 se abre o se cierra actualmente. Dependiendo del estado detectado de la puerta actual 40, el proceso 330 entrará en un circuito de puerta cerrada 356 o un circuito de puerta abierta 358. Si la puerta actual se cierra, el circuito de la puerta cerrada 356 verifica un conjunto de adelantamiento de los cubos 360. Si el conjunto de adelantamiento de los cubos son cubos coAcados en tal distancia adelantada de la puerta actual que, en al velocidad del tren actualmente detectada y con el retraso de respuesta conocido del accionador 32, un cambio en el estado de la puerta "ahora" iniciará para afectar tales cubos de adelantamiento. El circuito 356 se considera un conjunto de cubos de adelantamiento puesto que un intervalo de procesamiento dado y la velocidad del tren de esta manera se puede requerir. El conjunto también puede comprender un cubo solo. El circuito 356 calcula en 362 si el llenado corriente actual del cubo de prueba más un llenado de proyecto de la abertura de la puerta actual sería menor que el llenado objetivo para el cubo. En tal caso, la puerta actual 40 se abre 364; sino permanece cerrada en 366. Todos los cubos en conjunto de adelantamiento actual se procesan hasta que una prueba en 368 determina que el último cubo ha sido procesado. Después, el circuito 356 avanza a la siguiente puerta en 370. Si una puerta es detectada como abierta 354, los estados de llenado de un conjunto de cubos que recibirán el balasto de la puerta actualmente abierta en el intervalo de del tic tac del reloj actual se actualizan en 372. Después, el circuito de la puerta abierta 358 es de alguna manera similar del circuito de la puerta cerrada 356 e incluye una prueba de llenado 376 que determina si el llenado actual de los cubos de adelantamiento es menor que el llenado objetivo. Sino, esto es que el objetivo se excede actualmente, la puerta actual 40 se cierra en 378. Si la prueba 376 es real, la puerta permanece abierta a 380. La curva de adelantamiento sale en 382 cuando el último cubo de adelantamiento para la puerta actual 40 ha sido procesado. Luego el circuito 358 procede a la siguiente puerta en el 384. Cuando la última puerta ha sido verificada, como se indica por la prueba 386, el proceso 330 espera para el siguiente tic del reloj en el 388. El circuito de la puerta abierta 358 permite algo del sobrellenado de los cubos. Como una materia de mantenimiento de vía práctica, es preferible nada de balasto suficiente disponible. Sin embargo, es altamente indeseable dispersar balasto en una zona no de dispersión 219, que puede ser un cruce de carretera. Tal ocurrencia puede constituir un peligro de tráfico de carretera. Por esta razón, los cubos en las zonas no de dispersión siempre causan que la puerta actual 40 se cierre en el 378. La lógica de la prueba de llenado de vuelta cerrada 356 se designa para causar que las puertas de balasto múltiples 40 se abran si es apropiado para llenar rápidamente los cubos deseados. Es deseable maximizar el número de cubos llenados en el sistema 201 antes que llenar parcialmente un número más grande de cubos . Conforme el balasto se agota de las tolvas 41, se evitan en el procesamiento y las tolvas más últimas 41 se activa. Así, la dispersión de balasto procede desde las tolvas delanteras 41 a las tolvas más últimas. Va a ser entendido que mientras que ciertas formas de la presente invención han sido ilustradas y descritas en la presente, no va a ser limitada a las formas o arreglo específico de las partes descritas y mostradas. La FIG. 16 representa una implementación que constituye una técnica para obtener la ubicación y velocidad de tren actual. Una pluralidad de marcadores de orilla del camino fijo 400 se localiza en posiciones conocidas a lo largo de las vías ferroviarias. Los marcadores 400 pueden ser marcadores de milla que se localizan comúnmente a lo largo de las vías férreas en unos intervalos de millas (o menos en algunos casos) . Un botón de entrada 402 u otro tipo de dispositivo de entrada se localiza a bordo del tren y se puede oprimir o de otra manera activar por un operador cuando el determina visualmente que el tren a alcanzado uno de los marcadores 400. Cada vez que uno de los marcadores 400 se alcanza por el tren, el botón 402 se oprime, y proporciona una señal al HEC 205 cada vez que se presiona. Debido a que las ubicaciones de los marcadores fijos 400 son conocidas, el HEC así se proporciona con información como para la ubicación del tren a lo largo de la vía férrea. Adicionalmente, el HEC cronometra el tiempo entre las depresiones sucesivas del botón 402 y usa esta información para calcular la velocidad del tren. El HEC luego activa el sistema de aplicación de balasto para abrir y cerrar las puertas de balasto 40 en una manera para descargar el balasto al hecho de la vía férrea cuando es necesario, como es descrito en lo anterior. De esta manera, los marcadores de milla 400 se detectan visualmente, y una señal manual se proporciona por medio del botón 402 al HEC 205 de modo que el HEC puede activar el sistema de control en una manera para abrir las puertas de balasto cuando una zona de dispersión se encuentra y cierra las puertas al final de la zona de dispersión. De acuerdo con el sistema mostrado en la FIG. 17, un número de imágenes visuales almacenadas 404 se registran y se almacenan en ubicaciones conocidas a lo largo de la vía férrea. Las imágenes almacenadas se proporcionan a una cámara 406 o a otro dispositivo detector visual a bordo del tren. Conforme el tren viaja a lo largo de la vía férrea, la cámara obtiene imágenes visuales actuales y las compara con las imágenes almacenadas 404. Cuando hay una igualación entre una imagen actual y una imagen almacenada, como se indica por los bloques 406, 408 y 410, el HEC 205 es avisado y así llega ser informado de la ubicación actual del tren. También, el HEC 205 puede calcular la velocidad del tren al cronometrar el tiempo entre las igualaciones sucesivas con las imágenes almacenadas. El HEC luego controla la aplicación de balasto al abrir las puertas de balasto en las zonas de dispersión y al cerrar las puertas de balasto cuando las zonas de dispersión han sido cruzadas. La F1G. 18 representa un sistema modificado que hace uso de un láser a bordo 412 para obtener información y de distancia y velocidad del tren. Una serie de reflectores 414 se espacian en ubicaciones conocidas a lo largo de la vía férrea. El láser genera haces de láser 416. Cuando estas luces se interceptan por uno de los reflectores 412, un haz de retorno 418 se refleja de regreso al láser 412. Las señales de retorno 418 se descodifican mediante el sistema de circuitos de descodi fi cae i ón adecuado 420 utilizando el retardo de tiempo entre las señales transmitidas y de regreso y el cambio de frecuencia para determinar la distancia actual para cada reflector 414 y la velocidad del tren. Esta información de ubicación y velocidad se proporciona mediante el sistema de circuito 420 al HEC 205. El HEC 205 luego opera las puertas de balasto en una manera para aplicar la cantidad requerida de balasto a las zonas de dispersión de balasto y discontinúa la dispersión cuando el final de cada zona de dispersión ha sido alcanzado. La FIG. 19 representa gráficamente un sistema alternativo que hace uso de un dispositivo de radar a bordo 422 que puede ser del tipo comúnmente utilizado sobre vías férreas y el similar por las organizaciones de la aplicación de la ley. Una pluralidad de puntos de referencia 424 se establece a lo largo de la vía férrea en las ubicaciones fijas y conocidas. El dispositivo de radar 422 transmite las señales de radar 426. Estas señales se reflejan como señales de regreso 428 por los puntos de referencia 424 y se reciben por el dispositivo de radar 422. Una interfase adecuada 430 se puede proporcionar al HEC 205. El dispositivo de radar 422 usa las señales de regreso 428 para determinar la ubicación y velocidad actual del tren, y esta información se proporciona al HEC 205 a través de la interfase 430. El HEC luego controla las puertas de la tolva a fin de aplicar el balasto a las zonas de dispersión en la manera descrita previamente. Con referencia a la Fig. 20, el tren se puede proporcionar con un transpondedor de radiofrecuencia a bordo 432. Los t anspondedores de radio frecuenta de orilla del camino 434 pueden ser proporcionados en ubicaciones conocidas a lo largo de la vía férrea. El transpondedor a bordo 432 transmite las señales de interrogación RF 436. Cuando una de las señales 436 es captada por un transpondedor de orilla del camino 434, ese transpondedor envía una señal de respuesta RF 438 al transpondedor a bordo 432. Las señales de respuesta 438 se pueden utilizar por el transpondedor 432 para determinar la ubicación actual del tren así como su velocidad. El transpondedor de radio abordo proporciona la información de ubicación y velocidad al HEC 205 de modo que el HEC puede controlar las puertas de balasto en una manera para aplicar suficiente balasto para constituir la deficiencia en cada zona de dispersión. Los transpondedores de orilla del camino 434 pueden ser ya sea dispositivos activos o pasivos. Si los transpondedores 434 son dispositivos activos, requieren energía de batería o energía externa para la operación. Tales dispositivos pueden ser efectivos en distancias arriba de una milla. El uso de transpondedores pasivos 434 tiene la ventaja de que no son costosos y no requieren energía externa. La energía radiada recibida por las señales de interrogación 436 se puede utilizar por los transpondedores pasivos para la transmisión de las señales de respuesta 438. Sin embargo, el alcance de tal dispositivo pasivo típicamente es entre 15 y 50 pies para la operación confiable.
La Fig. 21 representa un sistema que hace uso de las técnicas magnéticas para obtener la ubicación y velocidad del tren. Un sensor adecuado 440 se lleva sobre el tren y es sensible a variaciones en el campo magnético ambiental. Los imanes 442 se pueden colocar a lo largo del hecho de las vías férreas o riel en ubicaciones conocidas tal que el sensor proporciona una señal al HEC 205 cada vez que uno de los imanes 442 se encuentre por el tren. El HEC así mantiene la vía de localización del tren a través de la señalización del sensor 440 y puede calcular la velocidad del tren al tomar en cuenta el tiempo entre las señales sucesivas. El HEC luego controla las puertas de balasto en la manera previamente descrita para aplicar balasto a las zonas de dispersión en las cantidades apropiadas. El sensor 440 puede en cambio hacer uso de variaciones en el campo magnético de la tierra en ubicaciones conocidas a lo largo del Lecho del riel. Ese tipo de sensor requiere alta sensibilidad a fin de interpretar las variaciones en el campo magnético de la tierra confiablemente suficiente para proporcionar información de ubicación confiable. Además, los efectos de la rotación de la tierra y las alteraciones graví tacionales de la luna necesitan ser tomadas en cuenta, junto con otras alteraciones pequeñas que puedan ocurrir. Sin embargo, tal sistema tiene la ventaja de que no es necesario colocar dispositivos magnéticos u otros dispositivos de orilla del camino a lo largo de la vía férrea . Las técnicas de detección térmicas también se pueden utilizar. La figura 22 ilustra un sistema en el que un sensor térmico 444 es montado sobre el tren. El sensor 444 se puede proporcionar con un perfil térmico de referencia a lo largo de la vía férrea. Conforme el tren se mueve a lo largo de la vía férrea, el sensor 444 detecta el perfil térmico actual a lo largo de la vía férrea, como se indica en el 446. Para comparar el perfil térmico actual con el perfil de referencia, el sensor 444 puede detectar la ubicación actual del tren y proporcionar la información de ubicación a HEC 205. El HEC puede computar la velocidad del tren al tomar en cuenta el tiempo requerido para moverse entre las ubicaciones conocidas diferentes a lo largo de la vía férrea. Alternativamente, el sensor 444 puede hacer uso de los dispositivos térmicos hechos por el hombre que se localizan a lo largo de la vía férrea. Por ejemplo, un motor que genera calor 448 se puede ubicar en una posición conocida a lo largo de la vía férrea. Las luces de la calle 450, señales de cruce 452, señales de tráfico 454 y otra instrumentación de orilla del camino miscelánea, unidades de energía o edificios en ubicaciones conocidas también se pueden detectar por el sensor 444 y utilizar para determinar la ubicación del tren. Una superficie que absorbe calor particularmente fuerte 458 a lo largo de la vía férrea también se puede detectar para determinar la ubicación del tren. Las zonas de dispersión de balasto son marcadas por un sistema GPS integrado como se describe, y el sistema de inercia 14 sirve como un sistema de respaldo al sistema GPS. Como se muestra en la Fig. 27, el sistema de inercia 14 incluye un giroscopio de fibra óptica 600, una serie de acelerómetro 602, sensores de inclinación 604 y un sensor Doppler 606. Cl sistema de inercia 14 sirve como un sistema de respaldo para el sistema GPS y produce coordenadas de latitud y longitud en situaciones cuando una señal de GPS no se recibe, tal como cuando el tren está en un túnel. El giroscopio de fibra óptica 600 detecta los cambios en el rumbo utilizando técnicas e instrumentación giroscópicas conocidas. Los acelerómetros 602 actúan para detectar los cambios en la aceleración y desaceleración. Los sensores de inclinación 604 detectan cambios en la posición vertical perpendicular a los rieles a lo largo con el tren que viaja. El censor Doppler 606 proporciona un medio inalámbrico para detectar la velocidad de tierra del tren. Estos sensores y/o sistemas se pueden utilizar conjuntamente en varias combinaciones o separadamente e independientemente para marcar con exactitud y repetidamente las zonas de dispersión a lo largo de la vía férrea y controlar la aplicación de balasto a las zonas de dispersión. La presente invención también contempla un método y aparato único para reconocer un lecho de vía férrea. Con referencia a la Fig. 23, esta técnica de reconocimiento hace uso de un perfil de referencia del terreno a lo largo del lecho de vía férrea. Un dispositivo de perfil tal como un láser o radar se puede utilizar para obtener el perfil de terreno de referencia 460. El perfil de referencia 460 representa una condición de balasto ideal. Un vehículo de reconocimiento viaja a lo largo de la vía llevando un dispositivo de perfil 462 que puede ser un dispositivo tal como una láser o radar. El dispositivo de perfil 462 obtiene un perfil de la condición de balasto actual 464 y proporciona esa información al HEC 205. La condición de balasto actual se puede comparar por el software adecuado con el perfil de referencia para determinar la localización de cada zona de dispersión en la cual existe deficiencia de balasto, y la extensión de la deficiencia en cada zona de dispersión. De esta manera, la ubicación de cada zona de dispersión se puede determinar por el reconocimiento y almacenamiento de modo que el tren de dispersión de balasto luego puede viajar a lo largo de la vía férrea y aplicar balasto en la cantidad necesaria para constituir la deficiencia en cada zona de dispersión . La presente invención además contempla un sistema de aplicación de balasto manual en el que el reconocimiento y aplicación se hacen "al vuelo". En un sistema de este tipo, el grupo de carros de rieles interconectados se transportan a lo largo de la vía férrea. Un operador entrenado a bordo del tren visualmente detecta cuando una zona a lo largo del lecho de la vía férrea que está siendo aproximada por el tren es deficiente en balasto, junto con la ubicación de la zona y la extensión de la deficiencia de balasto. El operador luego envía señales al HEC 205 que una zona de dispersión está siendo aproximada y proporciona información en cuanto a su localización y la extensión de la deficiencia de balasto. El controlador luego opera en la manera descrita previamente para abrir o abrir parcialmente por lo menos una de las puertas de balasto cuando la ubicación de la zona no de dispersión se alcanza a fin de descargar balasto en una proporción suficiente para constituir la deficiencia de balasto en la zona de dispersión. Cuando el final de la zona de dispersión se alcanza, la puerta se cierra a fin de descontinuar la aplicación de balasto al camino de la vía férrea. Debido a que el reconocimiento y la aplicación son combinados utilizando esta técnica, se ahorran tiempo y gasto considerables. Sin embargo, el personal de nivel relativamente alto normalmente es requerido para asegurar la precisión en el llamado de las zonas de dispersión/no de dispersión junto con los requerimientos de proporción de aplicación. Tal sistema encuentra su utilidad más grande en las áreas de dispersión de bajo riesgo tal como áreas donde existe una ausencia de zonas no de dispersión. Las FIGS. 24-26 representan implementaciones de la invención que hacen uso de la fotogrametría aérea. De acuerdo con estas modalidades de la invención, las indicaciones de las áreas a lo largo del lecho de la vía férrea que son deficientes en balastos se determinan al obtener imágenes de resolución al as de J a vía férrea de ubicaciones aéreas. Refiriéndose primero a la FIG. 24, un satélite 500 hace uso de la fotometría de tecnología alta que tiene suficiente resolución para permitir el reconocimiento de las características del lecho de la vía férrea. A manera de ejemplo, el satélite 500 puede utilizar tecnología de formación de imágenes conocida para determinar la ubicación de una marca conocida 502. Una rejilla de DGPS 504 se puede sobre colocar sobre una ubicación conocida ya sea en o una distancia conocida de la marca 502. De esta manera, la ubicación de las zonas de dispersión y no de dispersión se peden identificar con precisión, como pueden otras concisiones de vía férrea tal como la ubicación de el equipo de vía, puentes, cruces y los similares. Las actualizaciones de imagen se pueden determinar mediante la velocidad del satélite orbital o mediante la velocidad de rotación de la cámara para satélites geoestacionarios . Las restricciones pueden ocurrir debido a la cubierta de nubes u otras condiciones atmosféricas, pero aun luego, la formación de imágenes de satélite se puede utilizar como un respaldo efectivo para otro reconocimiento, incluyendo reconocimiento basado en la tierra . El tren de balasto 506 que lleva uno o más carros de rieles que son operables para dispersar balasto en la manera previamente descrita viaja a lo largo de un lecho de vía férrea 508. El tren 506 obtiene información de GPS desde una constelación de satélites de GPS 510 e información de corrección de GPS diferencial como una opción. Las imágenes que son capturadas en una ubicación aérea mediante el satélite 500 con información que indica la ubicación de las imágenes se puede transmitir directamente al tres de balasto 506, y la computadora a bordo en el tres 506 puede reconocer automáticamente los requerimientos de vía y lecho de camino utilizando el reconocimiento de imagen. Alternativamente, la información de imagen se puede transmitir a una estación base (no mostrada) donde un análisis más completo de la información se puede realizar. La estación base luego puede transmitir la información analizadas al tren que es utilizado para la dispersión de balasto . De esta manera, el tren de balasto 506 se proporciona con información precisa y confiable en cuanto las ubicaciones en las zonas de dispersión de balasto que son deficientes en balasto. El tres 506 luego puede descargar el balasto en las zonas no de dispersión como conforme los carro de rieles que llevan el balasto se transporten sobre las zonas no de dispersión. La información de imágenes capturadas por el satélite 500 se puede utilizar para determinar la cantidad de balasto que necesita ser aplicado a fin de constituir la deficiencia en cada zona que tiene una deficiencia de balasto. Consecuentemente la cantidad correcta de balasto se descarga en las ubicaciones apropiadas para constituir cualquiera de las deficiencias que están presentes a lo largo del hecho de vía férrea 508. Con referencia a la FIG. 25, la fotogrametría aérea también se puede implementar utilizando aeronaves tripuladas tal como la aeronave de alas rotatorias 520 (o una aeronave de alas fijas si se desea) . La aeronave tripulada 520 recibe la información de GPS y hace uso de una rejilla de posición generada por el DGPS que se puede localizar en o una distancia conocida de una marca fija 524. La aeronave 520 captura los datos fotogramétricos de tiempo real utilizando las imágenes fotográficas en la rejilla de DGPS 522. Los análisis de los datos de imagen y posición se pueden hacer a bordo de la aeronave utilizando el reconocimiento de imagen junto con las modificaciones del operador u otras técnicas si es necesario. De esta manera, la aeronave tripulada 520 determinan las ubicaciones de las zonas de dispersión de balasto que son deficientes en balasto. Esta información se puede transmitir como se indica en el 526 a un tren de dispersión de balasto 528 que viaja a lo largo de un lecho de vía férrea 530. Alternativamente, la información se puede transmitir desde la aeronave 520 a una estación de base en la tierra que luego transmite la información al tren de balasto 528. Utilizando esta técnica, el tren de balasto 520 puede aplicar balasto desde los carros de rieles a cada una de las zonas no de dispersión que son deficientes en balasto, y la cantidad correcta de balasto se puede aplicar en cada caso . Otros métodos fotogramétricos se pueden utilizar para la recolección de datos de reconocimiento, incluyendo un vehículo remotamente piloteado (RPV) o un vehículo aéreo no tripulado (UAV) tal como el vehículo 540 mostrado en la FIG. 26. El uso de un UAV (o RPV) proporciona observaciones de cerca de las condiciones de la vía férrea sin el requerimiento de carga pesada demandada por los vehículos aéreos tripulados. El UAV 540 (o RPV) puede recibir información de GPS y corrección de GPS diferencial. El uso de las técnicas de alineación y orientación permiten al UAV 540 comparar esta información a la formación de imágenes recolectadas de las cámaras que están a bordo del vehículo 540. Previamente los datos recolectados se pueden utilizar para establecer puntos de referencia, y una rejilla de GPS 542 también se puede utilizar. El UAV 540 usa medios de recolección de datos múltiples para lograr su objetivo de recolección de datos en ya sea clima soleado o inclemente. Entre las técnicas que se pueden utilizar son láser o lidar, infrarrojo, radar y fotogrametría. El uso de estas técnicas permite la operación en todos los tiempos de día y en todas las condiciones pero extremas. El UAV 540 (o RPV) se puede enviar a reconocer el lecho de la vía férrea desde una instalación de lanzamiento que puede ser la batea de camión 544 o un carro de rieles formado como parte de tren de balasto 546. El vuelo del vehículo 540 es dirigido por la computadora a bordo en el tren de balasto u otro vehículo basado en la tierra tal como el camión 540 u otra base de tierra. El vehículo 540 tiene la información geográfica almacenada a bordo así como equipo de control de vuelo automatizado que asegura la autonomía completa en la recolección de datos . También se puede monitorear por un sistema basado en la tierra para las modificaciones de curso de vuelo o situaciones de emergencia. El vehículo 540 obtiene imágenes de resolución que proporcionan información en cuanto a las ubicaciones de las zonas de dispersión de balasto a lo largo del hecho de la vía férrea 548 de modo que el tren de balasto 546 puede aplicar el balasto necesario para cada zona de dispersión de balasto en la manera descrita previamente. Se contempla que la información en cuanto a las ubicaciones de la zona de dispersión de balasto y las imágenes capturadas por el vehículo 540 será transmitida directamente al tren como se indica en el 550. La información se puede analizar por el tren 546 para la aplicación precisa de balasto. El vehículo no tripulado 540 se puede recuperar al dirigirlo a una instalación de lanzamiento utilizando una secuencia de aterrizaje predeterminada. La recuperación directa del vehículo de lanzamiento 544 u otra instalación de lanzamiento también se puede implementar. A partir de lo anterior será observado que esta invención esta bien adaptada para alcanzar todos los fines y objetivos expuestos anteriormente en la presente conjuntamente con las otras ventajas que son obvias y que son inherentes a la estructura. Será entendido que ciertas características y subcombinaciones son de utilidad y se pueden emplear sin referencia a otras características y subcombinaciones. Esto es contemplado por y está dentro del alcance de las reivindicaciones . Puesto que muchas modalidades posibles se pueden hacer de la invención sin apartarse del alcance de la misma, va a ser entendido que toda la materia expuesta en la presente o mostrada en los dibujos acompañantes va a ser interpretada como ilustrativa y no en un sentido limitativo.