MXPA98005889A - Sistema de vision ferroviario - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un sistema de visión ferroviario para un tren que viaja a lo largo de una vía ferroviaria que se caracteriza por una multiplicidad de dispositivos de señal de vía, cada uno de los cuales situados a lo largo de tal vía ferroviaria, a fin de comunicar desde un organismo operante ferroviario la información que incluye direcciones en cuanto a cómo tal tren deberáproceder a lo largo de un segmento de tal vía ferroviaria generalmente correspondiente a la misma, dicho sistema de visión ferroviario comprende:(a) un sistema de ubicación de señal para aislar de manera visual uno de tales próximos dispositivos de señal de vía, cuando tal tren se aproxima al mismo, y para leer dicha información cuando se encuentra disponible a partir del mismo;y (b) un sistema de navegación ferroviario para determinar una posición que tal tren ocupa en tal vía ferroviaria, y para proporcionar dicho sistema de ubicación de señal con datos en cuanto a la ubicación de tal próximo dispositivo de señal de vía relativo a dicha posición de tal tren, permitiendo asíque dicho sistema de ubicación de señal aísle de manera visual tal próximo dispositivo de señal de vía cuando tal tren se acerca al mismo, y proporcionar dicha información cuando se lee a partir del mismo a dicho sistema de navegación ferroviario, a fin de que dicho sistema de navegación ferroviario pueda operar los frenos de tal tren de acuerdo con tal sistema de señalización de vía.

Description

SISTEMA. DE VISION FERROVIARIO REFERENCIA CRUZADA A LAS SOLICITUDES RELACIONADAS Esta solicitud se refiere a una solicitud copendiente Estadounidense, titulada Sistema de Navegación Ferroviario y Señal de la Cabina Integrada (Integrated Cab Signal And Rail Navigation System) , Número de Serie 08/898,373, presentada actualmente con la misma el 22 de Julio de 1997. La solicitud co-pendiente se cede al cesionario de la presente invención, y sus enseñanzas se incorporan en el presente documento como referencia. CAMPO DE LA INV?NCIÓN La presente invención se refiere en general a un sistema utilizado para forzar el frenado de un tren de acuerdo con la información del color de la luz de la señal recibida a partir de los dispositivos de señal de vía de un sistema de señalización de vía. Más particularmente, la presente invención se refiere a un sistema de visión ferroviario que puede leer de manera visual la información del color de la luz de la señal a medida que el tren se aproxima a cada dispositivo de señal de vía, y opera los frenos de acuerdo con esto. Todavía de manera más particular, el sistema de visión ferroviario puede utilizarse simplemente para advertir al operador de tren, de sólo los colores de la luz de la señal más restrictivos, recibidos desde un dispositivo de señal de vía, y si el operador de tren falla para reconocer la advertencia, impone una aplicación de freno de penalidad. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Un organismo que opera un ferrocarril es responsable de conducir el tráfico ferroviario con seguridad a lo largo de las rutas de las vías ferroviarias bajo su control. El movimiento de uno o más trenes a lo largo de la ruta de la vía ferroviaria puede conducirse en una variedad de maneras. Para los múltiples .trenes que viajan en una ruta sin señalización (es decir, en territorio obscuro) , típicamente el organismo operante imparte las ordenes por radio al operador de cada tren, a fin de mantener la separación adecuada entre trenes, y de otra manera guiar con seguridad cada tren a través de tal territorio. Para trenes que viajan en una ruta equipada con un sistema de señalización de vía, el organismo operante guía cada tren a través de los dispositivos de señal de vía dispersados en diversos intervalos por toda la longitud de la ruta ferroviaria. Aunque los trenes pueden guiarse con seguridad a lo largo de las rutas sin señalización, se prefieren los sistemas de señalización de vía, especialmente en rutas con tráfico pesado, ya que pueden utilizarse para guiar trenes aún con más seguridad y más rápido a lo largo de tales rutas señalizadas con menos distancia entre ellas.

Es bien conocido que un sistema de señalización de vía se utiliza para comunicar la información del color de la luz de la señal a un tren, a medida que viaja a lo largo de la ruta ferroviaria. Un tipo de sistema de señalización de vía se caracteriza por una sucesión continua de circuitos de detección del tren de CC a lo largo de la longitud total de la ruta ferroviaria, a través de los cuales se controla una multiplicidad de dispositivos de señal de vía separados uno de otro a- lo largo de la ruta. Cada circuito de detección del tren cubre una sección de la vía de aproximadamente 10,000 pies en longitud, y se aisla eléctricamente del siguiente circuito de detección a través de una junta aislada situada entre cada sección de la vía. Cada circuito de detección del tren, detecta simplemente si su sección de vía se encuentra ocupada por un tren, y comunica una señal indicativa de lo mismo a su dispositivo de señal de vía correspondiente. Para este tipo de sistema de señalización de vía, cada dispositivo de señal de vía, toma típicamente la forma de un despliegue de luces de colores, u otros indicios a través de los cuales se comunica de manera visual la información del color de la luz de la señal a un operador de tren. Es la información del color de la luz de la señal la que denota la condición del próximo segmento^ de la vía, es decir, si esta despejada, ocupada por un tren, o sujeta a alguna otra restricción de velocidad. Cada color de la luz de la señal se transmite por un color o combinación de colores, y denota un curso particular de acción requerido por el organismo operante. Los colores particulares rojo, amarillo y verde, generalmente denotan el mismo significado, como cuando se utilizan en un semáforo estándar. En un sistema de señalización de vía de cuatro colores de luz, por ejemplo, puede utilizarse el siguiente esquema: verde para despejado, amarillo y verde para aproximación media, amarilla para aproximación, y rojo para restringido/alto. Si se detecta un tren en una sección de la vía, el circuito de detección del tren correspondiente al mismo, informa a su dispositivo de señal de vía correspondiente. A medida que el tren se aproxima a un segmento de la vía, en la cual tiene cobertura el dispositivo de señal de vía, el organismo ferroviario -que opera ese segmento utiliza entones el dispositivo de señal de vía para comunicar de manera visual el color de la luz de la señal apropiada al operador de tren. Otro tipo de sistema de señalización de vía también se caracteriza por la sucesión continua de circuitos de detección del tren de CC a lo largo de la ruta de la vía ferroviaria. Estos también se utilizan para controlar los dispositivos de señal de vía separados a largo de la ruta. Cada uno de los dispositivos de señal de vía en este tipo de sistema de señalización, también incluye un circuito de vía de CA que acompaña o se sobrepone a cada circuito de detección del tren de CC, y sirve para complementar su despliegue visual. Cada dispositivo de señal de vía a través de su circuito de vía de CA, comunica a través de los rieles la información del color de la luz de la señal (es decir, la señal de cabina) hasta un rango de aproximadamente 5,000 pies. A medida que el tren se viaja sobre los rieles, la señal de cabina se detecta al levantar las bobinas montadas al frente del eje delantero de la locomotora. La señal de cabina se filtra, decodifica, y eventualmente se transmite a un dispositivo de señal de cabina ubicado en la cabina de la locomotora. El dispositivo de señal de cabina típicamente incluye una despliegue de luces de colores para transmitir de manera visual la información del color de la luz de la señal, a fin de que el operador de tren se mantenga informado del color de la luz de la señal aplicable al próximo segmento de la vía. La mayoría de los organismos operantes ferroviarios tal como Conrail y Union Pacific, por ejemplo, utilizan el sistema de cuatro colores para comunicar la condición del próximo segmento de la vía. Cada uno de los dispositivos de señal de vía en tal sistema, típicamente toma la forma de un circuito de vía de frecuencia de energía de CA, a partir del cual una frecuencia portadora que varia típicamente entre 50 a 100 Hertz, porta la señal de cabina en formato codificado. En este sistema de señalización de vía de cuatro colores de luz, cada color de la luz de la señal, se comunica a través de impulsos eléctricos en la manera arriba mencionada al dispositivo de señal de cabina, utilizando las siguientes velocidades de código preestablecidas: 180 impulsos por minuto para Despejado, 120 para Aproximación Media, 75 para Aproximación, y 0 para Restringido/Alto . Cada uno de los últimos tres colores de la luz, imponen una restricción en la velocidad, con la cual puede proceder el tren a lo largo de ese segmento de la vía ferroviaria. Por ejemplo, dos trenes que viajan en la misma dirección a través de la ruta ferroviaria equipada con un sistema de señalización de vía de tres colores de luz, pueden dirigirse como sigue. Un tren se aproxima a un dispositivo de señal de vía que despliega un color de la luz verde/despejado que indica que se encuentra despejado para proceder en el próximo segmento de vía. Mientras tanto, otro tren situado dos segmentos adelante se detiene en un segmento de la vía, cuyo dispositivo de señal de vía despliega un color de la luz rojo/alto. La siguiente señal que encuentra el tren que viaja es un color de la luz amarillo/aproximación, debido a que el tren delantero ocupa el segmento de la vía dirigido por el dispositivo de señal de vía que despliega el color de la luz rojo/alto. El color de la luz amarillo/aproximación, típicamente indica que el tren que viaja debe reducir su velocidad y prepararse para detenerse antes de encontrar el segmento de la vía cubierto por el siguiente dispositivo de señal de vía. Si el tren delantero no se ha movido aún, el tren posterior debe detenerse antes de que alcance el siguiente dispositivo de señal de vía, debido a que este dispositivo de señal es el que todavía despliega el color de la luz rojo/alto. Los fabricantes del equipo ferroviario han ofrecido una variedad de sistemas, cuyo objetivo es operar los frenos de un tren de acuerdo con tales direcciones impartidas por los organismos operantes ferroviarios. Estos sistemas típicamente emplean los dispositivos de señal de la cabina conjuntamente con los sistemas de protección automática del tren (ATP) . Al procesar las direcciones recibidas a partir de los sistemas de señalización de vía de acuerdo a principios conocidos, tales dispositivos y sistemas de la técnica anterior se utilizan para derivar, y requerir que el tren concuerde con, perfiles de frenado. Típicamente, estos sistemas de la técnica anterior frenan el tren de manera automática cuando el tren opera en contrario a los límites impuestos por los perfiles de frenado, y por lo tanto contrario al sistema de señalización de vía en el cual viaja el tren. El dispositivo de señal de cabina típicamente se caracteriza por un dispositivo de advertencia audible, y una entrada de reconocimiento. La entrada de reconocimiento permite que el operador de tren reconozca los colores de la luz de la señal más restrictivos, y evitar así una aplicación del freno de penalización. Por ejemplo, cuando el tren encuentra un segmento de la vía sobre la cual una de las restricciones de velocidad se encuentra con fuerza, y sin embargo se permite al tren exceder la restricción de velocidad, el dispositivo de señal de cabina activará el dispositivo de advertencia audible. Si el operador de tren no inicia un servicio de aplicación del freno de tal manera que el tren concuerde con el perfil de frenado de la distancia de velocidad calculado, el dispositivo de señal de cabina impondrá automáticamente una aplicación del freno de penalidad para detener el tren. El dispositivo de señal de cabina proporciona típicamente energía de manera continua a un circuito alimentado para energizar y así mantener cerrada una válvula electronumática. Si el tren se enreda con el perfil de frenado de la distancia de velocidad, el dispositivo de señal de cabina desenergiza la válvula para ventilar la tubería de freno hacia la atmósfera, aplicando así los frenos. En locomotoras más recientes equipadas con sistemas de control de freno modernos, tal como el sistema WABCO EPIC7, el dispositivo de señal de cabina ofrece una entrada similar al sistema de control de freno electrónico, para proporcionar la misma función. Algunos dispositivos de señal de la cabina también ofrecen protección de exceso de velocidad, como una característica opcional. Un dispositivo de detección de velocidad proporciona una indicación de velocidad al dispositivo de señal de cabina. El dispositivo de señal de cabina automáticamente apaga el motor de la locomotora si la velocidad del tren excede un valor predeterminado. La cobertura territorial de los circuitos de detección del tren de CC, y los circuitos de la vía de AC del dispositivo de señal de vía, típicamente no es coextensivo. Mientras que cada circuito de detección del tren de CC cubre un sección de la vía de aproximadamente 10,000 pies de longitud, cada dispositivo de señal de vía a través de su circuito de vía de AC puede aplicar típicamente su señal de la cabina en una base confiable hasta un rango de aproximadamente 5,000 pies. Consecuentemente, las unidades repetidoras se utilizan con frecuencia para completar los espacios, a fin de proporcionar la cobertura continua de señal de la cabina entre dispositivos de señal de vía. Los dispositivos de señal de cabina en los trenes actuales se diseñan para operar en sistemas de señalización de vía que proporcionan cobertura continua sobre la ruta total de la vía. Si falla un dispositivo de señal de vía o una unidad repetidora, el dispositivo de señal de cabina interpretarán la pérdida de la información del color de la luz de la señal como un color de la luz de alto, e impondrán automáticamente una aplicación del freno de penalidad. Aunque el operador de tren típicamente puede evitar una aplicación del freno de penalidad por reconocimiento u otras acciones, generalmente no es aceptable de manera operacional requerir de manera rutinaria los procedimientos repetidos de "desconectar" y "conectar" la señal de la vía para cubrir tal pérdida de cobertura. Aunque tales sistemas de señalización de vía se utilizan ampliamente tanto en características de tránsito de pasajeros como ferrocarriles de carga, no se han desplegado de manera extensiva en las rutas largas de ferrocarril de carga. Esto se debe principalmente a las consideraciones de costo. Es muy costoso equipar las rutas de la vía ferroviaria con dispositivos de señal de vía, dejando solo las unidades repetidoras necesarias. La necesidad de solo unidades repetidoras puede ser con frecuencia más del doble del costo de la implementación de un sistema de señalización de vía. Este incremento en costo se debe a la necesidad para infraestructura, tal como sitios de adquisición en los cuales se instala el equipo, y se proporciona los cimientos, alojamientos de equipo y entrada de energía a esos sitios. Por lo tanto, muchas rutas ferroviarias tiene el tipo de sistema de señalización de vía, en el cual hay espacios en la cobertura de la señal de cabina, debido a ya sea, que las unidades repetidoras no se encuentren en uso, o solo se utilizan en ciertos lugares. Para trenes de flete pesado con dispositivos de señal de cabina continuos, convencionales, generalmente no es práctico proporcionar técnicas automáticas de parada de tren para forzar el frenado. No se conocen diversos factores tales como las características de frenado, las longitudes y grados del bloque de señal para cualquier tren y terreno dado, y así las condiciones en el peor de los casos, por lo tanto deberían suponerse. Esto resultaría en suposiciones de curva de frenado excesivamente restrictivas, en la mayoría de los casos, las cuales afectarían severamente las operaciones del tren demasiado severamente para ser prácticas. Consecuentemente, la mayoría de los operadores de trenes de carga con dispositivos de señal de cabina continuos (por ejemplo, los ferrocarriles Conrail y Union Pacific) , solo proporcionan un advertencia de los colores de la luz de la señal más restrictivos, con un requerimiento de reconocimiento. Los frenos de penalidad se aplican automáticamente solo si el operador de tren falla al reconocer los colores de la luz de la señal más restrictivos. Así, el operador de tren puede satisfacer de esta manera el requerimiento de reconocimiento, aún cuando no aplique los frenos con el fin de detener el tren antes de aproximarse a una señal roja. Todavía otro tipo de sistemas de señalización de vía, también se caracteriza por la sucesión continua de circuitos de detección del tren de CC a lo largo de la ruta de la vía ferroviaria. También se utilizan para controlar los dispositivos de señal de vía separados a lo largo de la ruta. Sin embargo, en este tipo de sistema de señalización de vía, cada uno de los dispositivos de señal de vía controla un transpondedor de vía ubicado en un punto fijo a lo largo de la vía antes de cada dispositivos de señal de vía. Cuando se detecta un tren en una sección de la vía, el circuito de detección del tren correspondiente al mismo, informa a su dispositivo de señal de vía correspondiente. Sin embargo, el tren solo puede recibir la información del color de la luz de la señal proveniente del transpondedor a medida que viaja por cada punto fijo. Al utilizar los transpondedores de vía para transmitir los datos codificados adicionales, tal como el perfil del próximo segmento de vía y la longitud de bloque de señal, un tren equipado con un sistema automático de protección del tren (ATP) es capaz de forzar el frenado en rutas cubiertas por tal sistema de señalización de vía. La desventaja principal de los sistemas de ATP en base a un transpondedor, es que se requiere que los trenes equipados de tal manera pasen puntos discretos en la vía ferroviaria para recibir la información del color de la luz de la señal actualizada. Algunas organismos ferroviarios han utilizado por lo tanto sistemas de radio para complementar la información recibida de los transpondedores de vía. Otros organismos han utilizado solo transpondedores fijos, con información actualizada transmitida por radio a partir de los dispositivos de señal de vía. Otro inconveniente común para todos los sistemas de ATP basados en el transpondedor, es que son bastante costosos de instalar y mantener. Por ejemplo, el mantenimiento típicamente requiere el reemplazo de transpondedores que están dañados. El mantenimiento también requiere un cambio en los códigos o ubicaciones de los transpondedores, ya que la configuración de la vía ferroviaria también puede cambiarse con el tiempo. Los sistemas de protección automática del tren actuales, presentan desventajas significativas si se utilizan en conexión con sistemas de señalización de vía que se caracterizan por dispositivos de señal de vía que tienen circuitos de vía de CA, o transpondedores de punto fijo. Para los sistemas de señalización de vía que se caracterizan por dispositivos de señal de vía caracterizados por circuitos de vía de CA, es costoso equipar las rutas ferroviarias con unidades repetidoras para evitar los espacios en la cobertura, a partir de las cuales la información del color de la luz de la señal sería inutilizable. Además, el dispositivo de señal de cabina interpretará tal pérdida de la señal de cabina como un color de la luz de alto, e impondrá automáticamente la aplicación del freno de penalidad. Para los sistemas de señalización de vía que se caracterizan por dispositivos de señal de vía caracterizados por transpondedores de punto fijo, se requiere que un tren equipado para viajar en tales rutas, pase puntos fijos para recibir la información actualizada de guía y del color de la luz de la señal proveniente de los transpondedores. Los sistemas transpondedores también son costoso de instalar y mantener. Por lo tanto, existe la necesidad en la industria ferroviaria de un sistema que opere los frenos de un tren de acuerdo con un sistema de señalización de vía, sin las desventajas arriba mencionadas. Específicamente, sería muy deseable desarrollar un sistema que pueda leer de manera visual la información del color de la luz de la señal a partir de cada dispositivo de señal de vía de un sistema de señalización de vía. Tal sistema podría diseñarse para operar en cualquier tipo de sistema de señalización de vía que despliega de manera visual la información del color de la luz de la señal. La materia del asunto relacionada con la invención, se describe y reivindica en una solicitud copendiente Estadounidense titulada Sistema de Navegación Ferroviario (Rail Navigation System) , Número de Serie 08/604,032, presentada el 20 de Febrero de 1996. Esta solicitud co-pendiente se cede al cesionario de la presente invención, y sus enseñanzas se incorporan en el presente documento como referencia. El sistema de navegación ferroviario permite que un tren ubique la posición que ocupa en una ruta de la vía ferroviaria. Como se describe mejor en el documento citado, el sistema de navegación ferroviario se caracteriza por una base de datos que incluye los datos que pertenecen a la ubicaciones de la rutas de la vía ferroviaria, y las ubicaciones y orientaciones de curvas e interruptores en esas rutas de la vía ferroviaria. También recibe las entradas provenientes de dispositivos tal como un odómetro, un aparato de medición de viraje, y un receptor de navegación. De acuerdo con las instrucciones contenidas dentro de su código de programación, el sistema de navegación ferroviario utiliza los datos arriba mencionados conjuntamente y en comparación con las entradas enumeradas, para determinar donde se ubica el tren en relación a los datos de ubicación de la ruta de la vía almacenados en la base de datos a bordo. A través de tal procesamiento, las coordenadas que el tren ocupa en el globo se comparan contra la información de la base de datos, para determinar no solo en que vía viaja el tren, sino también la posición particular que el tren ocupa en esa vía. De observarse que la información anterior de los antecedentes se proporciona para auxiliar al lector en el entendimiento de la presente invención. De acuerdo con lo anterior, cualquiera de los términos utilizados en la presente no intenta limitarse a ninguna interpretación estrecha en particular, al menos que se establezca específicamente de otro modo en este documento. OBJETIVOS DE LA INVENCIÓN Es por lo tanto un objeto principal de la presente invención, leer de manera visual la información del color de la luz de la señal proveniente de cada dispositivo de señal de vía de un sistema de señalización de vía a medida que el tren se aproxima al mismo, y opera los frenos de acuerdo con esto. Otro objetivo es leer de manera visual la información del color de la luz de la señal proveniente de cada dispositivo de señal de vía de un sistema de señalización de vía, y advertir al operador de tren solo los colores de luz de la señal más restrictivos, e imponer una aplicación del freno de penalidad si el operador falla ale reconocer la advertencia. Todavía otro objetivo es proporcionar un sistema de visión ferroviario que puede determinar de manera visual si un cruce próximo se encuentra obstruido, y advertir automáticamente al operador de tren de acuerdo con lo anterior. Aún otro objetivo es determinar de manera visual cuando se obstruye un cruce próximo, y hacer automáticamente un registro visual del encuentro entre el tren y el cruce. Aún otro objetivo es integrar las técnicas de procesamiento de señal de video en un sistema de navegación ferroviario, de tal manera que la tarea de leer de manera visual y actuar sobre la información del color de la luz de la señal a partir de los dispositivos de señal de vía de un sistema de señalización de vía, es tanto técnicamente práctica y económicamente factible. Un objetivo adicional es desarrollar un sistema de visión ferroviario que pueda utilizarse con un sistema de señalización de vía, cuya cobertura no se extiende por la ruta ferroviaria total. Todavía un objeto adicional es desarrollar un sistema de visión ferroviario que pueda operar los frenos de un tren de acuerdo con un sistema de señalización de vía, sin la necesidad de modernizar o de otra manera modificar la infraestructura existente del sistema de señalización de vía. Aún un objeto adicional es desarrollar un sistema de visión ferroviario capaz de actuar como un sistema de protección automática del tren, y uno que pueda implementarse casi en todos los tipos de trenes con una mínima afectación en las operaciones y prácticas actuales de manejo de tren. Aún un objetivo adicional es implementar un sistema de visión ferroviario capaz de ejecutar de manera general las mismas funciones como, y a costo inferior que, los sistemas de "Control Avanzado del Tren" y "Separación Positiva del Tren" en base a radio alternativo, considerados actualmente o desarrollados por otros fabricantes. Todavía un objeto adicional es desarrollar un sistema de visión ferroviario que puede incorporarse de manera incrementada en más y más trenes en una base individual, sin requerir que cada tren que opera en la misma área sea equipado antes de que cualquier tren pueda derivar las ventajas de utilizar la presente invención. Además de los objetivos y ventajas listados arriba, diversos otros objetivos y ventajas de la invención serán más fácilmente aparentes para personas expertas en la técnica relevante, a partir de un lectura de la sección de descripción detallada de este documento. Los otros objetivos y ventajas serán particularmente aparentes cuando la descripción detallada se considere conjuntamente con los dibujos adjuntos, y las reivindicaciones anexas. SUMARIO DE LA INVENCIÓN En una primer modalidad actualmente preferida, la invención proporciona un sistema de visión ferroviario para un tren que se diseña para viajar a lo largo de una vía ferroviaria que se caracteriza por una multiplicidad de dispositivos de señal de vía. Cada dispositivo de señal de vía comunica a partir de un organismo operante ferroviario, la información de como el tren debe proceder a lo largo del próximo segmento de la vía ferroviaria. El sistema de visión ferroviario incluye un sistema de ubicación de señal, y un sistema de navegación ferroviario. A media que el tren se aproxima a cada dispositivo de señal de vía, el sistema de ubicación de señal aisla de manera visual el próximo dispositivo de señal de vía, y lee la información cuando se encuentra disponible a partir del mismo. El sistema de navegación ferroviario determina la posición que ocupa el tren en la vía ferroviaria, y proporciona al sistema de ubicación de señal con datos en cuanto a la ubicación del próximo dispositivo de señal de vía relativa a la posición del tren. Esto permite que el sistema de ubicación de señal aisle de manera visual el próximo dispositivo de señal de vía cuando el tren se aproxima al mismo. Cuando la información se encuentra disponible, el sistema de ubicación de señal la lee, y la proporciona después al sistema de navegación ferroviario. El sistema de navegación ferroviario opera los frenos del tren de acuerdo con el sistema de señalización de vía, si el segmento de la vía particular que el tren encuentra, se cubre por un dispositivo de señal de vía, y si la información se recibe efectivamente a medida que el tren se aproxima a este segmento particular de la vía. En una segunda modalidad actualmente preferida, la invención proporciona un sistema de visión ferroviario para un tren que se diseña para viajar a lo largo de la vía ferroviaria que se caracteriza por una multiplicidad de dispositivos de señal de vía. Cada dispositivo de señal de vía comunica a partir de un organismo operante ferroviario, la información incluyendo las direcciones de como el tren debe proceder a lo largo del próximo segmento de la vía ferroviaria. El sistema de visión ferroviario incluye un sistema de ubicación de señal, y un sistema de navegación ferroviario. El sistema de ubicación de señal aisla de manera visual el próximo dispositivo de señal de vía, y lee la información a partir del mismo a medida que el tren se aproxima al mismo. El sistema de navegación ferroviario determina la posición que ocupa el tren en la vía ferroviaria, y proporciona al sistema de ubicación de señal con datos en cuanto a la ubicación del próximo dispositivo de señal de vía relativa a la posición del tren. Esto permite que el sistema de ubicación de señal aisle de manera visual el próximo dispositivo de señal de vía, y proporcione la información leía a partir del mismo al sistema de navegación ferroviario. El sistema de navegación ferroviario puede entonces advertir al operador de tren, de las direcciones más restrictivas, y si el operador de tren falla para reconocer la advertencia, impone la aplicación del freno de penalidad. En una tercer modalidad actualmente preferida, la invención proporciona un sistema de visión ferroviario para un tren que se diseña para viajar a lo largo de una vía ferroviaria que tiene una multiplicidad de enlaces comunes o cualquiera de otros cruces que intersectan con la misma. El sistema de visión ferroviario incluye un sistema de ubicación de señal, y un sistema de navegación ferroviario. El sistema de ubicación de señal aisla visualmente el próximo cruce a medida que el tren se aproxima al mismo.

El sistema de navegación ferroviario determina la posición que ocupa el tren en la vía ferroviaria, y proporciona el sistema de ubicación de señal con la ubicación del próximo cruce relativo a la posición del tren. Esto permite que el sistema de ubicación de señal aisle de manera visual el próximo cruce, e informe al sistema de navegación ferroviario en cuanto a la condición del próximo cruce. A medida que el tren se aproxima al próximo cruce, el sistema de navegación ferroviario puede entonces advertir al operador de tren cuando el próximo cruce este obstruido. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La figura 1 ilustra en forma de bloque las modalidades actualmente preferidas, primera y segunda, de un sistema de visión ferroviario para un tren. La figura 2 ilustra en forma de bloque una tercer modalidad actualmente preferida de un sistema de visión ferroviario para un tren. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN ' Antes de describir la invención en detalle, se advierte al lector que, por motivo de claridad y entendimiento, los componentes idénticos que tienen funciones idénticas en cada uno de los dibujos acompañantes, se han marcado en donde es posible con las mismas referencias numéricas en cada una de las figuras proporcionadas en este documento.

La figura 1 ilustra una primer modalidad actualmente preferida de la invención, específicamente, un sistema de visión ferroviario capaz de funcionar como un sistema de protección automática del tren. Se propone para utilizarse en trenes diseñados para viajar a lo largo de una vía ferroviaria que se caracteriza por una multiplicidad de dispositivos de señal de vía. Es bien conocido que cada dispositivo de señal' de vía, comunica a partir un organismo operante ferroviario, la información del color de la luz de la señal en cuanto a como debe proceder el tren a lo largo del próximo segmento de vía ferroviaria. Este sistema de visión ferroviario puede leer de manera visual la información del color de la luz de la señal a medida que el tren se aproxima a cada dispositivo de señal de vía, y opera los frenos de acuerdo con el sistema de señalización de vía. El sistema de visión ferroviario 10 en su forma más básica comprende un sistema de ubicación de señal 100 y un sistema de navegación ferroviario 200. El sistema de ubicación de señal 100 se caracteriza por un medio de entrada 110, un medio de procesamiento 120, y opcionalmente, un dispositivo de cómputo 130 que depende de como se configura el sistema total 10. El medio de entrada 110 puede tomar la forma de cualquiera de una variedad de cámaras conocidas, que incluye los tipos de cámaras que se caracterizan por mecanismos de objetivo y acercamiento que pueden controlarse de manera externa para apuntar la cámara a un objetivo próximo con alta claridad, aún en distancias relativamente largas. Esto se utiliza para generar una señal de video indicativa de una imagen del objeto, tal como un dispositivo de señal de vía próximo, en el cual se enfoca. El medio de procesamiento 120 puede tomar la forma de cualquiera de uno de los diversos tipos de modalidades de hardware y software conocidas en la técnica del procesamiento de señal. Utilizando cualquier número de técnicas del procesamiento de señal bien establecidas, el medio de procesamiento 120 se utiliza para procesar la señal de video generada por la cámara 110, de tal manera que si el dispositivo de señal de vía próximo, y la información del color de la luz de la señal aparece en el mismo, se vuelve discernible. La modalidad de hardware/software y la técnica particular que se seleccionan para implementar el medio de procesamiento 120, dependerá por supuesto, principalmente del costo. El sistema de navegación ferroviario 200 incluye un dispositivo de almacenamiento 210, un dispositivo detector de la velocidad 213, un aparato de medición de viraje 220, un receptor de navegación 230, y una computadora 240. El dispositivo de almacenamiento 210 se utiliza principalmente para almacenar una base de datos compuesta de una variedad de información. Como se expone en el documento Estadounidense de apoyo, arriba mencionado Número de Serie 08/604,032, la base de datos incluye datos pertenecientes a (i) las ubicaciones de las rutas de la vía ferroviaria y (ii) las ubicaciones y orientaciones de las curvas y conmutadores en esas rutas de la vía ferroviaria. Sin embargo, nuevo a la presente invención, la base de datos también se caracteriza por lo datos pertenecientes a (iii) la ubicación de cada dispositivo de señal de vía en cada ruta de la vía ferroviaria, (iv) el tipo de cada dispositivo de señal de vía (por ejemplo, forma antecedente, número de luces, combinaciones posibles de color) , (v) la dirección que cada uno de los dispositivos de señal de vía indica (por ejemplo, con rumbo al este, o con rumbo al oeste, etc.) y la vía particular que cada uno de los dispositivos de señal de vía señala (por ejemplo, vía principal o lateral) , (vi) la posición de cada dispositivo de señal de vía con respecto a la vía particular y la dirección por la cual viaja el tren (por ejemplo, a la derecha, izquierda, elevado), (vii) la distancia a partir de cada dispositivo de señal de vía, en la cual debe comenzar la formación de imágenes del objeto, (viii) el numero de señal que aparece en el tablero de señales de cada dispositivo de señal de vía así equipado, y (ix) la posición del tablero de señales para cada dispositivo de señal de vía así equipado. Como se explica abajo, la base de datos también puede caracterizarse por datos que pertenecen a (x) la ubicación de cada enlace común u otro tipo de cruce en todas las rutas de la vía ferroviaria relevantes, y (xi) la distancia a partir de cada cruce, en la cual debe comenzar la formación de imágenes. Estos datos de ubicación se estabilizan para la identidad de cada ruta ferroviaria, típicamente por referencia a distancias de poste miliar. El dispositivo detector de la velocidad 213 puede tomar la forma de un eje generador, un sensor de velocidad del motor de tracción, u otro tipo de dispositivo conocido. Este se utiliza para detectar la rotación de uno de los ejes de la locomotora, a través de lo cual se genera una primer señal, a partir de la cual puede determinarse la velocidad del tren. El dispositivo detector de velocidad 213 puede tomar la forma de un odómetro, para determinar las distancia que el tren ha viajado fuera del tiempo estipulado. La señal del odómetro podría ser diferenciada en tiempo para averiguar la velocidad del tren. El aparato para medir el viraje 220 , y el receptor de navegación 230 se describen en el documento Estadounidense de apoyo, arriba mencionado Número de Serie 08/604,032. El aparato de medición de viraje 220 mide la velocidad, a la cual el tren gira mientras viaja por curvas en la vía ferroviaria. Puede tomar la forma de un giroscopio, a través del cual se genera una segunda señal, a partir de la cual puede determinarse la curvatura de la vía ferroviaria. El receptor de navegación 230 se utiliza para determinar la posición que ocupa el tren en el globo. Se prefiere que el receptor de navegación 230 tome la forma de un receptor de GSP, el cual puede recibir las coordenadas globales, tales como latitud y longitud, a partir de los satélites en órbita terrestres . El receptor de GSP también puede utilizarse para proporcionar información de orientación. El receptor de GSP debe ser lo suficientemente exacto para identificar una curva o un conmutador, en el cual se ubica el tren. Sin embargo, se anticipa que no será lo suficientemente exacto para determinar en cual conjunto de vías paralelas, adyacentes puede ubicarse el tren. De esta manera, los datos que proporciona el receptor de GSP por sí mismo, pueden ser solo una aproximación de la ubicación exacta que ocupa el tren en el globo. Es este receptor de navegación 230 el que genera una tercer señal indicativa de la posición aproximada del tren cercano a la vía ferroviaria. De acuerdo con las instrucciones contenidas en su código de programación, la computadora 240 utiliza las señales enumeradas conjuntamente con y en comparación a los datos arriba mencionados, para determinar no solo la posición que ocupa el tren en la vía ferroviaria, sino también la ubicación del próximo dispositivo de señal de vía en relación a la posición del tren. Específicamente, la computadora 240 determina donde se ubica el tren en relación a los datos de ubicación de la ruta ferroviaria almacenados en la base de datos en el tren. A través de tal procesamiento, las coordenadas que ocupa el tren en el globo, se comparan contra la información de la base de datos para determinar no solo en que vía viaja el tren, sino también la posición y segmento particular que ocupa el tren en la vía. Ya sea en intervalos predeterminados o continuos, la computadora 240 actualiza la posición y ubicación esperada del próximo dispositivo de señal de vía, en relación a la posición del tren, a medida que el tren continua aproximándose a este. Se espera que la actualización frecuente mejorará la habilidad del sistema para ubicar el próximo dispositivo de señal de vía, especialmente cuando el tren se aproxima a él, a lo largo de una vía curva, a partir de la cual el ángulo de enfoque puede cambiar de manera significativa. Al apreciar la posición y ubicación esperada por la computadora 240, el dispositivo de cómputo 130 del sistema de ubicación de señal 100, dirige la cámara 110 para enfocar el próximo dispositivo de señal de vía. Al procesar la señal de video generada por la cámara 110, el medio de procesamiento 120 intenta cambiar el próximo dispositivo de señal de vía, y la información del color de la luz de la señal que aparece en el mismo, discernible. Esto incluye identificar la porción de la imagen de video en la cual se transmite, para buscar la información del color de la luz de la señal, y el dispositivo de señal de vía. El dispositivo de cómputo 130 transmite a la computadora 240 el color de la luz de la señal como lo lee, y un factor de seguridad en base a la calidad del avistamiento . La identificación de cada dispositivo de señal de vía, también -puede utilizarse para corroborar los cálculos de la computadora 240 en cuanto a, por ejemplo, la vía en la cual viaja el tren, y la posición que ocupa el tren en esa vía. El sistema de ubicación de señal 100, en su avistamiento inicial, es improbable que lea el número de señal que aparece en el tablero de señales del próximo dispositivo de señal de vía. Además, la información del color de la luz de la señal, podría cambiar a medida que el tren se aproxima al próximo dispositivo de señal de vía. Al apreciar la ubicación y posición del próximo dispositivo de señal de vía mediante la computadora 240, el sistema de ubicación de señal 100 continuará rastreando el dispositivo de señal de vía, y reportará cualquier cambio en el color de la luz de la señal a medida que ocurra. Cuando el número de señal en el tablero de señales puede leerse (cuando es aplicable) , el sistema de ubicación de señal 100 pasará esa información a la computadora 240. Cuando la computadora 240 determina que el tren pasará en breve por el próximo dispositivo de señal de vía, informará al sistema de ubicación de señal 100 de acuerdo con lo anterior. La computadora 240 utilizará la última información del color de la luz de la señal reportada, para operar los frenos del tren de acuerdo con la información del color de la luz de la señal recibida del próximo dispositivo de señal de vía. Deberá ser aparente que las funciones atribuidas al dispositivo de cómputo 130 del sistema de ubicación de señal 100, y aquellas atribuidas a la computadora 240 del sistema de navegación ferroviario 200, podrían ejecutarse esencialmente por una computadora. De acuerdo con lo anterior, la computadora 240 puede ejecutar algunas o aún más de las funciones atribuidas al dispositivo de cómputo 130, o a los otros componentes del sistema de ubicación de señal 100. De acuerdo con esta primer modalidad de la invención, la computadora 240 puede operar los frenos del tren de acuerdo con el sistema de señalización de vía, si el segmento de la vía particular en que se encuentra el tren, se cubre por un dispositivo de señal de vía, y si la información del color de la luz de la señal se recibe efectivamente, a medida que el tren se aproxima a ese segmento particular de la vía. Al apreciar la posición del tren, la computadora 240 determina si y cómo los frenos del tren operarán, si el operador de tren es requerido y falla para operar los frenos de acuerdo a uno o más perfiles de frenado calculados por la computadora. La computadora 240 actualiza de manera continua los perfiles de frenado en base a una variedad de parámetros, incluyendo los datos arriba mencionados, las señales enumeradas, y la información del color de la luz de la señal obtenida del último dispositivo de señal de vía. El proceso a través del cual se calculan los perfiles de frenado, por supuesto se conoce bien en la técnica de frenado del tren. Típicamente se computarán dos conjuntos de perfiles de frenado, uno para el servicio de frenado completo, y otro para el frenado de emergencia. Cada perfil de frenado se calculará como una curva de distancia de la velocidad a partir de un punto de parada objetivo. Los perfiles de frenado se utilizaran para forzar el sistema de señalización de vía, de una manera menos desorganizadora para el manejo del tren y las operaciones normales. La última información del color de la luz de la señal recibida, se utilizara para determinar el área del organismo operante actual para el tren. Al utilizar la posición actual del tren, y el punto deseado en el cual el tren debe detenerse o disminuirse a una velocidad dada, la computadora 240 calcula continuamente dos perfiles de frenado de velocidad-distancia. Al utilizar la velocidad deseada para el servicio de frenado completo, el perfil del servicio de frenado se deriva de tal manera que, una aplicación del servicio de frenado completo será capaz de detener o demorar el tren por la distancia entre la posición actual del tren, y el punto de parada deseado. Al utilizar la velocidad deseada para el frenado de servicio total, el perfil del frenado de servicio se deriva de tal manera que, una aplicación del frenado de servicio será capaz de detener o disminuir la velocidad del tren en la distancia entre la posición actual del tren, y el punto de detención deseado. Utilizando la velocidad deseada para el frenado de emergencia el perfil de frenado de emergencia se deriva a fin de que una aplicación del freno de emergencia sea capaz de detener el tren en la distancia entre la posición actual del tren y el punto deseado. Si el tren debe operar de una manera que es contraria a la información del color de la luz de la señal, y a al menos uno de los perfiles de frenado, el sistema de visión ferroviario 10 en esta primer modalidad frenará el tren de acuerdo con lo anterior. A diferencia de los sistemas de protección automática del tren de la técnica anterior, el sistema de visión ferroviario 10 opera los frenos de acuerdo con el sistema de señalización de vía, sin la necesidad de los circuitos de vía de CA, los transpondedores, o el radio para comunicar la información del color de la luz de la señal. La visión ferroviaria 10 también puede incluir una entrada de reconocimiento 260 cuya salida se proporciona a la computadora 240. La entrada de reconocimiento 260 podría utilizarse preferentemente para silenciar los dispositivos de advertencia visuales y audibles que se generarían siguiendo una falla, para responder a los colores de la luz de la señal más restrictivos. La función de protección automática del tren de esta primer modalidad, obvia grandemente los usos convencionales de la entrada de reconocimiento (es decir, evitar la aplicación del freno de penalidad) . El sistema de visión ferroviario 10 también se caracteriza por una unidad de despliegue 225, para mostrar al operador de tren una amplia variedad de información acumulada o calculada por la invención. La unidad de despliegue 225 se puede caracterizar por el despliegue del color de la luz 150, tradicionalmente utilizada en trenes equipados con dispositivos de señal de cabina. Dependiendo de la opción que se prefiera, el sistema de visión ferroviario 10 puede operar el despliegue del color de la luz 150 en cualquiera de dos maneras. Puede iluminar los indicadores de color de la luz solo cuando la información del color de la luz de la señal se recibe efectivamente a partir del próximo dispositivo de señal de vía. Consecuentemente, los indicadores del color de la luz no serán iluminados a medida que el tren pasa a través de esos segmentos de vía que no están cubiertos por los dispositivos de señal de vía. De manera alternativa, el sistema de visón ferroviario 10 puede operar el despliegue del color de la luz, de tal manera que esta siempre despliegue alguna indicación ya sea o no que el tren viaje en un segmento de vía cubierto por un dispositivo de señal de vía. Específicamente, los indicadores del color de la luz podrían iluminarse para indicar el color de la luz de la señal prevaleciente, a medida que el tren pasa a través de esos segmentos de vía que están cubiertos por los dispositivos de señal de vía. Sin embargo, cuando pasa a través de los segmentos de vía que no están cubiertos por un dispositivo de señal de vía, el despliegue del color de la luz 150 podría iluminarse para indicar un color de la luz de la señal que es un nivel más restrictivo que aquel recibido a partir del último dispositivo de señal de vía pasado. Además, el sistema de visón ferroviario 10 podría utilizarse para operar los frenos como si recibiera efectivamente tales colores de la luz de la señal sin señalar. La unidad de despliegue 225 también puede caracterizarse por un despliegue gráfico 250. Este despliegue gráfico podría utilizarse para proporcionar al operador de tren, la imagen de video actual generada por la cámara 10. También puede utilizarse para desplegar información complementaria tal como, el perfil de la próxima porción de la vía ferroviaria, la distancia estimada requerida para frenar el tren, la cobertura territorial del organismo operante ferroviario, u otros datos . Otra característica opcional de la invención, podría ser el incorporar la protección de exceso de velocidad dentro del sistema de visión ferroviario 10. La primer señal de salida proveniente del dispositivo detector de la velocidad 213 puede, por supuesto, tomar la forma de impulsos en una frecuencia proporcional a la velocidad a la cual gira el eje. Al utilizar la primer señal proveniente del dispositivo detector de la velocidad 213, el sistema de visión ferroviario 10 podría utilizarse para apagar automáticamente el motor de la locomotora, si la velocidad del tren excede un valor predeterminado. Se hace referencia ahora a una segunda modalidad actualmente preferida de la invención también ilustrada en la figura 1. El sistema de visión ferroviario 10 incluye el sistema de ubicación de señal 100 y el sistema de navegación ferroviario 200, como se indica en la descripción de la primer modalidad. El sistema de ubicación de señal 100 se utiliza para aislar de manera visual el próximo dispositivo de señal de vía, y para leer la información a partir del mismo a medida que el tren se aproxima a él. El sistema de navegación ferroviario 200 se utiliza para determinar la posición que ocupa el tren en la vía ferroviaria. También se utiliza para proporcionar al sistema de ubicación de señal 100, datos en cuanto a la ubicación del próximo dispositivo de señal de vía relativo a la posición del tren. Esto permite al sistema de ubicación de señal 100 aislar de manera visual el próximo dispositivo de señal de vía, y proporcionar la información leía a partir del mismo al sistema de navegación ferroviario 200. Sin embargo, en esta segunda modalidad, la computadora 240 del sistema de navegación ferroviario 200 simplemente advierte al operador de tren, de los colores de la luz de la señal más restrictivos. Además, si el operador de tren falla al reconocer la advertencia, el sistema de navegación ferroviario 200 impone una aplicación del freno de penalidad. Por lo tanto, la visión ferroviaria 10 incluye una entrada de reconocimiento 260, y un medio para imponer una aplicación del freno de penalidad 214. La entrada de reconocimiento 260 proporciona su salida a la computadora 240 del sistema de navegación ferroviario 200. Puede utilizarse para silenciar los dispositivos de advertencia audibles que podrían generarse siguiendo una falla, para responder a los colores de la luz de la señal más restrictivos. El medio para imponer la aplicación del freno de penalidad 214, puede tomar la forma de cualquiera de una amplia variedad de instalaciones conocidas. Por ejemplo, puede utilizarse un circuito de alimentación de energía para energizar, y de esta manera mantener cerrada, una válvula electroneumática, que si estuviera abierta ventilaría la tubería del freno a la atmósfera y aplicaría los frenos. El circuito de alimentación de energía, también se utiliza como una entrada para un sistema de control de frenado moderno, a través del cual se proporciona la misma función. Si el operador de tren falla al reconocer la advertencia de manera apropiada, tal como al frenar el tren, la computadora 240 frenará el tren. Por ejemplo, si la velocidad del tren se aproxima demasiado a la curva de freno de servicio, deberá advertirse al operador de tren a través de un dispositivo de advertencia audible. Si el operador de tren no inicia la aplicación del freno a fin de que el tren concuerde con el perfil de frenado de servicio, la computadora 240 desergenizará automáticamente el circuito de alimentación de energía, para imponer una aplicación del freno de penalidad para detener el tren. De manera similar, si la velocidad del tren se aproxima demasiado a la curva de freno de emergencia, deberá advertirse al operador de tren. Si el operador de tren no aplica los frenos a fin de que el tren concuerde con el perfil de frenado de emergencia, la computadora 240 impondrá automáticamente una aplicación del freno de penalidad para detener el tren. Para el perfil de frenado de servicio, la aplicación del freno de - penalidad se impondrá normalmente a una velocidad de servicio completo. Para el perfil de frenado de emergencia, este pudiera imponerse a una velocidad de emergencia. Deberá ser aparente que el sistema de visión ferroviario 10 puede configurarse para responder en cualquier número de formas, a la información del color de la luz de la señal. Por ejemplo, la primer modalidad se utiliza principalmente para operar los frenos de acuerdo con el sistema de señalización de vía, de una manera similar a aquella de un sistema de protección automática del tren. La segunda modalidad se utiliza principalmente para detectar los colores de la luz de la señal más restrictivos, e imponer una aplicación del freno de penalidad si el operador de tren falla al reconocerlas. En cualquier modalidad, la invención puede utilizarse con sistemas de señalización existentes sin la necesidad de modificar tal infraestructura. La unidad de despliegue 225, por supuesto, puede utilizarse para mostrar los colores de la luz de la señal recibidos a partir del próximo dispositivo de señal de vía, así como otra información acumulada o calculada por el sistema 10. Esto incluye la imagen de video actual generada por la cámara 10, y la información complementaria tal como, el perfil de la próxima porción de la vía ferroviaria, y la cobertura territorial del organismo operante ferroviario, así como otros datos. Refiriéndose actualmente a una tercer modalidad actualmente preferida de la invención, el sistema de visión ferroviario 10 también puede utilizarse para detectar y reaccionar a obstrucciones en la vía ferroviaria. Ilustrada también en la figura 2, esta tercer modalidad se diseña para trenes que viajan a lo largo de rutas ferroviarias que se cruzan con enlaces comunes u otros tipos de cruces de la vía ferroviaria. Si esta función de detección de la obstrucción se implementa por si misa o se agrega a las modalidades, primera y segunda, de la invención, el sistema de visión ferroviario 10 incluye el sistema de ubicación de señal 100, y el sistema de navegación ferroviario 200 como se indica en la descripción de las modalidades, primera y segunda. Sin embargo, la base de datos almacenada en el dispositivo de almacenamiento 210, incluirá la ubicación de cada enlace común u otro tipo de cruce en cada ruta ferroviaria. La base de datos también incluirá preferentemente los datos pertenecientes a la distancia de cada cruce, en la cual debería iniciar la formación de imágenes . Como se describe previamente, la computadora 240 utiliza las señales enumeradas conjuntamente y en comparación con los datos arriba mencionados para determinar la posición que ocupa el tren en la ruta ferroviaria. Más importante a esta tercer modalidad, la computadora 240 también calculara la ubicación del próximo cruce relativo a la posición del tren. Al apreciar la ubicación esperada del cruce por la computadora 240, el dispositivo de cómputo 130 del sistema de ubicación de señal 100 dirige la cámara 110 para enfocar el próximo cruce. El medio de procesamiento 120 intenta convertir el próximo cruce discernible, al procesar la señal de video generada por la cámara 110 de acuerdo con las técnicas de procesamiento de señal conocidas. A media que el tren se aproxima más cerca al cruce, el dispositivo de cómputo 130 transmite a la computadora 240 la información exacta de manera incrementada en cuando a si existe una obstrucción en el cruce, y si es así, si la obstrucción es estacionaria o movible. Como con las modalidades previamente descritas, el dispositivo de cómputo 130 también puede proporcionar un factor de seguridad en base a la calidad de avistamiento. El avistamiento del cruce también puede utilizarse para corroborar los cálculos de la computadora 240 en cuanto a, por ejemplo, la vía en la cual el tren viaja, y la posición que ocupa el tren en esa vía. El próximo cruce y cualquier obstrucción que pueda estar bloqueándola, puede desplegarse en la unidad de despliegue 225 conjuntamente con cualquier otra información acumulada o calculada por el sistema 10. Al menos que el próximo cruce se encuentre despejado, o la obstrucción se mueve pronto de ella, el sistema de visión ferroviario 10 advertirá al operador de tren de la obstrucción, a través de un advertencia visual o audible. Aunque el tren pude no ser capaz de detenerse dentro de la distancia de visión al próximo cruce, el sistema de visión ferroviario 10 proporcionará al operador de tren con una advertencia en avance, del tiempo en el cual la obstrucción de otra manera será visible por el operador de tren. De esta manera, el operador de tren será alertado para aplicar los frenos mucho más rápido de lo que sería posible de otra manera, y así disminuir la velocidad a la cual el tren encontrará el cruce. Será aparente que si el operador de tren falla al reconocer la advertencia, la computadora 240 también podría utilizarse para frenar el tren. Por ejemplo, si el operador de tren no inicia una aplicación del freno dentro de un tiempo dado, la computadora 240 podría utilizarse para desenergizar automáticamente el circuito de alimentación de energía 214, imponiendo así una aplicación del freno de penalidad para detener el tren. Esta tercer modalidad del sistema de visión ferroviario 10 también se puede caracterizar por un receptor de imágenes 170. La computadora 240 puede utilizarse para activar el receptor de imágenes 170 cuando se detecta una obstrucción en el próximo cruce. El receptor de imágenes 170 tomará la forma de un registrador de cinta magnética. De manera alternativa, una computadora de unidad de disco duro puede utilizarse para almacenar en formato digital el registro visual de cualquiera de tales casos. Tal registro de imágenes se utilizará idealmente para ayudar a los investigadores de accidentes, en acertar la causa de coaliciones en cruces de enlace común. Será aparente que las funciones de detección de la obstrucción y del registro de imágenes, como con otras características y funciones, pueden incorporarse en cualquiera de las otras modalidades de la invención descritas en este documento. Las modalidades actualmente preferidas para llevar a cabo la invención, se han establecido en detalle de acuerdo al Acta de Patente. Sin embargo, aquellas personas de experiencia ordinaria en la materia, a la cual pertenece esta invención, pueden reconoces diversas maneras alternativas para practicar la invención sin apartarse del espíritu y alcance de las reivindicaciones anexas. Aquellos de tal experiencia también reconocerán que los dibujos y la descripción anterior, son meramente ilustrativos y no intenta limitar cualquiera de las siguientes reivindicaciones a cualquier interpretación precisa, particular. De acuerdo con lo anterior, para promover el progreso de la ciencia y las técnicas útiles, aseguro por mi mismo los derechos exclusivos del Título de Patente, para toda la materia del asunto comprendida por las siguientes reivindicaciones, por el tiempo prescrito por el Acta de Patente.

Claims (21)

1. NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito la presente invención se considera como novedad y por lo tanto se reclama como propiedad lo descrito en las siguientes reivindicaciones. 1. Un sistema de visión ferroviario para un tren que viaja a lo largo de una vía ferroviaria que se caracteriza por una multiplicidad de dispositivos de señal de vía, cada uno de los cuales situado a lo largo de tal vía ferroviaria, a fin de comunicar desde un organismo operante ferroviario la información que incluye direcciones en cuanto a cómo tal tren deberá proceder a lo largo de un segmento de tal vía ferroviaria generalmente correspondiente a la misma, dicho sistema de visión ferroviario comprende: (a) un sistema de ubicación de señal para aislar de manera visual uno de tales próximos dispositivos de señal de vía, cuando tal tren se aproxima al mismo, y para leer dicha información cuando se encuentra disponible a partir del mismo; y (b) un sistema de navegación ferroviario para determinar una posición que tal tren ocupa en tal vía ferroviaria, y para proporcionar dicho sistema de ubicación de señal con datos en cuanto a la ubicación de tal próximo dispositivo de señal de vía relativo a dicha posición de tal tren, permitiendo así que dicho sistema de ubicación de señal aisle de manera visual tal próximo dispositivo de señal de vía cuando tal tren se acerca al mismo, y proporcionar dicha información cuando se lee a partir del mismo a dicho sistema de navegación ferroviario, a fin de que dicho sistema de navegación ferroviario pueda operar los frenos de tal tren de acuerdo con tal sistema de señalización de vía.
2. 2. El sistema de visión ferroviario según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho sistema de navegación ferroviario incluye: (a) un dispositivo de almacenamiento para almacenar una base de datos que incluye datos pertenecientes a (i) las ubicaciones de las rutas de la vía ferroviaria, (ii) las ubicaciones y orientaciones de las curvas y conmutadores en tales rutas de la vía ferroviaria, (iii) la ubicación y tipo de cada uno de tales dispositivos de señal de vía en tales rutas de la vía ferroviaria, (iv) la dirección que cada uno de tales dispositivos de señal de vía indica, y una vía particular que cada uno de tales dispositivos de señal de vía señala, (v) la posición de cada tal dispositivo de señal de vía con respecto a tal vía particular, y a dicha dirección por la cual viaja el tren, (vi) la distancia a partir de cada dispositivo de señal de vía, en la cual dicho sistema de ubicación de señal debe comenzar el aislamiento de manera visual de tal próximo dispositivo de señal de vía, (vii) un número de señal que aparece en el tablero de señales de cada tal dispositivo de señal de vía así equipado, y (viii) la posición de tal tablero de señales para cada uno de tales dispositivos de señal de vía así equipado; (b) un dispositivo detector de la velocidad para detectar la rotación de una rueda de tal tren, para generar una primer señal a partir de la cual al menos puede determinarse uno de la velocidad y la distancia recorrida por tal tren; (c) un aparato de medición de viraje para medir una velocidad a la cual tal tren gira, mientras que viaja en una curva de tal vía ferroviaria, para generar una segunda señal a partir de la cual puede determinarse la curvatura de tal vía ferroviaria; (d) un receptor de navegación para recibir las coordenadas de posición que tal tren ocupa, y para generar una tercer señal indicativa de una posición aproximada de tal tren en tal vía ferroviaria; y (e) una computadora, de acuerdo a las instrucciones contenidas dentro del código de programación, para utilizar dichas señales conjuntamente y en comparación con al menos algunos de dichos datos, para determinar dicha posición que tal tren ocupa en tal vía ferroviaria, y para determinar dichos datos para dicho sistema de ubicación de señal en cuanto a la ubicación de tal próximo dispositivo de señal de vía, habilitando así a dicho sistema de ubicación de señal, a fin de que dicha computadora pueda operar así tales frenos de tal tren de acuerdo con tal sistema de señalización de vía.
3. 3. El sistema de visión ferroviario según la reivindicación 2, caracterizado porque dicho sistema de ubicación de señal incluye: (a) un medio de entrada para generar una señal de vídeo indicativa de una imagen de un objeto, tal como tal próximo dispositivo de señal de vía, en el cual dicho medio de entrada se enfoca; (b) un medio de procesamiento para procesar de manera digital dicha señal de video, a fin que tal objetivo, y dicha información si aparece en el mismo, se vuelva discernible; y (c) un dispositivo de cómputo para utilizar dichos datos de la ubicación para manipular dicho medio de entrada para enfocar en tal próximo dispositivo de señal de vía cuando tal tren se aproxima al mismo, permitiendo así que dicho medio de procesamiento proporcione dicha información a dicha computadora a fin de que dicha computadora pueda operar así tales frenos de tal tren de acuerdo con tal sistema de señalización de vía.
4. 4. El sistema de visión ferroviario según la reivindicación 1, caracterizado porque: (a) dicho sistema de ubicación de señal puede aislar visualmente un próximo cruce, a media que tal tren se aproxima al mismo; y (b) dicho sistema de navegación ferroviario proporciona dicho sistema de ubicación de señal con datos, en cuanto a la ubicación de tal próximo cruce relativo a tal posición de tal tren, permitiendo así que dicho sistema de ubicación de señal aisle de manera visual tal próximo cruce, e informe a dicho sistema de navegación ferroviario si tal próximo cruce está obstruido, a fin de que dicho sistema de navegación ferroviario pueda advertir a un operador de tren acerca de la obstrucción.
5. 5. El sistema de visión ferroviario según la reivindicación 4, caracterizado porque dicho sistema de navegación ferroviario impone una aplicación del freno de penalidad, si tal próximo cruce continúa obstruido, y tal operador de tren falla al reconocer dicha advertencia.
6. 6. El sistema de visión ferroviario según la reivindicación 5, caracterizado porque incluye además un receptor de imágenes que dicho sistema de navegación ferroviario activa para hacer un registro de imágenes de tal próximo cruce cuando dicha obstrucción se detecta en el mismo .
7. 7. El sistema de visión ferroviario según la reivindicación 1, caracterizado porque incluye además una unidad de despliegue para desplegar una pluralidad de información que incluye dicha información recibida a partir de tal próximo dispositivo de señal de vía.
8. 8. El sistema de visión ferroviario según la reivindicación 1, caracterizado porque incluye además protección de exceso de velocidad para tal tren.
9. 9. El sistema de visión ferroviario según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho sistema de navegación ferroviario incluye un medio para advertir a un operador de tren de una más restrictiva de dichas direcciones, y si tal operador de tren falla al reconocer dicha advertencia, impone una aplicación de freno de penalidad.
10. 10. Un sistema de visión ferroviario para un tren que viaja a lo largo de una vía ferroviaria que se caracteriza por una multiplicidad de dispositivos de señal de vía, cada uno de los cuales situado a lo largo de tal vía ferroviaria, a fin de comunicar desde un organismo operante ferroviario la información que incluye direcciones en cuanto a cómo tal ten deberá proceder a lo largo de un segmento de tal vía ferroviaria generalmente correspondiente a la misma, dicho sistema de visión ferroviario comprende: (a) un medio de entrada para generar una señal de video indicativa de una imagen de un objetivo, en la cual dicho medio de entrada se enfoca, incluyendo tal objetivo uno de los próximos de tales dispositivos de señal de vía; (b) un medio de procesamiento para procesar de manera digital dicha señal de video, a fin de que tal objetivo, y dicha información si aparece en el mismo, se vuelva discernible; (c) un dispositivo de almacenamiento para almacenar una base de datos que incluye datos pertenecientes a (i) las ubicaciones de las rutas de la vía ferroviaria, (ii) las ubicaciones y orientaciones de las curvas y conmutadores en tales rutas de vía ferroviaria, (iii) la ubicación y tipo de cada uno de tales dispositivos de señal de vía en tales rutas de la vía ferroviaria, (iv) la dirección que cada uno de tales dispositivos de señal de vía indica, y una vía particular que cada uno de tales dispositivos de señal de vía señala, (v) la posición de cada tal dispositivo de señal de vía con respecto a tal vía particular, y a dicha dirección a la cual viaja dicho tren, (vi) la distancia a partir de cada tal dispositivo de señal de vía, a la cual debe iniciar la formación de imágenes de tal objetivo, (vii) un número de señal que aparece en el tablero de señales de cada tal dispositivo de señal de vía así equipado, y (viii) la posición de tal tablero de señales para cada uno de tales dispositivos de señal de vía así equipado; (d) un dispositivo detector de la velocidad para detectar la rotación de una rueda de tal tren, para generar una primer señal a partir de la cual puede determinarse al menos uno de la velocidad y distancia recorrida por tal tren; (e) un aparato de medición de viraje para medir una velocidad a la cual tal tren gira, mientras viaja en una curva de tal vía ferroviaria, para generar una segunda señal a partir de la cual puede determinarse la curvatura de tal vía ferroviaria; (f) un receptor de navegación para recibir las coordenadas de posición que tal tren ocupa, y para generar una tercer señal indicativa de una posición aproximada de tal tren en tal vía ferroviaria; y (g) una computadora, de acuerdo a las instrucciones contenidas dentro del código de programación, para utilizar dichas señales conjuntamente y en comparación con al menos algunos de dichos datos, para determinar una posición que tal tren ocupa en tal vía ferroviaria, y la ubicación de tal próximo dispositivo de señal de vía relativo a tal posición de tal tren, a fin de manipular dicho medio de entrada para enfocar tal próximo dispositivo de señal de vía cuando tal tren se aproxima al mismo, permitiendo así que dicho medio de procesamiento proporcione dicha información a dicha computadora a fin de que dicha computadora pueda operar los frenos de tal tren de acuerdo con tal sistema de señalización de vía.
11. 11. El sistema de visión ferroviario según la reivindicación 10, caracterizado porque tal objetivo en el cual dicho medio de entrada puede enfocarse, y al cual dicho medio de procesamiento puede volver discernible, incluye un próximo cruce de tal manera que: (a) dicha base de datos almacenada en dicho dispositivo de almacenamiento también incluye datos pertenecientes a la ubicación de cada uno de tales cruces en tales rutas de la vía ferroviaria, y la distancia de cada uno de tales cruces, en los cuales deberá iniciar la formación de imágenes; y (b) dicha computadora para utilizar dichas señales conjuntamente y en comparación con al menos algunos de dichos datos para determinar la ubicación de tal próximo cruce relativo a tal posición de tal tren, a fin de manipular dicho medio de entrada para enfocar, y dicho medio de procesamiento para discernir tal próximo cruce de tal manera que dicha computadora pueda advertir a un operador de tren cuando tal próximo cruce se obstruye, a medida que tal tren se aproxima al mismo.
12. 12. El sistema de visión ferroviario según la reivindicación 11, caracterizado porque dicha computadora impone una aplicación del freno de penalidad si tal próximo cruce continua obstruido, y tal operador de tren falla al reconocer dicha advertencia.
13. 13. El sistema de visión ferroviario según la reivindicación 12, caracterizado porque incluye además un receptor de imágenes que dicha computadora activa para hacer un -registro de imágenes de tal próximo cruce cuando tal obstrucción se detecta en el mismo.
14. 14. El sistema de visión ferroviario según la reivindicación 10, caracterizado porque dicha computadora utiliza al menos dicha primer señal proveniente de dicho dispositivo detector de la velocidad, para proporcionar protección de exceso de velocidad para tal tren si la velocidad de tal tren excede un valor predeterminado.
15. 15. El sistema de visión ferroviario según la reivindicación 10, caracterizado porque dicha computadora puede advertir a un operador de tren de una más restrictivas de dichas direcciones, y si dicho operador de tren falla al reconocer dicha advertencia, impone una aplicación del freno de penalidad.
16. 16. El sistema de visión ferroviario según la reivindicación 15, caracterizado porque tal objetivo en el cual dicho medio de entrada puede enfocarse, y al cual dicho medio de procesamiento puede volver discernible, incluye un próximo cruce de tal manera que: (a) dicha base de datos almacenada en dicho dispositivo de almacenamiento también incluye datos pertenecientes a la ubicación de cada uno de tales cruces en tales rutas de la vía ferroviaria, y la distancia de cada uno de tales cruces, en la cual deberá iniciar la formación de imágenes; y (b) dicha computadora para utilizar dichas señales conjuntamente y en comparación con al menos algunos de dichos datos para determinar la ubicación de tal próximo cruce relativo a tal posición de tal tren, a fin de manipular dicho medio de entrada para enfocar, y dicho medio de procesamiento para discernir tal próximo cruce de tal manera que dicha computadora pueda advertir a tal operador de tren cuando tal próximo cruce se obstruye, a medida que tal tren se aproxima al mismo. .
17. 17. El sistema de visión ferroviario según la reivindicación 16, caracterizado porque dicha computadora impone dicha aplicación del freno de penalidad si tal próximo cruce continúa obstruido, y tal operador de tren falla al reconocer dicha advertencia de obstrucción.
18. 18. El sistema de visión ferroviario según la reivindicación 17, caracterizado porque incluye además un receptor de imágenes que dicha computadora activa para hacer un registro de video de tal próximo cruce cuando dicha obstrucción se detecta en el mismo.
19. 19. El sistema de visión ferroviario según la reivindicación 15, caracterizado porque dicha computadora utiliza al menos dicha primer señal proveniente de dicho dispositivo detector de la velocidad, para proporcionar protección de exceso de velocidad para tal tren si la velocidad de tal tren excede un valor predeterminado.
20. 20. Un sistema de visión ferroviario para un tren que viaja a lo largo de una vía ferroviaria que tiene una multiplicidad de cruces que cruzan con la misma, dicho sistema de visión ferroviaria comprende: (a) un medio de entrada para generar una señal de video indicativa de una imagen de un objeto, en la cual dicho medio de entrada se enfoca, incluyendo tal objetivo uno de los próximos de tales cruces; (b) un medio de procesamiento para procesar de manera digital dicha señal de video a fin de que tal objetivo y cualquier obstrucción en el mismo se vuelva discernible; (c) un dispositivo de almacenamiento para almacenar una base de datos que incluye datos pertenecientes a (i) las ubicaciones de las rutas de la vía ferroviaria, (ii) las ubicaciones y orientaciones de las curvas y conmutadores en tales rutas de la vía ferroviaria, (iii) la ubicación de cada uno de tales cruces en tales rutas de la vía ferroviaria, (iv) la distancia desde cada uno de tales cruces, en los cuales debe iniciar la formación de imágenes; (d) un dispositivo detector de velocidad para detectar la rotación de una rueda de tal tren, para generar una primer señal a partir de la cual puede determinarse al menos una de la velocidad y distancia recorrida por tal tren; (e) un aparato de medición de viraje para medir una velocidad a la cual tal tren gira, mientras que viaja en una curva de tal vía ferroviaria, para generar una segunda señal a partir de la cual puede determinarse la curvatura de tal vía ferroviaria; (f) un receptor de navegación para recibir las coordenadas de posición que tal tren ocupa, y para generar una tercer señal indicativa de una posición aproximada de tal tren en tal vía ferroviaria; y (g) una computadora, de acuerdo a las instrucciones contenidas dentro del código de programación, para utilizar dichas señales conjuntamente y en comparación con al menos algunos de dichos datos, para determinar una posición que tal tren ocupa en tal vía ferroviaria, y la ubicación de tal próximo cruce relativo a tal posición de tal tren, a fin de manipular dicho medio de entrada para enfocar y dicho medio de procesamiento para discernir, tal próximo cruce a fin de que dicha computadora pueda advertir a tal operador de tren cuando tal próximo cruce se obstruye, a media que tal tren se aproxima al mismo .
21. 21. Un sistema de visión ferroviario para un tren que viaja a lo largo de una vía ferroviaria que tiene una multiplicidad de cruces que se cruzan con la misma, dicho sistema de visión ferroviario comprende: (a) un sistema de ubicación de señal colocado en una locomotora de tal tren, para aislar de manera visual uno de los próximos de tales cruces a medida que tal tren se aproxima al mismo; y (b) un sistema de navegación ferroviario para determinar una posición . gue tal tren ocupa en tal vía ferroviaria, y para proporcionar dicho sistema de ubicación de señal con la ubicación de tal próximo cruce relativo a tal posición de tal tren, permitiendo así que dicho sistema de ubicación de señal aisle visualmente tal próximo cruce, e informe a dicho sistema de navegación ferroviario en cuanto a una condición de tal próximo cruce a fin de que dicho sistema de navegación ferroviario pueda advertir a tal operador de tren cuando tal próximo cruce se obstruye, a medida que tal tren se aproxima al mismo. RESUMEN Un sistema de visión ferroviario lee visualmente la información del color de la luz de la señal a partir de cada dispositivo de señal de vía de un sistema de señalización de vía. También advierte a un operador de tren de los colores de las luces de la señal más restrictivos, e impone una aplicación del freno de penalidad si el operador de tren falla al reconocer la advertencia. Cada dispositivo de señal de vía comunica desde un organismo operante ferroviario la información que incluye direcciones en cuanto a cómo el tren debe proceder a lo largo del próximo segmento de vía ferroviaria. El sistema de visión ferroviario incluye un sistema de ubicación de señal, y un sistema de navegación ferroviario. El sistema de ubicación de señal aisla visualmente el próximo dispositivo de señal de vía, y lee la información a partir del mismo, a medida que el tren se aproxima al mismo. El sistema de navegación ferroviario determina la posición que ocupa el tren en la vía ferroviaria, y proporciona el sistema de ubicación de señal con datos en cuanto a la ubicación del próximo dispositivo de señal de vía relativo a la posición del tren. Esto permite al sistema de ubicación de señal aislar de manera visual el próximo dispositivo de señal de vía, y proporcionar la información leída a partir del mismo al sistema de navegación ferroviario. El sistema de navegación ferroviario puede entonces advertir al operador de tren de los colores de la luz de la señal más restrictivos, y si el operador de tren falla al reconocer la advertencia, impone una aplicación del freno de penalidad.