ES2910774T3 - Red de control de trenes, método de comunicación y método para controlar la integridad de trenes - Google Patents
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Abstract
Una red de control de trenes que comprende un carril (3), un primer elemento de comunicación (1, 1') y un segundo elemento de comunicación (2, 2'), que se configuran para comunicarse entre sí, en donde el primer elemento de comunicación (1, 1') comprende o se conecta a un primer inyector de HF (4) montado en un tren (7), adaptado para inyectar señales de HF en el carril (3), en donde el segundo elemento de comunicación (2, 2') comprende o se conecta a un segundo receptor de HF (5) montado en un tren (7), adaptado para recibir señales de HF transmitidas a través del carril (3), en donde se proporciona una unidad de evaluación (6) a bordo de dicho tren (7) para analizar las señales de HF recibidas, en donde el segundo elemento de comunicación (2, 2') se adapta para transferir las señales de HF a la unidad de evaluación (6); caracterizada por que las señales de HF son señales de tiempo con una frecuencia de las señales de HF > 1 MHz; en donde la red de control de trenes comprende además un módulo de integridad de trenes para determinar la integridad de trenes, en donde un dispositivo de base de tiempo (8) se adapta para proporcionar una base de tiempo común para el receptor de HF (4) y el segundo inyector de HF (5), y la unidad de evaluación (6), en donde el primer inyector de HF (4), el segundo receptor de HF (5), el carril (3), el dispositivo de base de tiempo (8) y la unidad de evaluación (6) se adaptan para determinar la integridad de trenes al determinar la longitud del tren (7), en donde la unidad de evaluación (6) se configura para evaluar la longitud del tren (7) al evaluar el tiempo de ejecución de la señal de HF dentro del carril (3) entre el primer inyector de HF (4) y el segundo receptor de HF (5) al determinar la diferencia del tiempo de inyección (t0) y el tiempo de recepción (t1).
Description
DESCRIPCIÓN
Red de control de trenes, método de comunicación y método para controlar la integridad de trenes
La invención se refiere a una red de control de trenes que comprende un primer elemento de comunicación y un segundo elemento de comunicación, que deben comunicarse entre sí, en donde el primer elemento de comunicación comprende o se conecta a un primer inyector de HF montado en un tren, adaptado para inyectar señales de HF en el carril, en donde el segundo elemento de comunicación comprende o se conecta a un segundo receptor de HF montado en un tren, adaptado para recibir señales de HF transmitidas a través del carril, en donde se proporciona una unidad de evaluación para analizar las señales de HF recibidas, y en donde el segundo elemento de comunicación se adapta para transferir las señales de HF a la unidad de evaluación. La invención se refiere además a un método para controlar la integridad de trenes.
Antecedentes de la invención
Una red de control de trenes se conoce de [1].
Para garantizar la seguridad durante el funcionamiento ferroviario, los diferentes elementos ferroviarios deben comunicarse entre sí. El centro de control LZB, por ejemplo, se comunica con los trenes a través de bucles de cables conductores [1]. Para hacer esto, la vía férrea tiene que estar equipada con bucles de cable conductor, lo que implica un gasto considerable. Además, dado que los bucles conductores se ubican en el exterior, están expuestos a la intemperie y, por lo tanto, son propensos a sufrir daños.
También se requiere comunicación entre elementos ferroviarios para controlar la integridad de trenes. Con el fin de determinar la longitud real del tren, se conoce proporcionar un dispositivo de cabeza de tren en el automotor y un dispositivo de final de tren en el último vagón de un tren que se comunican entre sí a través de Ethernet, comunicación por radio o cable. [2]. Sin embargo, con los métodos conocidos, la integridad de trenes solo se puede determinar de forma fiable en líneas rectas, ya que la distancia entre el dispositivo de cabeza de tren y el dispositivo de final de tren no cumple con la longitud del tren si el tren está en una curva.
El documento WO 01/62572 A1 describe una red de control de trenes según el preámbulo de la reivindicación 1.
Objeto de la invención
Un objeto de la invención es proporcionar una red de control de trenes y un método para controlar la integridad de trenes que permita una transmisión de información fiable con menos gastos.
Descripción de la invención
Este objeto se soluciona mediante una red de control de trenes según la reivindicación 1 y mediante un método para controlar la integridad de trenes según la reivindicación 5.
Según la invención, el primer elemento de comunicación comprende un inyector de HF, adaptado para inyectar señales de HF en el carril, y el segundo elemento de comunicación comprende un receptor de HF, adaptado para recibir señales de HF transmitidas a través del carril; se proporciona una unidad de evaluación para analizar las señales de HF recibidas.
Según la invención, el carril se utiliza como medio de transmisión para la transmisión de señales de HF entre los elementos de comunicación. La función de transmisión a través de un campo electromagnético que se genera alrededor del carril por medio del inyector de HF. Es decir, el inyector de HF se adapta para generar un campo electromagnético alrededor del carril. Por medio de la transmisión de señales inventiva, la comunicación continua entre los elementos de comunicación (por ejemplo, trenes, elementos de campo, etc.) se habilita sin la instalación de elementos de transmisión adicionales en el campo. No se requiere bus de datos. La red de control de trenes inventiva por lo tanto proporciona un sistema de comunicación rentable. Además, se puede realizar una comunicación continua de baja pérdida debido a la transmisión de señales por medio de señales de HF.
El receptor de HF transmite las señales de HF a la unidad de evaluación para su análisis. La unidad de evaluación está provista preferentemente del segundo elemento de comunicación, en particular colocado dentro del segundo elemento de comunicación. La unidad de evaluación puede ser, por ejemplo, un subsistema de un ETCS a bordo. En un ejemplo, que no pertenece a la presente invención, también es posible utilizar una unidad de evaluación central remota a la que se transfieren la señal de HF recibida o los datos derivados de la señal de HF recibida.
La frecuencia de las señales de HF es > 1 MHz. La más preferida es la inyección de señales de GHz. Al proporcionar una alta frecuencia (> 1 kHz) de las señales de HF, se pueden reducir las pérdidas durante la transmisión.
La señal de HF inyectada comprende una ID para identificar el elemento de comunicación al que está asignado (conectado) el inyector de HF.
Según la invención, la red comprende además un módulo de integridad de trenes para determinar la integridad de
trenes, es decir, la red comprende componentes (inyector de HF, receptor de HF, carril, base de tiempo, evaluador) que interactúan y se adaptan para determinar la integridad de trenes.
La señal de HF es una señal de tiempo y la red de control de trenes comprende un dispositivo de base de tiempo adaptado para proporcionar una base de tiempo común para el receptor de HF y el inyector de HF. Al utilizar una base de tiempo común, se puede determinar el tiempo de ejecución de las señales de HF dentro del carril. Una "señal de tiempo" según la invención es una señal que comprende información sobre el momento en que la señal ha sido inyectada en el carril (marca de tiempo). El dispositivo de base de tiempo puede ser, p. ej. un receptor de GPS que está en comunicación tanto con el receptor de HF como con el inyector de HF, o relojes que están sincronizados entre sí.
En una realización muy preferida, el inyector de HF se adapta para la inyección sin contacto de señales de HF en el carril, en particular para la inyección a través de inducción o infrasonido, y/o el receptor de HF se adapta para la recepción de señales de HF sin contacto del carril, en particular para la recepción por inducción o por infrasonido. La inyección sin contacto permite la inyección de señales de HF sin abrasión de los elementos de contacto.
Los elementos de comunicación se seleccionan preferentemente entre: elemento de campo (en particular elemento controlador de un elemento de campo), tren, vagón, punto, centro de control. Según la invención, el receptor de HF y el inyector de HF se montan en un tren. En este caso los elementos de comunicación pueden ser vagones del tren. La expresión "en un tren (on a train}" significa "en (in)" o "en (at)" un tren, en particular en las proximidades de la vía, p. ej. debajo del tren.
En una realización especial, el segundo elemento de comunicación es un automotor de un tren y el primer elemento de comunicación es el último vagón de un tren.
La invención también se refiere a un método para controlar la integridad de trenes mediante el uso de un método para la comunicación entre un primer elemento de comunicación y un segundo elemento de comunicación dentro de una red de control de trenes, como se define en las etapas del método de la reivindicación 5.
Se prefiere que la inyección y la recepción se realicen sin contacto, en particular mediante acoplamiento inductivo o infrasonido.
Para proporcionar datos a los elementos de comunicación, la señal de HF se modula electromagnéticamente.
En una variante preferida, se transmite una identificación inequívoca del primer elemento de comunicación con la señal de HF. Por ejemplo, si los dos elementos de comunicación son trenes, el tren de cabeza puede enviar una señal de HF que incluya un identificador de tren al siguiente tren. Al evaluar el tiempo de ejecución de la señal de HF, el siguiente tren reconoce la posición del tren precedente.
El método mencionado anteriormente se utiliza para controlar la integridad de trenes.
El método inventivo permite una detección segura y directa de la posición relativa del automotor y el último vagón en la vía y/o la distancia del vagón y/o el último vagón a los elementos de comunicación (por ejemplo, elementos de campo) La detección de la posición relativa se puede llevar a cabo, por ejemplo por medio de kilometraje.
El método inventivo permite una detección fácil y precisa de la longitud del tren.
Las ruedas bloqueadas y la falta de recepción de GPS (por ejemplo, en túneles) no son un problema si se usa el método inventivo. Por lo tanto, se puede lograr un alto nivel de seguridad (SIL4). Según la invención, las señales de HF recibidas se analizan por medio de una unidad a bordo (unidad de evaluación que se instala a bordo de un tren), en particular de una unidad a bordo ETCS. Así, por medio del método inventivo, la unidad a bordo puede recibir información segura sobre la integridad de trenes.
Según la invención, las señales de HF se analizan al determinar un tiempo de ejecución de las señales de HF y utilizar el tiempo de ejecución para determinar la longitud del tren. Dado que las señales de HF se transmiten a través del carril, la longitud real del tren se puede determinar de forma fiable (independientemente de si el tren se encuentra en una curva, en un túnel o en otro lugar) utilizando el tiempo de ejecución de las señales de HF.
Las señales de HF se analizan comparando la señal de HF recibida con una información de tiempo del receptor de HF. Por lo tanto, se puede determinar el tiempo de ejecución de la señal de HF. Se requiere la misma base de tiempo para el receptor de HF y el inyector de HF.
En caso de que la longitud del tren determinada no cumpla con la longitud objetivo, es preferible que se informe a un centro de control y/o se realice una intervención en el proceso de operación. Una intervención puede comprender, p. ej. un freno de emergencia.
Dibujos
La invención se muestra en el dibujo.
La Figura 1 muestra el principio para la transmisión de señales para una red de control de trenes inventiva.
La Figura 2 muestra una realización preferida de la red de control de trenes inventiva para el control de integridad de trenes.
La Figura 3 muestra una red de control de trenes no perteneciente a la presente invención para la comunicación entre una señal y un centro de control.
La Figura 1 muestra una red de control de trenes con un primer elemento de comunicación 1 y un segundo elemento de comunicación 2 que están en contacto o ubicados cerca de un carril 3 para vehículos limitados a carriles. El primer elemento de comunicación 1 comprende un primer inyector de HF 4 para inyectar una señal de HF en el carril 3. Para este propósito, el primer inyector de HF 4 se ubica cerca del carril 3 (en particular a menos de 10 cm). La señal de HF se transfiere a través del carril 3 al segundo elemento de comunicación 2. El segundo elemento de comunicación 2 comprende un receptor de HF 5 que detecta la señal de HF. Según la invención, el carril 3 sirve no únicamente para guiar un vehículo limitado a carriles, sino también para la transmisión de señales de HF. La inyección y recepción de la señal de HF a/desde el carril 3 se realiza preferiblemente sin contacto, como se muestra en las figuras, p. ej. mediante acoplamiento inductivo. La red de control de trenes inventiva comprende además una unidad de evaluación 6 para evaluar la señal de HF recibida por el receptor de HF 5. Para este propósito, el receptor de HF 5 transmite la señal de HF recibida a la unidad de evaluación 6, que se adapta para recibir señales de HF del receptor de HF 5. El receptor de HF 5 y la unidad de evaluación se conectan eléctricamente entre sí.
La Figura 2 muestra una realización de la red de control de trenes inventiva que puede usarse para controlar la integridad de trenes. El primer elemento de comunicación 1' (aquí: último vagón 1' de un tren 7) se equipa con el primer inyector de HF 4 que se coloca preferentemente en la parte inferior del vagón 1' para acoplar las señales de HF en el carril 3. Para controlar la integridad de trenes, las señales de HF inyectadas en el carril 3 son señales de tiempo, es decir, señales que contienen información sobre el momento en que la señal de HF se ha inyectado en el carril 3. Las señales de HF se transfieren a través del carril 3 al automotor (segundo elemento de comunicación 2'), son recibidas por el receptor de HF 5 y transferidas a la unidad de evaluación 6. En la realización que se muestra en la Figura 2, la unidad de evaluación 6 (por ejemplo, una unidad a bordo de un ETCS) se ubica dentro del automotor 2. La señal de HF recibida puede evaluarse directamente dentro del automotor 2.
Para controlar la integridad de trenes, debe determinarse la longitud del tren 7. Según la invención, esto se hace evaluando el tiempo de ejecución de la señal de HF dentro del carril 3 entre el primer inyector de HF 4 y el transceptor de HF 5. Para este propósito, la unidad de evaluación 6 y el primer inyector de HF 4 usan la misma base de tiempo, que es proporcionada por un dispositivo de base de tiempo 8. Para lograr la precisión requerida, p. ej. se puede utilizar GPS para proporcionar la base de tiempo requerida. La señal de HF inyectada comprende una información de tiempo (tiempo de inyección t0) que puede ser leída por la unidad de evaluación 6. La unidad de evaluación 6 evalúa el tiempo de ejecución determinando la diferencia del tiempo de inyección t0 y el tiempo de recepción t1. Así, se puede determinar la longitud L del tren: L=v-(t1-fe) (v es la velocidad de propagación de la señal de HF dentro del carril 3).
En un ejemplo, no perteneciente a la presente invención, también se puede utilizar una red de control de trenes para transmitir información entre elementos de campo o entre un elemento de campo 1", 1m y un centro de control 2" que se encuentra cerca del carril 3, como se muestra en la Figura 3.
En la Figura 3 una señal ferroviaria 1" y un contador de ejes 1"' (primeros elementos de comunicación) envían señales de HF (por ejemplo, con información sobre el estado del interruptor, información sobre bloques ocupados) a través del carril 3 al receptor de HF del centro de control 2". En el ejemplo mostrado, el receptor de HF 5 del centro de control se ubica fuera del alojamiento del centro de control 2", pero se conecta eléctricamente con el centro de control 2".
La red de control de trenes también permite la comunicación entre el centro de control 2 y el tren 7 a través del carril 3 (no mostrado). P. ej. el centro de control 2" puede enviar telegramas al tren 7. El telegrama puede comprender información, por ejemplo, relativa a la autoridad de movimiento del tren 7. El tren 7 puede enviar señales de HF que comprenden información que indica su configuración, capacidades de frenado, velocidad, posición, etc. al centro de control 2". En este caso, tanto el tren 7 como el centro de control 2" actúan como primer elemento de comunicación y como segundo elemento de comunicación y, por lo tanto, deben estar equipados con un inyector de HF y un receptor de HF. Alternativamente, se puede instalar un transceptor de HF.
La presente invención sugiere utilizar un carril de una red ferroviaria para la comunicación entre elementos de comunicación dentro de dicha red ferroviaria para determinar la integridad de trenes.
Se pueden prescindir de cables conductores para transmisión de señal y conexión continua a dispositivos de detección de ubicación (por ejemplo, GPS).
Lista de signos de referencias
1 primer elemento de comunicación
1' primer elemento de comunicación - vagón de un tren 1" primer elemento de comunicación - señal ferroviaria 1m primer elemento de comunicación - contador de ejes 2 segundo elemento de comunicación
2 segundo elemento de comunicación - vagón de tren 2" segundo elemento de comunicación - centro de control 3 carril
4 inyector de HF
5 receptor de HF
6 unidad de evaluación
7 tren
8 dispositivo de base de tiempo
Referencias citadas
[1] https://en.wikipedia.org/wiki/Linienzugbeeinflussung [2] EP 3228519 A1 (pospublicado)
Claims (10)
1. Una red de control de trenes que comprende un carril (3), un primer elemento de comunicación (1, 1') y un segundo elemento de comunicación (2, 2'), que se configuran para comunicarse entre sí,
en donde el primer elemento de comunicación (1, 1') comprende o se conecta a un primer inyector de HF (4) montado en un tren (7), adaptado para inyectar señales de HF en el carril (3),
en donde el segundo elemento de comunicación (2, 2') comprende o se conecta a un segundo receptor de HF (5) montado en un tren (7), adaptado para recibir señales de HF transmitidas a través del carril (3),
en donde se proporciona una unidad de evaluación (6) a bordo de dicho tren (7) para analizar las señales de HF recibidas,
en donde el segundo elemento de comunicación (2, 2') se adapta para transferir las señales de HF a la unidad de evaluación (6);
caracterizada por que
las señales de HF son señales de tiempo con una frecuencia de las señales de HF > 1 MHz;
en donde la red de control de trenes comprende además un módulo de integridad de trenes para determinar la integridad de trenes,
en donde un dispositivo de base de tiempo (8) se adapta para proporcionar una base de tiempo común para el receptor de HF (4) y el segundo inyector de HF (5), y la unidad de evaluación (6),
en donde el primer inyector de HF (4), el segundo receptor de HF (5), el carril (3), el dispositivo de base de tiempo (8) y la unidad de evaluación (6) se adaptan para determinar la integridad de trenes al determinar la longitud del tren (7), en donde la unidad de evaluación (6) se configura para evaluar la longitud del tren (7) al evaluar el tiempo de ejecución de la señal de HF dentro del carril (3) entre el primer inyector de HF (4) y el segundo receptor de HF (5) al determinar la diferencia del tiempo de inyección (t0) y el tiempo de recepción (t1).
2. Red de control de trenes según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el primer inyector de HF (4) se adapta para la inyección sin contacto de señales de HF en el carril (3), en particular para la inyección por inducción, y/o que el receptor de HF (5) se adapta para la recepción sin contacto de señales de HF del carril (3), en particular para recepción por inducción.
3. Red de control de trenes según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que los elementos de comunicación (1, 1', 2, 2') se seleccionan de: tren, vagón (1', 2').
4. Red de control de trenes según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el segundo elemento de comunicación es un automotor (2') de un tren y el primer elemento de comunicación es el último vagón de un tren (1').
5. Método para controlar la integridad de trenes utilizando un método para la comunicación entre un primer elemento de comunicación (1, 1') y un segundo elemento de comunicación (2, 2') dentro de una red de control de trenes que comprende un carril (3), el primer elemento de comunicación (1, 1') y el segundo elemento de comunicación (2, 2'), se configuran para comunicarse entre sí,
en donde el primer elemento de comunicación (1, 1') comprende o se conecta a un primer inyector de HF (4) montado en un tren (7), adaptado para inyectar señales de HF en el carril (3),
en donde el segundo elemento de comunicación (2, 2') comprende o se conecta a un segundo receptor de HF (5) montado en un tren (7), adaptado para recibir señales de HF transmitidas a través del carril (3); y
en donde se proporciona una unidad de evaluación (6) a bordo de dicho tren (7) para analizar las señales de HF recibidas
en donde se inyecta una señal de HF, en particular inducida, en el carril por medio del primer inyector de HF (4) del primer elemento de comunicación (1, 1'), la señal inyectada se transmite a través del carril (3) y es recibida por medio del receptor de HF (5) del segundo elemento de comunicación (2, 2') y transferida a la unidad de evaluación (6), en donde la frecuencia de las señales de HF es > 1 MHz
en donde la red de control de trenes comprende además un módulo de integridad de trenes para determinar la integridad de trenes,
en donde un dispositivo de base de tiempo (8) se adapta para proporcionar una base de tiempo común para el receptor
de HF (4) y el segundo inyector de HF (5), y la unidad de evaluación (6),
en donde el primer inyector de HF (4), el segundo receptor de HF (5), el carril (3), el dispositivo de base de tiempo (8) y la unidad de evaluación (6) se adaptan para determinar la integridad de trenes al determinar la longitud del tren (7), en donde la unidad de evaluación (6) se configura para evaluar la longitud del tren (7) al evaluar el tiempo de ejecución de la señal de HF dentro del carril (3) entre el primer inyector de HF (4) y el segundo receptor de HF (5) al determinar la diferencia del tiempo de inyección (t0) y el tiempo de recepción (t1), y
en donde el segundo elemento de comunicación es un automotor (2') de un tren (7) y el primer elemento de comunicación es el último vagón (1') de un tren (7), comprendiendo el método las siguientes etapas:
a. durante un modo de funcionamiento del primer elemento de comunicación (1'): inyección continua o periódica de señales de HF al carril (3), en donde las señales de HF son señales de tiempo que comprenden información de tiempo que puede ser leída por la unidad de evaluación (6);
b. analizar las señales de HF recibidas y determinar la longitud del tren al determinar el tiempo de ejecución de las señales de HF y utilizar el tiempo de ejecución para determinar la longitud del tren.
c. comprobar si la longitud del tren determinada cumple con una longitud objetivo.
6. Método según la reivindicación 5, caracterizado por que la inyección y la recepción se realizan sin contacto, en particular mediante acoplamiento inductivo.
7. Método según una de las reivindicaciones 5 a 6, caracterizado por que la señal de HF se modula electromagnéticamente.
8. Método según una de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizado por que se transmite una identificación inequívoca del primer elemento de comunicación con la señal de HF.
9. Método según una de las reivindicaciones 5 a 8, caracterizado por que la unidad a bordo (6) es una unidad a bordo ETCS.
10. Método según una de las reivindicaciones 5 a 9, caracterizado por que en caso de que la longitud del tren determinada no cumpla con la longitud objetivo, se informa a un centro de control y/o se realiza una intervención en el proceso de operación.
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