ES2260897T3 - Dispositivo para la vigilancia de instalaciones de señalizacion de vi a libre. - Google Patents

Abstract

EN UN EQUIPO PARA SUPERVISION DE INSTALACIONES DE INDICACION DE VIA LIBRE CON EQUIPOS DE MEDICION DE CIRCUITO DE CORRIENTE DE VIA, CONTADORES DE EJE O SIMILARES, Y UN CIRCUITO DE VALORACION, DONDE LA INSTALACION DE INDICACION DE VIA LIBRE ESTA UNIDA CON UNA FUENTE DE TENSION DE ALIMENTACION Y SE VALORA LAS TENSIONES DE SEÑAL DE LA INSTALACION DE INDICACION EN EL CIRCUITO DE VALORACION, LAS MAGNITUDES DE OPERACION DE LA INSTALACION DE INDICACION COMO POR EJEMPLO LAS TENSIONES DE ALIMENTACION Y LAS TENSIONES DE SEÑAL, ASI COMO EVENTUALMENTE LA POSICION DE FASE DEL VALOR DE MEDICION DE TENSION EN ESTADO DE REPOSO, SE GUIAN INDEPENDIENTEMENTE DE LA INSTALACION DE INDICACION DE VIA LIBRE A UN EQUIPO DE SUPERVISION ESPECIAL, DONDE LAS MAGNITUDES CARACTERISTICAS DE OPERACION SON MEDIDAS Y VALORADAS EN DEPENDENCIA DEL TIEMPO.

Description

Dispositivo para la vigilancia de instalaciones de señalización de vía libre.

El invento se refiere a un dispositivo para la vigilancia de las instalaciones de señalización de vía libre con dispositivos de medición de circuitos de corriente de vía, contadores de ejes o análogos y con un circuito de evaluación, en el que la instalación de señalización de vía libre está conectada con una fuente de tensión de alimentación y en el que las tensiones de las señales de la instalación de señalización son evaluadas en el circuito de evaluación.

Las instalaciones de señalización de vía libre sirven para vigilar líneas de ferrocarril para garantizar la seguridad de la circulación en ellas. En principio se han impuesto dos configuraciones distintas de estas instalaciones. En una primera de estas instalaciones tiene lugar una medición del circuito de corriente de vía con un tramo de carril aislado, prestándose una instalación de esta clase para un campo de aplicación de aproximadamente 1500 m de tramo vigilado. De manera alternativa existe una serie de configuraciones, que por medio de contadores de ejes registran los ejes entrantes y salientes dentro del tramo de prueba. En este segundo caso es posible elegir un tramo de medición correspondientemente mayor.

En la medición del circuito de vía se limita un determinado tramo de carril con uniones de aislamiento y los carriles aislados mutuamente se separan eléctricamente de los tramos de vía adyacentes. De manera permanente se aplica una tensión de alimentación, generando esta tensión de alimentación una corriente de alimentación en el circuito de corriente de señalización de vía libre formado para la resistencia de atenuación, el tramo aislados y un relé de vía. Dado que el aislamiento de los carriles sólo es incompleto, debido a factores ajenos, tales como los agentes atmosféricos o análogos, fluyen usualmente corrientes de fuga más o menos grandes, con lo que se limita la longitud del tramo que se quiere vigilar. La corriente derivada, que fluye a consecuencia de estas faltas de aislamiento, puede ser derivada a través de las traviesas y del balasto, con lo que se reduce correspondientemente la corriente de reposo. Sin embargo, esta corriente de reposo tiene que ser en cualquier caso suficiente para mantener el relé de vía en la posición atraída. Cuando el vehículo penetra en el tramo aislado, los ejes del vehículo crean una derivación eléctrica de baja resistencia con relación al relé de vía por el que circula una corriente derivada. La corriente restante es reducida hasta un valor residual pequeño, con lo que se desprende el relé de vía y se señaliza, que el tramo de vía está ocupado. Para la conexión segura del relé motor tienen en este caso importancia esencial la tensión auxiliar, la tensión de vía y, debido a la construcción del relé de vía como relé motor, el desplazamiento de fase. Para cada tipo de construcción del relé motor es preciso respetar valores límites muy definidos de estos datos de funcionamiento mencionados, para que se mantenga la seguridad de funcionamiento.

En la utilización de dispositivos contadores de ejes se define generalmente una gran cantidad de puntos de conteo, que se hallan al menos al principio y al final del tramo definido y cuyas señales con evaluadas en un contador dispuesto en el puesto de enclavamiento. Los puntos de conteo pueden estar formados en este caso por sensores de ruedas, contactos de vía y la correspondiente caja electrónica de conexión. Los contactos de vía pueden estar formados por aparatos de transmisión y de recepción, que se montan enfrentados en el tramo de vía. La construcción de los contadores de ejes de esta clase también puede hacer posible una identificación del sentido de circulación, para lo que las señales de diferentes puntos de conteo, respectivamente de las bobinas de recepción de estos dispositivos de conteo se procesan en dos ramales lo más iguales posible. Las tensiones medidas son amplificadas, rectificadas usualmente y se utilizan después para el mando de un convertidor de tensión/convertidor límite. Estos convertidores suministran dos frecuencias básicas, cuando la disposición no es recorrida por un vehículo. Después del procesamiento adicional de estas frecuencias básicas en una caja electrónica de conexión por medio de módulos de disparo y de formación de impulsos se dispone entonces de dos impulsos de conteo en hilos de conteo separados y de un impulso adicional en un hilo de vigilancia para la excitación del mecanismo contador motor. En el caso de estos dispositivos se puede determinar en un determinado tramo la cantidad de ejes entrantes y salientes y se puede señalizar, que un tramo está libre, cuando hay concordancia entre el número de ejes entrantes y de ejes saliente. Si no concuerdan los dos estados de contador, conduce esto a una señal de ocupado del tramo, al mismo tiempo, que por razones técnicas de seguridad también se tiene que producir una señal de ocupado del tramo, cuando se activa un generador de impulsos cualquiera del punto de conteo, pero no se produzca un conteo de entrada y de salida.

Con velocidades de circulación cada vez más altas y con cargas cada vez mayores de los ejes así como con la creciente densidad de trenes ya no es suficiente el mantenimiento según necesidad y parece deseable hacer posible, por medio de una identificación de la tendencia, un diagnóstico a distancia preventivo y con ello un mantenimiento preventivo.

Los dispositivos de vigilancia conocidos hasta ahora con los que, además de la instalación de señalización, debe ser posible diagnosticar estados de avería, sólo permiten emitir una información, una vez que se haya producido la avería.

Los dispositivos para la vigilancia de tramos de vía se desprenden por ejemplo de los documentos DE 36 34 696 A1, DE 44 05 039 A1, CH 684 257 A5, DE 196 31 564 A1 o DE 42 21 779 A1. En el documento AT 316 644 B se describe una disposición de conexión en dispositivos contadores de ejes, que vigila la capacidad de funcionamiento de los puntos de conteo y que se activa, cuando se produce una determinada avería, como por ejemplo la ausencia de una señal de tensión. El documento DE 42 17 694 A1 describe una disposición para la evaluación de dos tensiones pertenecientes a un circuito de vigilancia.

Los dispositivos de vigilancia de la clase conocida presuponen en la mayoría de los casos sensores adicionales y dispositivos adicionales, de manera, que, además de la circunstancia de que las averías sólo son detectadas una vez que se hayan producido, no sólo se incrementa el coste de construcción, sino que, además, el valor informativo de estas señales de avería depende de la amplitud de la redundancia elegida.

El invento tiene por objeto crear un dispositivo de la clase indicada más arriba con el que, además de las instalaciones de señalización de vía libre convencionales, probadas y estandarizadas, sea posible una vigilancia, que haga posible un análisis de tendencia y llame con ello prematuramente la atención sobre la posible aparición de futuras averías. El dispositivo según el invento pretende, además, la supresión de componentes adicionales en el campo de los sensores, respectivamente los dispositivos de medición o contadores de ejes, para vigilar realmente aquellos dispositivos de medición, respectivamente contadores de ejes, cuyas señales sean evaluadas en la instalación de señalización de vía libre. Para la solución de este problema, el dispositivo según el invento se basa en el hecho de que las magnitudes características de funcionamiento de la instalación de señalización, como por ejemplo las tensiones de alimentación y de las señales así como eventualmente la posición de la fase de los valores de medición de la tensión se aportan, con independencia de una instalación de señalización de vía libre, a un dispositivo de vigilancia separado, al mismo tiempo, que las magnitudes características de funcionamiento son medidas y evaluadas con dependencia del tiempo. Debido a que ahora se vigilan, además de las magnitudes de funcionamiento usuales, que generan las señales para las instalaciones de señalización de vía libre, las magnitudes de funcionamiento de las instalaciones de señalización y debido a que estas son evaluadas en un dispositivo de vigilancia separado e independiente de la instalación de vigilancia de vía libre, se crea la posibilidad de registrar las variaciones de las magnitudes características de funcionamiento mucho antes de que aparezca una avería real y poder deducir de esta manera el posible instante de una avería en forma de una tendencia. Para el dispositivo según el invento es, por lo tanto, esencial, la independencia de un segundo dispositivo de vigilancia con relación a la instalación de señalización de vía libre y la evaluación de las magnitudes características de funcionamiento de la instalación de señalización en este dispositivo de vigilancia separado según criterios, que no son vigilados en la instalación de señalización de vía libre. Mientras que las instalaciones de señalización de vía libre señalizan únicamente el estado libre u ocupado, el dispositivo de vigilancia adicional de esta clase tiene que vigilar las magnitudes características de funcionamiento de la instalación de señalización de manera continua en estado de reposo y con determinados intervalos de tiempo para hacer posible el deseado análisis de tendencia.

La configuración según el invento se realiza ventajosamente de tal modo, que la instalación de señalización de vía libre contenga al menos un relé de vía motor y que se midan y vigilen la tensión de alimentación, respectivamente una tensión auxiliar del relé, la tensión de la señal derivada de tramos de vía aislados conectados con la fuente de la tensión de alimentación y la posición de fase de los dos valores de tensión medidos en el estado de reposo. En una vigilancia de esta clase se vigilan tanto la tensión de vía y la tensión auxiliar, como también el desplazamiento de fase y se comparan con los parámetros de funcionamiento conocidos de la instalación de señalización de vía libre utilizada. Una variación de la tensión en el relé motor, debida a una variación de la resistencia del balasto es identificada así prematuramente, igual que una variación de la posición de fase, que pondría en duda en funcionamiento seguro en el futuro. Los relés de vía trabajan usualmente en una conexión con corriente de reposo, al mismo tiempo, que las interrupciones o el aumento de la resistencia en el circuito, tales como rotura del carril, rotura de los cables de conexión o conexiones defectuosas de los carriles, dan lugar, igual que los cortocircuitos, al desprendimiento del relé y simulan con ello una señal de vía ocupada. Una corriente derivada alta debida a un aislamiento deficiente de la vía o a uniones de aislamiento defectuosas conduce igualmente a un desprendimiento del relé de vía y a una señal de ocupado. Con la vigilancia continua en el estado de reposo se pueden detectar prematuramente estas corrientes derivadas, que durante el funcionamiento también pueden aumentar lentamente, o el incipiente aislamiento deficiente de las vías y pueden indicar la necesidad, fuera de los intervalos de mantenimiento usuales, de un mantenimiento o de un control adicional.

Para el funcionamiento seguro de un dispositivo de vigilancia de esta clase también es obviamente esencial la circunstancia de que el dispositivo de vigilancia pueda influir en la instalación de señalización de vía libre y que el funcionamiento de la instalación de señalización de vía libre estandarizada tiene que permanecer totalmente separado del dispositivo de vigilancia. Por ello, la configuración se prevé con ventaja de tal modo, que el dispositivo de vigilancia esté desacoplado eléctricamente del dispositivo de señalización de seguridad y/o que el aumento de tensión máximo del dispositivo de vigilancia, que se produzca en el caso de avería, sea limitado electrónicamente.

Para realizar un análisis de tendencia seguro se prevé con ventaja una configuración tal, que los valores de medición del dispositivo de vigilancia se aporten a un ordenador central de un sistema de diagnóstico de agujas y que el análisis de tendencia se realice en el ordenador.

En el caso de la utilización de dispositivos contadores de ejes se registran las magnitudes de funcionamiento características de los dispositivos de esta clase, procediendo ventajosamente de tal modo, que en los dispositivos contadores de ejes se vigilan como magnitudes de funcionamiento en reposo la tensión de alimentación, las frecuencias en reposo y las amplitudes de las señales en reposo. Los módulos de medición para el dispositivo de vigilancia adicional se hallan en este caso, de manera distinta a su utilización en las mediciones con corriente continua, en general directamente en el tramo de vía y no en el puesto de enclavamiento. Los valores de medida obtenidos al pasar por encima de un punto de medición y con ello al atenuar un sensor de rueda, son excluidos de la evaluación, al mismo tiempo, que la identificación de la tendencia a averías por medio del registro continuo de los parámetros de funcionamiento permite identificar variaciones, cuando se producen variaciones de sintonización en los circuitos de frecuencia selectivos y un desplazamiento de las frecuencias y también cuando surgen variaciones de los parámetros eléctricos de las instalaciones interiores y exteriores así como dependencias de la temperatura.

En especial, para excluir los valores de medición obtenidos al pasar por encima de los puntos de medición se configura el dispositivo ventajosamente de tal modo, que el circuito de vigilancia esté conectado con la instalación de señalización para la supresión de los valores de medición durante las variaciones características de las señales en un proceso de señalización de ocupado.

Se obtiene otra posibilidad para excluir valores de medición durante un proceso de señalización de ocupado, cuando estos valores de medición de pequeña duración se identifican como señales de ruido por medio de un programa de ordenador y se eliminan.

Todos los dispositivos técnicos de seguridad conocidos pueden generar adicionalmente en el mejor de los casos una señal de ruido. En el caso de un coste adicional en sistemas de sensores, por ejemplo por aplicación de una tensión de referencia separada con intervalos de tiempo, que deban simular una circulación en la vía, se puede vigilar únicamente el funcionamiento momentáneo del sistema de sensores, pero no se puede realizar una análisis de tendencia.

El invento se describe con detalle en lo que sigue por medio de ejemplos de ejecución representados esquemáticamente en el dibujo. En él muestran:

La figura 1, un esquema completo de un dispositivo de vigilancia para un dispositivo de señalización del circuito de vía.

La figura 2, un detalle de la conexión del dispositivo de vigilancia del dispositivo de señalización del circuito de vía.

La figura 3, una configuración modificada con la utilización de contadores de ejes en el marco de la instalación de señalización de vía libre.

En la figura 1 se pueden ver los carriles 1 y 2 de una vía, que se construyen de una manera aislada en un tramo a con relación a los correspondientes carriles 1 y 2. El tramo a de los carriles 1 y 2 está separado por medio de uniones de aislamiento correspondientes del trazado restante de la vía y a esta tramo de vía se aplica una tensión a través de los cables 3 y 4 de alimentación. La tensión es derivada por medio de cables 5 de señales y se aplica a un relé 6 de vía motor.

Independientemente de los componentes de la instalación de señalización de vía libre se prevé un sistema de diagnóstico de las agujas, que, como se representa en las figuras siguientes, está acoplado con la instalación de señalización de vía libre. El sistema de diagnóstico de las agujas comprende en este caso un ordenador 7 central con el monitor 8 correspondiente así como eventualmente con una impresora 9, al mismo tiempo, que los datos para el sistema de diagnóstico de las agujas se obtienen a partir de una gran cantidad de sistemas 10 distintos. Los sistemas 10 pueden registrar por medio de sensores asignados a ellos diferentes funciones de la aguja, como por ejemplo la posición del espadín, la separación del espadín así como criterios dependientes del desgaste, pero esto no se representa con detalle en lo que sigue. Es esencial la concatenación del sistema de diagnóstico de las agujas con la instalación de señalización de vía libre de una manera, que excluya reacciones y reacoplamientos, que afecten al funcionamiento seguro de la instalación de señalización de vía libre.

En la figura 2 se representa para ello un detalle de una instalación de señalización de vía libre con un relé 6 de vía motor. Un relé de vía motor de esta clase es conectado por medio de cables 11 a una tensión auxiliar. Al relé 6 de vía motor se aplica a través de los cables 12 la tensión de vía derivada. Cuando la posición de fase de las señales es correcta y con la amplitud correspondiente se produce el accionamiento del relé de vía motor en la forma deseada. Si la tensión de vía desciende de manera manifiesta, por ejemplo por el paso de los ejes, a consecuencia de la derivación de baja resistencia a través de los ejes, se excita el relé de vía motor y señaliza el estado ocupado.

El dispositivo de vigilancia separado abarca módulos 13 y 14 de medición de la tensión para la vigilancia de la tensión de vía así como de la tensión auxiliar, realizándose la evaluación de las señales tanto desde el punto de vista de su amplitud en un circuito 15 de medición de la tensión, como también desde el punto de vista de su posición de fase en el correspondiente componente 16. Las señales así obtenidas penetran a través de interfaces 17 de entrada y de salida en la línea 18 de Bus del sistema y son puestas, a través de un grupo 19 de cabeza, a disposición del ordenador central en el que se realiza un cálculo de tendencia. Un valor, variable en el tiempo, de la amplitud de uno o de los dos módulos de medición de la tensión permite llegar a la conclusión de la existencia de una variación de la tensión y con ello de posibles problemas de aislamiento. Una variación de la posición de fase permite igualmente conjeturas sobre el instante en el que, debido a un desplazamiento indeseado de la posición de fase, el relé de vía motor ya no se excitará correctamente. Dado que en los dos carriles sólo se puede proceder a un aislamiento incompleto, circulará siempre una corriente derivada indeseada, por ejemplo a través de las traviesas y del balasto, que reduce correspondientemente la corriente de reposo. Sin embargo, una corriente de reposo de esta clase tiene que permanecer en cualquier caso lo suficientemente grande para mantener el relé de vía en la posición atraída. Sólo cuando un vehículo penetra en el tramo aislado y los ejes del vehículo crean una derivación eléctrica de baja resistencia con relación al relé de vía, se reduce la corriente de reposo hasta una valor residual, que desactiva el relé de vía y da lugar a la señal de ocupado del tramo de vía. Para cada tipo de construcción de un relé 6 motor de esta clase se deben mantener valores límite muy definidos de la tensión auxiliar, de la tensión de vía y del desplazamiento de fase para garantizar el funcionamiento de este relé. Los relés motor son controlados, usualmente de acuerdo con un programa de tiempo prefijado, desde el punto de vista de su capacidad de funcionamiento, para lo que se miden las magnitudes de entrada. Sin embargo, en un control de esta clase sólo se prueba el relé motor desde el punto de vista de la capacidad de funcionamiento, pero no las magnitudes de medición introducidas por el tramo de vía aislado.

En la figura 3 se representa una ejecución modificada con la utilización de dispositivos contador de ejes, estando dispuestos a lo largo de los carriles 1 y 2 sensores de ruedas. Los dispositivos contadores de ejes, utilizados como dispositivos técnicos de seguridad para la señalización de libre y ocupado de tramos de vía, se componen generalmente de una gran cantidad de puntos de conteo de esta clase, como los que se definen con los sensores 20, dispuestos al menos al principio y al final de un tramo y que se evalúan en un dispositivo 21 contador motor dispuesto en un puesto de enclavamiento. Para la conexión de los puntos de conteo con el dispositivo contador motor se utilizan cables 22 de telecomunicaciones

Los propios puntos de conteo se componen de los sensores 20 de ruedas, respectivamente de contactos de vía y de una caja 23 electrónica de conexión. Los contactos de vía se componen a su vez generalmente de aparatos de transmisión y de recepción montados siempre enfrentados en el alma del carril. En cada uno de estos aparatos están dispuestas una al lado de otra dos bobinas, que, debido a su desplazamiento, permiten la identificación del sentido de circulación. En la caja 23 electrónica de conexión se procesan las señales de las dos bobinas de recepción por separado en dos ramales ampliamente iguales, al mismo tiempo, que las tensiones son utilizadas generalmente de manera amplificada y rectificada y para el mando de un convertidor de tensión/convertidor límite. Estos convertidores suministran siempre dos frecuencias básicas, cuando la disposición no es recorrida por un vehículo.

Las dos frecuencias son procesadas en las cajas 23 electrónicas de conexión por medio de portadoras y de módulos formadores de impulsos, de manera, que se disponga de dos impulsos de conteo en hilos de conteo separados y de un impulso en un hilo de vigilancia para la excitación de un dispositivo 21 contador motor.

Con los contactos de vía de esta clase se puede contar la cantidad de ejes, que entran en un tramo y que salen del tramo y se puede señalizar, que un tramo está libre, cuando haya concordancia entre la cantidad de ejes entrantes y la cantidad de ejes salientes. Si los estados de contador no concuerdan, se genera una señal de ocupado. Sin embrago, también se genera una señal de ocupado, cuando se acciona uno cualquiera de los generadores de impulsos de los puntos de conteo, pero no se produce un conteo de entradas y de salidas o se produce una rotura en los cables de conexión con el punto de conteo.

En los circuitos 24 de vigilancia separados se registran nuevamente parámetros de funcionamiento, al mismo tiempo, que en el caso de la configuración según la figura 3 se miden la tensión de alimentación del punto de conteo, así como las dos frecuencias de reposo y las amplitudes. El dispositivo de vigilancia se halla en una carcasa propia junto a las cajas electrónicas de conexión, que deban ser vigiladas y permite la medición continua de los parámetros de funcionamiento del punto de conteo en el estado de reposo. Las señales obtenidas se ponen a disposición del ordenador 7 central a través de líneas 25 de señal y de los componentes descritos en la figura 2. Los módulos de medición se hallan en este caso, a diferencia de la disposición en el caso de la medición en corriente continua, directamente en el tramo de vía y no en el puesto de enclavamiento. Los valores de medición, obtenidos al pasar el vehículo por encima del punto de medición y con ello al atenuar los sensores de ruedas, son excluidos de la evaluación. La identificación de la tendencia a averías tiene lugar sobre la base de la medición continua de los parámetros de funcionamiento y en especial de su variación en el tiempo. En particular se pueden identificar para la detección de la tendencia las desviaciones de la sintonización en los circuitos selectivos de frecuencia, respectivamente el desplazamiento de la frecuencia así como las variaciones de los parámetros eléctricos y las variaciones debidas a la temperatura y se pueden evaluar como tendencia.

Claims (6)

1. Dispositivo para la vigilancia de las instalaciones de señalización de vía libre con dispositivos de medición de circuitos de corriente de vía, contadores de ejes o análogos y con un circuito de evaluación, en el que la instalación de señalización de vía libre está conectada con una fuente de tensión de alimentación y en el que las tensiones de las señales de la instalación de señalización son evaluadas en el circuito de evaluación, caracterizado porque las magnitudes características de funcionamiento, como por ejemplo las tensiones de alimentación y las tensiones de señal así como eventualmente la posición de fase de los valores de medición de la tensión en el estado de reposo son aplicadas con independencia de la instalación de señalización de vía libre a un dispositivo de vigilancia separado, al mismo tiempo, que las magnitudes características de funcionamiento son medidas y evaluadas en función del tiempo.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque la instalación de señalización de vía libre contiene al menos un relé (6) de vía motor y porque se miden y vigilan la tensión de alimentación y una tensión auxiliar para el relé (6), la tensión de señal derivada de tramos (1, 2) de carril aislados conectados con la fuente de tensión de alimentación y la posición de fase de los dos valores de medición de la tensión en el estado de reposo.

3. Dispositivo según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque el dispositivo de vigilancia está desacoplado eléctricamente con relación al dispositivo de señalización de seguridad y/o porque el aumento de tensión máximo del dispositivo de vigilancia, que se produce en un caso de avería, es limitado electrónicamente.

4. Dispositivo según la reivindicación 1, 2 o 3, caracterizado porque los valores de medición del dispositivo de vigilancia se llevan a un ordenador (7) central de un sistema de diagnóstico de agujas y porque en el ordenador (7) se realiza un análisis de tendencia.

5. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque en el caso de dispositivos contador de ejes como magnitudes características de funcionamiento se vigilan en el estado de reposo la tensión de alimentación, las frecuencias en reposo y las amplitudes de las señales en reposo.

6. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el circuito de vigilancia está conectado con la instalación de señalización para la supresión de los valores de medición durante las variaciones características de las señales en un proceso de señalización de ocupado.