ES2235345T3 - Metodo y aparato de deteccion de descarrilamiento para un vagon de tren. - Google Patents
Metodo y aparato de deteccion de descarrilamiento para un vagon de tren.Info
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Abstract
Un método de detección de descarrilamiento para material móvil (1), que se aplica a material móvil que tiene un bogie (3) que incluye ruedas (5) que ruedan en raíles (4), y suspensión de muelle (6), y una caja de vagón (2) a la que se une dicho bogie, incluyendo dicho método de detección de descarrilamiento para material móvil: un paso de hacer que dicho material móvil avance a velocidades de marcha variables en una ruta predeterminada y medir un máximo de aceleración vertical en un rango de frecuencia predeterminada en dicha caja de vagón por encima de dicha suspensión de muelle, a cada una de las velocidades de marcha variables; un paso de definir la aceleración vertical límite a partir de dicho máximo para cada una de dichas velocidades de marcha; un paso de detectar la velocidad de marcha real de dicho material móvil durante el avance de dicho material móvil en dicha ruta y detectar la aceleración vertical real que aparece en dicha caja de vagón por encima de dicha suspensión de muelle;un paso de extraer un componente en dicho rango de frecuencia de dicha aceleración vertical real; y un paso de determinar que dicho material móvil ha descarrilado, en el caso de que un valor absoluto de la aceleración vertical real en dicho rango de frecuencia exceda de dicha aceleración vertical límite correspondiente a dicha velocidad de marcha real.
Description
Método y aparato de detección de descarrilamiento
para un vagón de tren.
La presente invención se refiere a un método de
detección de descarrilamiento y aparato detector de descarrilamiento
para detectar automáticamente el descarrilamiento de material
móvil.
En general, en caso de descarrilamiento de
material móvil, el descarrilamiento debe ser detectado por el
maquinista, etc, del material móvil, por reconocimiento visual o
sensación personal del maquinista, etc. Sin embargo, en el caso de
que el descarrilamiento se produzca en un vagón acoplado en la parte
trasera, incluso durante la operación asistida por personal, habrá
posibilidades de que el maquinista, etc, no reconozca el
descarrilamiento.
Por ejemplo, el documento US 3.994.459 describe
un sistema de detección de descarrilamiento que incluye un
transmisor situado en el centro entre los extremos de un vehículo.
Este transmisor envía señales a una unidad receptora (en el motor)
si hay una aceleración vertical del vehículo resultante del
descarrilamiento. La unidad receptora activa un dispositivo de aviso
para informar al conductor de que se ha producido
descarrilamiento.
Para operación automática no asistida por
personal de material móvil, hay que evitar que el material móvil
descarrilado siga avanzando y parar el material móvil inmediatamente
a la aparición del descarrilamiento.
Por lo tanto, un objeto de la presente invención
es proporcionar un método de detección de descarrilamiento y aparato
detector de descarrilamiento para material móvil capaz de detectar
automáticamente el descarrilamiento de material móvil.
Un método de detección de descarrilamiento para
material móvil según la presente invención aplicado al material
móvil incluye un bogie que tiene ruedas que ruedan en raíles y
suspensión de muelle, y una caja de vagón a la que se une el bogie.
En este método de detección de descarrilamiento, se hace
preliminarmente que el material móvil avance a velocidades de marcha
variables en una ruta predeterminada. En esa ocasión, un máximo de
aceleración vertical en la caja de vagón encima de la suspensión de
muelle se mide en un rango de frecuencia predeterminada y a cada una
de las velocidades de marcha variables. Después, a partir de cada
máximo, se define una aceleración vertical límite como un umbral
para detectar el descarrilamiento a cada velocidad de marcha.
Durante el avance real del material móvil en la ruta se detecta la
velocidad de marcha real del material móvil y también se detecta la
aceleración vertical real en la caja de vagón encima de la
suspensión de muelle. Se extrae un componente en el rango de
frecuencia antes indicado de la aceleración vertical real detectada.
En el caso de que un valor absoluto de la aceleración vertical real
en el rango de frecuencia indicado exceda de la aceleración vertical
límite correspondiente a la velocidad de marcha real detectada, se
determina que el material móvil ha descarrilado.
De esta forma, el descarrilamiento se puede
detectar con exactitud y seguridad definiendo la aceleración
vertical límite en correspondencia a la velocidad de marcha real del
material móvil y comparando la aceleración vertical en la caja de
vagón, etc, con la aceleración vertical límite correspondiente a la
velocidad de marcha real durante el avance real del material móvil,
como se ha descrito anteriormente.
En este caso, es preferible establecer la
aceleración vertical límite a un valor mayor que el máximo de la
aceleración vertical preliminarmente medida.
También es preferible determinar que el material
móvil ha descarrilado, en el caso de que se produzca un número
predeterminado de eventos tales que el valor absoluto de la
aceleración vertical real exceda de la aceleración vertical crítica
correspondiente a la velocidad de marcha real dentro de un período
de tiempo predeterminado. Como resultado, es posible evitar un
accidente consistente en detectar erróneamente el descarrilamiento a
causa de la enorme aceleración vertical que aparece excepcionalmente
durante el avance normal.
Además, es preferible que dicho rango de
frecuencia sea un rango de frecuencia en el que un valor absoluto de
aceleración vertical permisible para garantizar el confort de marcha
se establezca a un mínimo. Puesto que en este rango de frecuencia la
diferencia resulta definitiva entre la aceleración vertical durante
el avance normal y la aceleración vertical en descarrilamiento, el
descarrilamiento se puede detectar con exactitud y seguridad.
Otro método de detección de descarrilamiento para
material móvil aplicado al material móvil incluye un bogie que tiene
ruedas que ruedan en raíles y suspensión de muelle, y una caja de
vagón a la que se une el bogie. En este método de detección de
descarrilamiento, la aceleración vertical se detecta en la caja de
vagón encima de la suspensión de muelle durante la marcha del
material móvil en los raíles. Posteriormente se calcula una cantidad
de desplazamiento vertical por la integral doble de la aceleración
vertical cada tiempo de evaluación predeterminado. Esto produce una
cantidad de desplazamiento vertical por tiempo de evaluación de la
parte encima de la suspensión de muelle. En caso del
descarrilamiento del material móvil, la parte encima de la
suspensión de muelle descendería una cantidad predeterminada. Se
determina así que el material móvil ha descarrilado, en el caso de
que la cantidad de desplazamiento vertical sea negativa y su valor
absoluto no sea inferior a un valor de referencia predeterminado.
Como el tiempo de evaluación se emplea un período de tiempo entre un
inicio del descenso de la caja de vagón y la llegada a mitad la
altura de los raíles, en caída libre de un eje de las ruedas en una
distancia igual a la altura de los raíles. Como resultado, es
posible discriminar con seguridad entre cantidades de desplazamiento
vertical de régimen constante de la caja de vagón, etc, durante el
avance normal y las cantidades de desplazamiento vertical de la caja
de vagón, etc, en caso del descarrilamiento, tanto en terreno llano
como en terreno inclinado.
En este caso, es preferible, al calcular la
cantidad de desplazamiento vertical, ejecutar la integral doble con
la velocidad inicial de cero. Esto puede cancelar las cantidades de
desplazamiento vertical de estado de régimen de la caja de vagón,
etc, bajo avance a alta velocidad en terreno inclinado, por lo que
el descarrilamiento se puede detectar con exactitud y seguridad.
También es preferible que el valor de referencia
para la comparación con la cantidad de desplazamiento vertical que
resulta de la integral doble de la aceleración vertical se ponga a
un valor mayor que una cantidad de cambio máximo en la dirección
vertical de la suspensión de muelle. En general, la altura de los
raíles es mayor que la cantidad de cambio máximo en la dirección
vertical de la suspensión de muelle durante el avance normal de
material móvil. Por lo tanto, en el evento del descarrilamiento de
material móvil, la caja de vagón, etc, descendería una cantidad
superior a la cantidad de cambio máximo en la dirección vertical de
la suspensión de muelle durante el avance normal y así el
descarrilamiento se puede detectar con exactitud y seguridad
estableciendo el valor de referencia para la comparación con la
cantidad de desplazamiento vertical como se ha descrito
anteriormente.
Un aparato detector de descarrilamiento para
material móvil según la presente invención aplicado al material
móvil incluye un bogie que tiene ruedas que ruedan en raíles y
suspensión de muelle, y una caja de vagón a la que se une el bogie.
Este aparato detector de descarrilamiento incluye medios de
almacenamiento de aceleración límite, medios detectores de velocidad
de vagón, medios de almacenamiento de aceleración, medios de filtro,
y medios de determinación. Los medios de almacenamiento de
aceleración límite guardan la aceleración vertical límite como un
umbral para detectar el descarrilamiento. La aceleración vertical
límite se define para cada velocidad de marcha, desde un máximo de
aceleración vertical a un rango de frecuencia predeterminada, que se
detecta a cada una de las velocidades de marcha variables durante el
avance del material móvil a las velocidades de marcha variables en
una ruta predeterminada y que aparece en la caja de vagón encima de
la suspensión de muelle. Los medios detectores de velocidad de vagón
detectan la velocidad de marcha real del material móvil que avanza
en la ruta. Los medios detectores de aceleración detectan la
aceleración vertical real en la caja de vagón encima de la
suspensión de muelle durante el avance del material móvil en la
ruta. Los medios de filtro extraen un componente en el rango de
frecuencia anterior de la aceleración vertical real. Después, los
medios de determinación determinan que el material móvil ha
descarrilado, en el caso de que un valor absoluto de la aceleración
vertical real en el rango de frecuencia indicado exceda de la
aceleración vertical límite correspondiente a la velocidad de marcha
real.
Otro aparato detector de descarrilamiento de
material móvil aplicado al material móvil incluye un bogie que tiene
ruedas que ruedan en raíles y suspensión de muelle, y una caja de
vagón a la que se une el bogie. Este aparato detector de
descarrilamiento incluye medios detectores de aceleración, medios
integradores, y medios de determinación. Los medios detectores de
aceleración detectan la aceleración vertical en la caja de vagón
encima de la suspensión de muelle durante la marcha del material
móvil en los raíles. Los medios integradores calculan una cantidad
de desplazamiento vertical por la integral doble de la aceleración
vertical cada tiempo de evaluación, siendo el tiempo de evaluación
un período de tiempo entre un inicio del descenso de la caja de
vagón y la llegada a la mitad de la altura de los raíles, en la
caída libre de un eje de las ruedas en una distancia igual a la
altura de los raíles. Después, los medios de determinación
determinan que el material móvil ha descarrilado, en el caso de que
la cantidad de desplazamiento vertical sea negativa y su valor
absoluto no sea inferior a un valor de referencia
predeterminado.
La figura 1 es un diagrama esquemático y
estructural para mostrar el material móvil al que se aplica el
aparato detector de descarrilamiento según la presente
invención.
La figura 2 es un diagrama de bloques de control
del aparato detector de descarrilamiento para material móvil según
la realización de la presente invención.
La figura 3 es un gráfico para mostrar la
relación entre frecuencia y valores absolutos de aceleración
vertical en la caja de vagón de material móvil.
La figura 4 es un gráfico para ilustrar un
procedimiento de definición de la aceleración vertical límite.
La figura 5 es un diagrama de bloques de control
del aparato detector de descarrilamiento para material móvil.
La figura 6 es un gráfico para ilustrar un
procedimiento de establecimiento del tiempo de evaluación.
La figura 7 es un gráfico para ejemplificar el
cambio temporal de aceleración vertical a la aparición de
descarrilamiento detectado por los medios detectores de aceleración
de la figura 5.
La figura 8 es un gráfico para mostrar el cambio
temporal de desplazamiento vertical calculado por los medios de
integración de la figura 5 a partir de la aceleración vertical en la
figura 7.
La figura 9 es un diagrama de bloques de control
del aparato detector de descarrilamiento para material móvil.
Las realizaciones preferidas del método de
detección de descarrilamiento y aparato detector de descarrilamiento
para material móvil según la presente invención se describirán a
continuación con detalle con referencia a los dibujos.
La figura 1 es un diagrama esquemático y
estructural para mostrar el material móvil al que se aplica el
aparato detector de descarrilamiento para material móvil según la
presente invención. El material móvil 1 representado en la figura 1
es movido por operación asistida por personal o por operación no
asistida por personal e incluye una caja de vagón 2 y dos bogies 3
unidos a la caja de vagón. Cada bogie 3 incorpora ruedas 5 que
ruedan en raíles 4, y una suspensión de muelle 6 compuesta por un
muelle neumático o análogos. La suspensión de muelle 6 se expande y
contrae en la dirección vertical durante el avance del material
móvil 1 para liberar la vibración que aparece en la parte encima de
la suspensión de muelle 6 (la parte que incluye la caja de vagón 2).
El aparato detector de descarrilamiento 10 según la realización de
la presente invención está montado en la caja de vagón 2 para
acomodar pasajeros de manera que esté situado sustancialmente encima
de cada bogie 3. De esta forma, se montan dos aparatos detectores de
descarrilamiento 10 en un material móvil 1.
La figura 2 es un diagrama de bloques de control
del aparato detector de descarrilamiento 10. Como se muestra en la
figura 2, el aparato detector de descarrilamiento 10 incluye unos
medios detectores de aceleración 11 y unos medios detectores de
velocidad de vagón 12. Los medios detectores de aceleración 11 están
unidos a la caja de vagón 2 y detectan un componente vertical (a) de
aceleración que aparece en la caja de vagón 2 encima de la
suspensión de muelle 6 del bogie 3 durante el avance del material
móvil 1 (el componente vertical se denominará a continuación
"aceleración vertical (a)". Los medios detectores de velocidad
de vagón 12 detectan la velocidad de marcha (v) durante el avance
del material móvil 1. Los medios detectores de velocidad de vagón 12
envían a unos medios de determinación 14 una señal que indica la
velocidad de marcha detectada (v) del material móvil 1.
Por otra parte, los medios detectores de
aceleración 11 están conectados a unos medios de filtro 15 que
constan de un filtro de paso de banda o análogos. Estos medios de
filtro 15 extraen un componente en un rango de frecuencia
predeterminada (que es, por ejemplo, el rango de frecuencia de 6 a
20 Hz en este caso, pero que también se puede establecer como el
rango de 4 a 8 Hz) a partir de la salida de los medios detectores de
aceleración 11. Lo siguiente es la razón por la que el componente en
el rango de frecuencia predeterminada (6 a 20 Hz) se extrae aquí de
la aceleración vertical (a) detectada por los medios detectores de
aceleración 11.
A saber, el material móvil se diseña y fabrica de
manera que se cumpla la relación entre frecuencia f y los valores
absolutos de la aceleración vertical (a) en la caja de vagón, por
ejemplo, las características ilustradas en la figura 3, para que el
confort de marcha siga siendo bueno. La figura 3 es un gráfico para
mostrar la relación entre frecuencia f y valores absolutos de la
aceleración vertical (a) en la caja de vagón, en el que se ilustran
líneas características en grados respectivos G1, G1,5, G2, G3 de
confort de marcha. En este caso, la aceleración por debajo de la
línea característica correspondiente a cada grado G1 a G3 se
considera dentro de una banda permisible, mientras que la
aceleración por encima se considera fuera de la banda
permisible.
Puesto que en cada grado la aceleración vertical
en el rango de frecuencia de 6 a 20 Hz puede ser la causa del
deterioro del confort de marcha, el valor absoluto de la tolerancia
de aceleración vertical (aceleración vertical permisible) se
establece de manera que sea plano y menor en este rango de
frecuencia que en los otros rangos de frecuencia. Es decir, la
diferencia resulta definitiva entre la aceleración vertical durante
el avance normal y la aceleración vertical en descarrilamiento en el
rango de frecuencia de 6 a 20 Hz, por lo que el descarrilamiento se
puede detectar con exactitud y seguridad.
La señal que indica la aceleración vertical (a)
en el rango de frecuencia de 6 a 20 Hz extraída por los medios de
filtro 15 se envía a los medios de determinación 14. Unos medios de
almacenamiento de aceleración límite 16 están conectados a los
medios de determinación 14 y los medios de almacenamiento de
aceleración límite 16 guardan datos que indican la aceleración
vertical límite (a1) definida a cada velocidad predeterminada como
un umbral para la detección de descarrilamiento. Los medios de
determinación 14 determinan si el valor absoluto de la aceleración
vertical (a) en el rango de frecuencia de 6 a 20 Hz es superior a la
aceleración vertical límite (a1) correspondiente a la velocidad de
marcha (v) detectada por los medios detectores de velocidad de vagón
12, según la señal que indica la aceleración vertical (a), que se
recibe mediante los medios de filtro 15 de los medios detectores de
aceleración 11, y la señal que indica la velocidad de marcha (v),
que se recibe de los medios detectores de velocidad de vagón 12.
Los medios de determinación 14 están conectados a
una unidad de operación del material móvil 1 o un dispositivo
automático de parada del tren o análogos, que no se ilustra. Los
medios de determinación 14 envían una señal de descarrilamiento que
indica el descarrilamiento de material móvil 1, a la unidad de
operación o análogos cuando el valor absoluto de la aceleración
vertical (a) es superior a la aceleración vertical límite (a1). Con
la salida de la señal de descarrilamiento, por ejemplo, se termina
la marcha de potencia del material móvil 1 y se accionan los frenos
de emergencia para parar inmediatamente el material móvil 1. También
es posible dotar a la unidad de operación de una lámpara de alarma
por descarrilamiento y hacer que la lámpara de alarma por
descarrilamiento parpadee cuando se envíe la señal de
descarrilamiento.
Además, una configuración preferida es tal que un
contador 17 está conectado a los medios de determinación 14, como se
representa en la figura 2, y el material móvil 1 se considera
descarrilado cuando se produce un número predeterminado de eventos
tales que el valor absoluto de la aceleración vertical (a) exceda de
la aceleración vertical límite (a1) correspondiente a la velocidad
de marcha (v), dentro de un período de tiempo predeterminado. Como
resultado, es posible evitar el accidente de detección errónea de
descarrilamiento debido a la enorme aceleración vertical (a) que
aparece excepcionalmente durante el avance normal.
En la aplicación del método de detección de
descarrilamiento según la realización de la presente invención, el
material móvil 1 se hace avanzar preliminarmente a velocidades de
marcha variables (v) en una ruta predeterminada (línea de uso). A
cada una de las velocidades de marcha variables (v), la aceleración
vertical (a) que aparece en la caja de vagón 2 encima de la
suspensión de muelle 6 se mide en el rango de frecuencia de 6 a 20
Hz. La aceleración vertical límite (a1) se determina posteriormente
a partir de la aceleración vertical (a) en el rango de frecuencia de
6 a 20 Hz. La aceleración vertical límite (a1) se puede determinar
trazando los máximos de la aceleración vertical (a) correspondiente
a las respectivas velocidades de marcha (v), medidas
preliminarmente, que definen líneas rectas que pasan por valores
mayores que los máximos, y poniendo los valores en cada línea recta
como la aceleración vertical límite (a1), como se representa en la
figura 4. Después, la aceleración vertical límite (a1) así obtenida
se almacena en los medios de almacenamiento de aceleración límite
16.
Durante el avance real del material móvil 1 en la
ruta (es decir, durante la operación comercial), se detecta la
velocidad de marcha (v) (velocidad de marcha real) del material
móvil 1, y se detecta la aceleración vertical (a) (aceleración
vertical real) en la caja de vagón 2 encima de la suspensión de
muelle 6. Los medios de filtro 15 extraen el componente en el rango
de frecuencia de 6 a 20 Hz de la aceleración vertical (a) detectada.
Cuando el valor absoluto de la aceleración vertical (a) en el rango
de frecuencia anterior excede de la aceleración vertical límite (a1)
correspondiente a la velocidad de marcha (v) detectada, los medios
de determinación 14 determinan que el material móvil 1 ha
descarrilado.
De esta forma, el descarrilamiento se puede
detectar con exactitud y seguridad definiendo la aceleración
vertical límite (a1) correspondiente a la velocidad de marcha (v)
del material móvil 1 y comparando la aceleración vertical (a) que
aparece en la caja de vagón 2, etc, con la aceleración vertical
límite (a1) correspondiente a la velocidad de marcha (v) durante el
avance real del material móvil 1.
La realización se describió en la estructura en
la que la aceleración vertical límite (a1) se establecía de forma
que variase en correspondencia con la velocidad de marcha, pero la
invención no se limita a esto. A saber, la aceleración vertical
límite (a1) también se puede establecer de manera que sea constante.
En este caso, los medios de determinación 14 se pueden configurar
para enviar la señal de descarrilamiento cuando el valor absoluto de
la aceleración vertical (a) recibida de los medios de filtro 15
resulte, por ejemplo, superior a 0,2 G.
La figura 5 es un diagrama de bloques de control
del aparato detector de descarrilamiento. El aparato detector de
descarrilamiento 20 representado en la figura 5 también está
provisto de dos unidades por material móvil 1, como en el caso de
dicho aparato detector de descarrilamiento 10. El aparato detector
de descarrilamiento 20 incorpora unos medios detectores de
aceleración 21 para detectar la aceleración vertical (a) en la caja
de vagón 2 encima de la suspensión de muelle 6 del bogie 3 durante
el avance del material móvil 1. Los medios detectores de aceleración
21 están unidos a la caja de vagón 2, que es la parte encima de la
suspensión de muelle 6. Los medios detectores de aceleración 21
están conectados a unos medios integradores 22 y los medios
integradores 22 ejecutan la integral doble de salida de los medios
detectores de aceleración 21 para calcular una cantidad de
desplazamiento vertical (d) en la posición de montaje de los medios
detectores de aceleración 21.
Los medios integradores 22 ejecutan la integral
doble de la aceleración vertical (a) cada tiempo de evaluación (T),
definiéndose el tiempo de evaluación (T) (véase la figura 6) como un
período de tiempo desde el inicio del descenso de la caja de vagón 2
a la llegada a la mitad de la altura de los raíles 4, es decir, a
h/2 (véase la figura 1) en caída libre de un eje de ruedas 5 en una
distancia igual a la altura h de los raíles 4, para obtener la
cantidad de desplazamiento vertical (d). Este tiempo de evaluación
(T) se calcula preliminarmente como un valor inherente al material
móvil 1 equipado con el aparato detector de descarrilamiento 20, por
simulaciones por ordenador o análogos. Los medios integradores 22
ejecutan la integral doble con la velocidad inicial de cero, para
calcular la cantidad de desplazamiento vertical (d). Es decir, la
integral doble por los medios integradores 22 se realiza en un
estado en el que todas las constantes de integración son cero. Como
resultado, es posible cancelar las cantidades de desplazamiento
vertical de estado de régimen de la caja de vagón 2, etc, que
aparecen mientras el material móvil 1 está bajo avance normal a alta
velocidad en terreno inclinado, por lo que el descarrilamiento se
puede detectar con exactitud y seguridad.
El resultado aritmético calculado por los medios
integradores 22 se envía a los medios de determinación 23. Los
medios de determinación 23 determinan que el material móvil 1 ha
descarrilado, en el caso de que la cantidad de desplazamiento
vertical (d) sea negativa y su valor absoluto no sea inferior a un
valor de referencia predeterminado (dc) (es decir, por ejemplo, 40
mm en este caso). Es preferible aquí que el valor de referencia (dc)
para la comparación con la cantidad de desplazamiento vertical (d)
obtenida por la integral doble de la aceleración vertical (a) se
ponga a un valor mayor que una cantidad de cambio máximo en la
dirección vertical de la suspensión de muelle 6 durante el avance
normal del material móvil 1. Como resultado, es posible discriminar
con seguridad el desplazamiento vertical de la caja de vagón 2, etc,
en caso de descarrilamiento y el desplazamiento vertical de régimen
constante de la caja de vagón 2, etc, durante el avance normal,
tanto en el terreno llano como en terreno inclinado.
La figura 7 es un gráfico para ilustrar el cambio
temporal en la aceleración vertical (a) en descarrilamiento,
detectado por los medios detectores de aceleración 21, y la figura 8
es un gráfico para mostrar el cambio temporal en el desplazamiento
vertical (d) calculado por los medios integradores 22 de la
aceleración vertical (a) en la figura 7. Puesto que las ruedas 5 del
material móvil 1 caen de los raíles 4 a tierra al producirse
descarrilamiento, el desplazamiento vertical (d) aumenta en gran
parte dentro del tiempo de evaluación (T). Por otra parte, durante
el avance normal del material móvil 1, la caja de vagón 2 vibra en
la dirección vertical dentro del rango de expansión y contracción en
la dirección vertical de la suspensión de muelle 6 mientras que la
vibración vertical se libera por la suspensión de muelle 6. En
general, la altura de los raíles 4 es mayor que la cantidad de
cambio máximo de la suspensión de muelle 6 en la dirección vertical
durante el avance normal. Por lo tanto, una vez que el material
móvil 1 ha descarrilado, la caja de vagón, etc, descenderá una
cantidad superior a la cantidad de cambio máximo de la suspensión de
muelle 6 en la dirección vertical durante el avance normal.
En general, las cantidades de expansión y
contracción de la suspensión de muelle 6 son, por ejemplo, \pm 30
mm y en ese caso, la cantidad de cambio máximo de la suspensión de
muelle 6 es 60 mm. El tiempo de evaluación (T) es normalmente
aproximadamente 0,2 segundo en el caso del material móvil ordinario,
y la cantidad cambiante de la suspensión de muelle 6 dentro del
tiempo de evaluación (T) (aproximadamente 0,2 segundo) no es más de
20 mm. Por otra parte, la altura h de los raíles 4 es normalmente
150 mm. En el caso del bogie de estructura de dos ejes, cuando
descarrille un eje de ruedas, el cambio vertical (d) de la caja de
vagón sería aproximadamente 75 mm al pivote central del bogie 3. Por
lo tanto, el aparato puede estar estructurado de manera que el valor
de referencia (dc) = -40 mm y que los medios de determinación 23
determinen si el desplazamiento vertical (d) calculado por los
medios integradores 22 cumple la condición del desplazamiento
vertical (d) < -40 mm, como se representa en la figura 8. En este
caso, los medios de determinación 23 envían la señal de
descarrilamiento cuando se cumple la condición del desplazamiento
vertical (d) < -40 mm.
En el método de detección de descarrilamiento, la
aceleración vertical (a) que aparece en la caja de vagón 2 encima de
la suspensión de muelle 6 es detectada por los medios detectores de
aceleración 21 durante la marcha del material móvil 1 en los raíles
4. Después, la aceleración vertical (a) detectada se somete a la
integral doble cada tiempo de evaluación (T) por los medios
integradores 22, obteniendo por ello la cantidad de desplazamiento
vertical por tiempo de evaluación (T) de la parte encima de la
suspensión de muelle 6, es decir, la cantidad de desplazamiento
vertical (d). Después, los medios de determinación 23 determinan que
el material móvil 1 ha descarrilado, en el caso de que la cantidad
de desplazamiento vertical (d) sea negativa y su valor absoluto no
sea inferior al valor de referencia predeterminado (dc). El
descarrilamiento también se puede detectar con exactitud y seguridad
por el método de detección de descarrilamiento.
La figura 9 es un diagrama de bloques de control
del aparato detector de descarrilamiento. El aparato detector de
descarrilamiento 30 representado en la figura 9 es equivalente a una
combinación del aparato detector de descarrilamiento 10 de la
realización con el aparato detector de descarrilamiento 2, que ya se
describió anteriormente. Este aparato detector de descarrilamiento
30 también está provisto de dos unidades por material móvil 1, como
en el caso de dicho aparato detector de descarrilamiento 10. En el
aparato de detección de descarrilamiento 30, la aceleración vertical
(a) detectada por los medios detectores de aceleración 31 se envía
mediante los medios integradores 33 a unos medios de determinación
de desplazamiento 34 y también se envía mediante los medios de
filtro 35 a unos medios de determinación de aceleración 36. En el
caso de que los medios de determinación de desplazamiento 34
determinen que la cantidad de desplazamiento vertical (d) es
negativa y que su valor absoluto no es inferior al valor de
referencia predeterminado dc, o en el caso de que los medios de
determinación de aceleración 36 determinen que el valor absoluto de
la aceleración vertical (a) en el rango de frecuencia predeterminada
es superior a la aceleración vertical límite (a1) correspondiente a
la velocidad de marcha (v) detectada por los medios detectores de
velocidad de vagón 32, una puerta O 38 envía la señal de
descarrilamiento. El descarrilamiento también se puede detectar con
exactitud y seguridad mediante el uso del aparato de detección de
descarrilamiento 30 descrito.
Como se ha descrito anteriormente, dado que el
descarrilamiento del material móvil en avance se detecta
automáticamente, la presente invención es aplicable efectivamente a
los casos de evitar que el material móvil descarrilado siga
avanzando y parar el material móvil inmediatamente a la aparición de
descarrilamiento y también es aplicable efectivamente a material
móvil bajo operación asistida por personal y el material móvil bajo
operación no asistida por personal.
Claims (5)
1. Un método de detección de descarrilamiento
para material móvil (1), que se aplica a material móvil que tiene un
bogie (3) que incluye ruedas (5) que ruedan en raíles (4), y
suspensión de muelle (6), y una caja de vagón (2) a la que se une
dicho bogie, incluyendo dicho método de detección de
descarrilamiento para material móvil:
un paso de hacer que dicho material móvil avance
a velocidades de marcha variables en una ruta predeterminada y medir
un máximo de aceleración vertical en un rango de frecuencia
predeterminada en dicha caja de vagón por encima de dicha suspensión
de muelle, a cada una de las velocidades de marcha variables;
un paso de definir la aceleración vertical límite
a partir de dicho máximo para cada una de dichas velocidades de
marcha;
un paso de detectar la velocidad de marcha real
de dicho material móvil durante el avance de dicho material móvil en
dicha ruta y detectar la aceleración vertical real que aparece en
dicha caja de vagón por encima de dicha suspensión de muelle;
un paso de extraer un componente en dicho rango
de frecuencia de dicha aceleración vertical real; y
un paso de determinar que dicho material móvil ha
descarrilado, en el caso de que un valor absoluto de la aceleración
vertical real en dicho rango de frecuencia exceda de dicha
aceleración vertical límite correspondiente a dicha velocidad de
marcha real.
2. El método de detección de descarrilamiento
para material móvil según la reivindicación 1, donde dicha
aceleración vertical límite se establece a un valor mayor que dicho
máximo.
3. El método de detección de descarrilamiento
para material móvil según la reivindicación 1, donde se determina
que dicho material móvil ha descarrilado, en el caso de que se
produzca un número predeterminado de eventos tales que el valor
absoluto de dicha aceleración vertical real exceda de dicha
aceleración vertical límite correspondiente a dicha velocidad de
marcha real dentro de un período de tiempo predeterminado.
4. El método de detección de descarrilamiento
para material móvil según la reivindicación 1, donde dicho rango de
frecuencia es un rango de frecuencia en el que un valor absoluto de
la aceleración vertical permisible para garantizar el confort de
marcha se establece a un mínimo.
5. Un aparato detector de descarrilamiento (10)
para material móvil (1), que se aplica a material móvil que tiene un
bogie (3) que incluye ruedas (5) que ruedan en raíles (4), y
suspensión de muelle (6), y una caja de vagón (2) a la que se une
dicho bogie, incluyendo dicho aparato detector de descarrilamiento
para material móvil:
medios de almacenamiento de aceleración límite
(16) para almacenar la aceleración vertical límite definida para
cada una de las varias velocidades de marcha de un máximo de
aceleración vertical a un rango de frecuencia predeterminada en
dicha caja de vagón encima de dicha suspensión de muelle,
detectándose dicha aceleración vertical a cada una de dichas
velocidades de marcha mientras dicho material móvil se hace avanzar
en una ruta predeterminada,
medios detectores de velocidad de vagón (12) para
detectar la velocidad de marcha real de dicho material móvil que
avanza en dicha ruta;
medios detectores de aceleración (11) para
detectar la aceleración vertical real en dicha caja de vagón encima
de dicha suspensión de muelle durante el avance de dicho material
móvil en dicha ruta;
medios de filtro (15) para extraer un componente
en dicho rango de frecuencia de dicha aceleración vertical real;
y
medios de determinación (14) para determinar que
dicho material móvil ha descarrilado, en el caso de que un valor
absoluto de la aceleración vertical real en dicho rango de
frecuencia exceda de dicha aceleración vertical límite
correspondiente a dicha velocidad de marcha real.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP98936719A EP1104734B1 (en) | 1998-08-10 | 1998-08-10 | Method and apparatus for detecting railroad car derailment |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2235345T3 true ES2235345T3 (es) | 2005-07-01 |
Family
ID=31897036
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES98936719T Expired - Lifetime ES2235345T3 (es) | 1998-08-10 | 1998-08-10 | Metodo y aparato de deteccion de descarrilamiento para un vagon de tren. |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
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| ES (1) | ES2235345T3 (es) |
Families Citing this family (3)
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|---|---|---|---|---|
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| AT520559B1 (de) * | 2017-10-03 | 2019-05-15 | Plasser & Theurer Export Von Bahnbaumaschinen Gmbh | Verfahren zum Betreiben einer schienengeführten Oberbaumaschine sowie Oberbaumaschine |
| AT521877B1 (de) | 2018-10-31 | 2023-12-15 | Siemens Mobility Austria Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Detektion eines Entgleisungszustands eines Schienenfahrzeugs |
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| JP3458872B2 (ja) * | 1995-07-27 | 2003-10-20 | 東急車輛製造株式会社 | 鉄道車両の脱線検知方法及び装置 |
-
1998
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- 1998-08-10 ES ES98936719T patent/ES2235345T3/es not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1400427A1 (en) | 2004-03-24 |
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