ES2929009T3 - Método, dispositivo y programa de evaluación del estado de una vía - Google Patents

Método, dispositivo y programa de evaluación del estado de una vía Download PDF

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Akira Morita
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Abstract

De acuerdo con la presente invención, una unidad de cálculo de índice de evaluación (12) calcula un índice de evaluación para cada uno de una pluralidad de períodos de tiempo de medición utilizando la aceleración de vibración medida. Una unidad de análisis multivariante (14) realiza un análisis multivariante mediante una expresión relacional en la que se establece como variable objetiva el índice de evaluación, como variable explicativa cuantitativa la velocidad de desplazamiento y como variable explicativa cualitativa el tiempo de medición, para obtener una puntuación de categoría para cada uno de la pluralidad de períodos de tiempo de medición. Una unidad de evaluación de cambio de estado (16) evalúa el cambio de estado en un punto predeterminado de una pista, sobre la base del cambio de la puntuación de categoría obtenida para cada uno de la pluralidad de períodos de tiempo de medición. Con esto, el estado de una vía se evalúa simplemente a un bajo costo sin verse afectado por el cambio de la velocidad de viaje de un vehículo ferroviario. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Método, dispositivo y programa de evaluación del estado de una vía
Campo técnico
La presente invención se refiere a un método, dispositivo y programa de evaluación de la condición de una vía para evaluar la condición de una vía a lo largo de la cual se desplazan vagones de ferrocarril. En particular, la presente invención se refiere a un método, dispositivo y programa de evaluación de la condición de una vía capaz de evaluar la condición de una vía de forma sencilla y económica, sin la influencia de la variación en la velocidad de desplazamiento del vagón de ferrocarril.
Antecedentes de la técnica
La condición de una vía a lo largo de la cual se desplazan vagones de ferrocarril se deteriora como resultado del paso repetido de vagones de ferrocarril, provocando, por ejemplo, que la posición de instalación de la vía se desplace, o la degradación del perfil de la cabeza del raíl debido al desgaste. Por lo tanto, es necesario verificar la condición de la vía y llevar a cabo un mantenimiento adecuado.
Los métodos de evaluación de la condición de una vía conocidos incluyen métodos en los que el desplazamiento de la vía y similares se miden por medio de vehículos dedicados de medición de la vía que no se utilizan para operaciones comerciales. Sin embargo, el elevado coste de los vehículos de medición de la vía hace que no todas las compañías ferroviarias los posean. Además, incluso aunque se posean dichos vehículos de medición de la vía, su número es limitado, lo que da lugar a mediciones infrecuentes realizadas sólo unas pocas veces al año. Por lo tanto, la condición de la vía no es verificada de forma continua. Además, no hay forma de evaluar cuantitativamente los resultados del mantenimiento de la vía, el período de tiempo durante el cual persiste el efecto del mantenimiento, o similares. En consecuencia, el mantenimiento de la vía se realiza actualmente como un mantenimiento basado en el tiempo (TBM, time-based maintenance, por sus siglas en inglés), en lugar de como un mantenimiento basado en la condición (CBM, condition-based maintenance, por sus siglas en inglés) que esté basado en la condición evaluada de la vía.
Al objeto de abordar el problema anterior, se han propuesto métodos para dotar a los vagones de ferrocarril utilizados en el funcionamiento comercial normal de una funcionalidad de detección a fin de evaluar la condición de la vía durante el funcionamiento comercial del vehículo. Por ejemplo, se está investigando el empleo de bogies capaces de medir el peso de las ruedas y la presión lateral (bogies de monitorización PQ) en los vehículos comerciales que se hayan de utilizar para la evaluación de la condición de la vía. Sin embargo, es difícil aplicar bogies de monitorización PQ a los vagones de ferrocarril existentes, requiriéndose la fabricación de nuevos vagones de ferrocarril, dando lugar a unos elevados costes iniciales. Por lo tanto, es deseable un método simple y de bajo coste que permita la evaluación de la condición de una vía.
El método descrito en la solicitud de patente japonesa abierta al público n° (JP-A) No. H08-15098 se propone como ejemplo de un método de evaluación simple y de bajo coste. El método descrito en el documento de patente de Japón n° JP-A No. H08-15098 mide la aceleración de vibración en una carrocería de vagón para calcular un nivel de confort de viaje. En este método, en los casos en los que el nivel de confort de viaje en una ubicación determinada está fuera de un rango predeterminado, que se determina usando un valor promedio y una desviación estándar pre-calculados para el nivel de confort de viaje para esa ubicación, se determina que la condición de la vía en esa ubicación se ha deteriorado.
Sin embargo, el método descrito en el documento de patente de Japón n° JP-A No. H08-15098 no tiene en cuenta la velocidad de desplazamiento del vagón de ferrocarril. Incluso para la misma ubicación de vía, generalmente la velocidad de desplazamiento de los vehículos comerciales que se desplazan sobre esa ubicación variará. Existe el problema de que dicha variación en la velocidad de desplazamiento puede dar lugar a un cambio en la aceleración de vibración en la carrocería del vagón y, por lo tanto, a un cambio en el nivel de confort de viaje, incluso aunque no hubiera cambios en la condición de la vía. En el método descrito en el documento de patente de Japón n° JP-A No. H08-15098, que no tiene en cuenta la velocidad de desplazamiento del vagón de ferrocarril, existe el problema de que la desviación estándar pre-calculada de los niveles de confort de viaje para la misma ubicación puede estar basada en los diferentes niveles de confort de viaje que resultan de la variación en la velocidad de desplazamiento del vagón de ferrocarril. Si la desviación estándar aumenta, existe el problema de que el rango determinado utilizando el valor promedio y la desviación estándar también se amplíe. Por lo tanto, existe el problema de no poder detectar un cambio en la condición de la vía a menos que haya surgido un cambio importante en la condición de la vía.
Además, en los casos en los que el nivel de confort de viaje en una ubicación determinada está fuera del rango predeterminado, existe el problema de que no sea posible distinguir entre los casos en los que esto se deba al deterioro de la condición de la vía, y los casos en los que esto se deba a la variación en la velocidad de desplazamiento del vagón de ferrocarril.
Además, al objeto de eliminar la influencia de la variación en la velocidad de desplazamiento del vagón de ferrocarril, sería concebible mantener la velocidad de desplazamiento del vagón de ferrocarril mientras pasan por una ubicación determinada para la que se está evaluando el nivel de confort de viaje. Sin embargo, no es realista aplicar tales restricciones a los vehículos comerciales.
El documento de patente 2 se refiere a un sistema de detección de errores para detectar un error por medio de un instrumento de medición de vibraciones instalado en un cuerpo móvil tal como un vagón de ferrocarril.
El documento 1 que no es documento de patente describe un método de optimización de un índice de confort de un pasajero, para la determinación de una velocidad de tren óptima.
Técnica relacionada
Documentos relacionados
Documento de patente 1: documento de patente de Japón n° JP-A No. H08-15098.
Documento de patente 2: documento de patente de Reino Unido n° GB 2416034 A.
Documento 1 que no es documento de patente: Karakasis et al., "A factorial analysis for the determination of an optimal train speed with a desired ride confort", doi: 10.1016/j.apacoust.2005.02.006.
COMPENDIO DE LA INVENCIÓN
La invención para la que se solicita protección está definida por la(s) reivindicación(es) independiente(s). Las reivindicaciones dependientes se refieren a realizaciones particulares.
Problema técnico
La presente invención aborda los problemas de la técnica relacionada descritos con anterioridad por medio de la provisión de un método de evaluación y un dispositivo de evaluación capaces de evaluar la condición de una vía de forma sencilla y económica, sin la influencia de la variación en la velocidad de desplazamiento de un vagón de ferrocarril.
Solución al problema
Un método de evaluación de la condición de una vía según un primer aspecto evalúa una condición de una vía a lo largo de la cual se desplaza un vagón de ferrocarril y se define en la reivindicación 1.
Un dispositivo de evaluación de la condición de una vía según un segundo aspecto evalúa una condición de una vía a lo largo de la cual se desplaza un vagón de ferrocarril y se define en la reivindicación 7.
Un programa según un tercer aspecto evalúa una condición de una vía a lo largo de la cual se desplaza un vagón de ferrocarril y se define en la reivindicación 8.
Efectos ventajosos de la Invención
El método, dispositivo y programa de evaluación de la condición de una vía de los aspectos de la presente invención permiten una evaluación sencilla y económica de la condición de una vía sin la influencia de la variación en la velocidad de desplazamiento de un vagón de ferrocarril.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La figura 1 es un diagrama que ilustra un ejemplo de relación entre la velocidad de desplazamiento de un vagón de ferrocarril (velocidad de desplazamiento promedio en una sección) y el nivel de confort de viaje (nivel de confort de viaje promedio en la sección).
La figura 2 es un diagrama en el que los niveles de confort de viaje ilustrados en la figura 1 están organizados cronológicamente según los períodos de tiempo de medición (año y mes) de la velocidad de desplazamiento del vagón de ferrocarril y de la aceleración de vibración de la carrocería del vagón.
La figura 3 es un diagrama esquemático que ilustra una configuración esquemática de un dispositivo de evaluación de la condición de una vía según una realización a modo de ejemplo de la presente invención. La figura 4 es un diagrama esquemático que ilustra una configuración esquemática de un vagón de ferrocarril. La figura 5 es un diagrama en el que se ha realizado un análisis multivariante sobre los mismos datos que los ilustrados en la figura 2, en el que los períodos de tiempo de medición (año y mes) se representan a lo largo del eje horizontal y las puntuaciones de categoría de duración de medición se representan a lo largo del eje vertical.
La figura 6 es un diagrama de bloques esquemático de un ejemplo de un ordenador que se comporta como un dispositivo de evaluación de la condición de una vía.
La figura 7 es un diagrama de flujo de un ejemplo de un procesamiento de evaluación de la condición de una vía en una realización a modo de ejemplo de la presente invención.
DESCRIPCIÓN DE REALIZACIONES
La explicación que sigue es con respecto a un dispositivo de evaluación de la condición de una vía según una realización a modo de ejemplo de la presente invención, haciendo referencia a los dibujos según corresponda. Se ha de observar que en la presente realización a modo de ejemplo, se proporciona una explicación con respecto a un ejemplo en el que el elemento de configuración de vehículo sujeto a una medición de la aceleración de vibración es una carrocería de vagón. Sin embargo, una implementación similar también es posible en los casos en que el elemento de configuración de vehículo es un bogie, una caja de grasa o un dispositivo de accionamiento (motor o engranaje).
Esquema de la presente realización a modo de ejemplo
Los inventores inicialmente investigaron la relación entre la velocidad de desplazamiento y el nivel de confort de viaje en vagones de ferrocarril. Específicamente, durante un período predeterminado, se midió la velocidad de desplazamiento promedio de los vagones de ferrocarril en una sección de vía predeterminada, y se llevaron a cabo pruebas para medir el nivel de confort de viaje promedio en esta sección predeterminada. Se ha de observar que se llevó a cabo un mantenimiento en la sección de vía predeterminada durante el período de prueba. También se confirmó que el deterioro se había producido en la sección de vía predeterminada después de haber llevado a cabo el mantenimiento durante el período de prueba.
La figura 1 es un diagrama que ilustra una relación entre la velocidad de desplazamiento de un vagón de ferrocarril (velocidad de desplazamiento promedio en la sección predeterminada) y el nivel de confort de viaje (nivel de confort de viaje promedio en la sección predeterminada) medido en la prueba descrita anteriormente. Se ha de observar que el nivel de confort de viaje se calcula midiendo la aceleración de vibración según la dirección izquierda-derecha de la carrocería del vagón y aplicando la ecuación (1) del documento de patente de Japón n° JP-A No. H08-15098 descrito con anterioridad.
Como se ilustra en la figura 1, tal como esperaban los inventores, existe una tendencia a que el nivel de confort de viaje aumente cuanto mayor sea la velocidad de desplazamiento. En consecuencia, tal y como se ha descrito con anterioridad, en el método descrito en el documento de patente de Japón n° JP-A No. H08-15098, que no tiene en cuenta la velocidad de desplazamiento del vagón de ferrocarril, es concebible que no sea posible detectar un cambio en la condición de la vía a menos que haya ocurrido un cambio importante en la condición de la vía. Se ha de observar que los niveles de confort de viaje más altos indican un peor confort de viaje.
La figura 2 es un diagrama en el que los niveles de confort de viaje ilustrados en la figura 1 están organizados cronológicamente según los períodos de tiempo de medición (año y mes) de la velocidad de desplazamiento del vagón de ferrocarril y de la aceleración de vibración de la carrocería del vagón.
Como se desprende de la figura 2, los cambios en la condición de la vía (debido al mantenimiento de la vía o al deterioro de la vía) son difíciles de detectar utilizando los cambios simples en el nivel de confort de viaje (convertidos a un orden cronológico). Esto se debe a que, como se ilustra en la figura 1, los cambios en el nivel de confort de viaje están influenciados no sólo por los cambios en la condición de la vía, sino también por factores tales como la velocidad de desplazamiento del vagón de ferrocarril. No es posible extraer los cambios en la condición de la vía directamente a partir de datos en los que se mezclan niveles de confort de viaje calculados bajo diferentes condiciones de velocidad de desplazamiento de los vagones de ferrocarril.
Los inventores pensaron mucho en los resultados de estas pruebas y llegaron a la conclusión de que si pudieran extraer cambios en un índice de evaluación asociado con una condición de la vía, tal como un nivel de confort de viaje, que surgieran debido únicamente a un cambio en el momento de medición, entonces los cambios en el índice de evaluación extraído posiblemente representarían cambios en la condición de la vía. Descubrieron que por medio de la realización de un análisis multivariante que utiliza una ecuación de relación en la que un índice de evaluación asociado con una condición de la vía, como el nivel de confort de viaje, se establece como una variable objetivo, y en la que las velocidades de desplazamiento de los vagones de ferrocarril y los períodos de tiempo de medición se establecen como variables explicativas, es posible separar la influencia de los cambios de la velocidad de desplazamiento en los cambios del índice de evaluación de la influencia de los cambios de los períodos de tiempo de medición en los cambios del índice de evaluación, y extraer los cambios en el índice de evaluación que son causados únicamente por cambios en el momento de medición.
El método de evaluación de la condición de una vía según la realización a modo de ejemplo de la presente invención se desarrolló en base a este descubrimiento de los inventores.
En un primer proceso del método de evaluación de la condición de una vía de la realización a modo de ejemplo de la presente invención, se mide la velocidad del desplazamiento del vagón de ferrocarril y la aceleración de vibración de un elemento de configuración de vehículo (cualquiera de entre la carrocería del vagón, bogie, caja de grasa o dispositivo de accionamiento). La velocidad de desplazamiento se mide con el fin de controlar los frenos y similares, incluso en los vehículos comerciales normales. La aceleración de vibración también se mide, a efectos de control antibalanceo, en los vagones de ferrocarril en los que está instalado lo que se conoce como controlador antibalanceo. Por tanto, es posible medir la velocidad de desplazamiento del vagón de ferrocarril y la aceleración de vibración de un elemento de configuración de vehículo de forma sencilla y económica, sin necesidad de fabricar un nuevo vagón de ferrocarril.
Un índice de evaluación relacionado con el desplazamiento del vagón de ferrocarril y expresado usando la aceleración de vibración de un elemento de configuración de vehículo (por ejemplo, un nivel de confort de viaje) se considera un índice de evaluación asociado con una condición de la vía. En un segundo proceso de la realización a modo de ejemplo de la presente invención, se realiza un análisis multivariante utilizando una ecuación de relación en la que un índice de evaluación asociado con una condición de la vía es una variable objetivo, la velocidad de desplazamiento es una variable explicativa cuantitativa, y al menos el periodo de tiempo de medición de la aceleración de vibración es una variable explicativa cualitativa. Específicamente, la variable objetivo es una variable cuantitativa, y las variables explicativas incluyen tanto una variable cuantitativa como una variable cualitativa, de forma que se realiza un análisis multivariante denominado de teoría de cuantificación de tipo I extendida.
Se sabe que las puntuaciones de categoría de las variables cualitativas obtenidas mediante análisis multivariante expresan generalmente un grado de contribución a la variable objetivo. En consecuencia, las puntuaciones de categoría del período de tiempo de medición obtenidas por el análisis multivariante del segundo proceso de la realización a modo de ejemplo de la presente invención expresan el grado de contribución del período de tiempo de medición al índice de evaluación. Dicho de otro modo, las puntuaciones de categoría del período de tiempo de medición se pueden usar para extraer los cambios en el índice de evaluación causados únicamente por cambios en el período de tiempo de medición.
En consecuencia, en un tercer proceso de la realización a modo de ejemplo de la presente invención, es posible evaluar los cambios en la condición de una ubicación de la vía predeterminada en base a las puntuaciones de categoría del período de tiempo de medición.
Tal y como se ha descrito con anterioridad, la realización a modo de ejemplo de la presente invención hace posible que se evalúe la condición de una vía de forma sencilla y económica sin la influencia de la variación en la velocidad de desplazamiento de un vagón de ferrocarril.
El método descrito en el documento de patente de Japón n° JP-A No. H08-15098 supone que todos los vagones de ferrocarril tienen características equivalentes. No obstante, en la realidad, incluso para el mismo modelo de vagón de ferrocarril, habrá sutiles diferencias en las características de las respectivas unidades de tren. Por lo tanto, existe el problema de que la aceleración de vibración y, por lo tanto, un índice de evaluación tal como el nivel de confort de viaje, pueda variar entre unidades de tren incluso aunque no haya habido cambios en la condición de la vía. En consecuencia, en los casos en los que los datos de medición medidos para varias unidades de tren se incluyen en los datos de medición empleados en el análisis multivariante, es preferible realizar un análisis multivariante utilizando una ecuación de relación que incluya además los números de las unidades de tren como una variable explicativa cualitativa, al objeto de extraer con mayor precisión los cambios en el índice de evaluación causados únicamente por cambios en el período de tiempo de medición.
En concreto, en el primer proceso, es preferible medir la aceleración de vibración en la dirección izquierda-derecha y en la dirección arriba-abajo para los elementos de configuración de vehículo provistos en los vagones de ferrocarril, así como la velocidad de desplazamiento del vagón de ferrocarril, para varias unidades de tren. En el segundo proceso, es preferible emplear una ecuación de relación que incluya además los números de unidad de tren como variable explicativa cualitativa al realizar el análisis multivariante.
El método preferible anterior permite distinguir la influencia de la variación de unidad de tren sobre los cambios en el índice de evaluación, incluso en los casos en los que los datos de medición medidos para varias unidades de tren se incluyen en los datos de medición empleados en el análisis multivariante. Es posible de esta forma extraer con precisión los cambios en el índice de evaluación causados únicamente por cambios en el período de tiempo de medición.
Esto hace posible una evaluación precisa de la condición de la vía.
Además, incluso dentro de la misma unidad de tren, existe el problema de que la magnitud de la aceleración de vibración y, por lo tanto, del índice de evaluación, puede cambiar dependiendo de la posición sobre el elemento de configuración de vehículo en la que se mide la aceleración de vibración. Por ejemplo, en general, existe una tendencia a que la aceleración de vibración de los elementos de configuración de vehículo situados en la parte trasera con respecto a la dirección de desplazamiento de un vagón de ferrocarril sea mayor que la de los elementos de configuración de vehículo situados en la parte delantera con respecto a la dirección de desplazamiento del vagón de ferrocarril. En consecuencia, es preferible realizar un análisis multivariante utilizando una ecuación de relación que incluya además las posiciones sobre los elementos de configuración de vehículo en las que se mide la aceleración de vibración como una variable explicativa cualitativa, al objeto de extraer con mayor precisión los cambios en el índice de evaluación causados únicamente por cambios en el período de tiempo de medición.
En concreto, en el segundo proceso, es preferible realizar un análisis multivariante utilizando una ecuación de relación que incluya además las posiciones sobre los elementos de configuración de vehículo de la unidad de tren en las que se mide la aceleración de vibración como una variable explicativa cualitativa.
El método preferible anterior permite distinguir la influencia de la variación en las posiciones sobre los elementos de configuración de vehículo de la unidad de tren en las que se mide la aceleración de vibración en un cambio en el índice de evaluación, lo cual hace posible que los cambios en el índice de evaluación causados únicamente por cambios en el período de tiempo de medición se extraigan con más precisión todavía. Esto hace posible evaluar la condición de la vía con más precisión todavía.
Se ha de observar que en el método preferible anterior, las "posiciones sobre los elementos de configuración de vehículo de la unidad de tren en las que se mide la aceleración de vibración" es una variable explicativa cualitativa y puede, por ejemplo, ser un número de vagón. Alternativamente, esto puede ser, por ejemplo, una combinación de un número de vagón y una "parte delantera" o "parte trasera" de la carrocería del vagón (por ejemplo, "vagón n.° 3, parte delantera").
En la realización a modo de ejemplo de la presente invención, como se ha descrito anteriormente, el nivel de confort de viaje puede usarse, por ejemplo, como el "índice de evaluación expresado usando la aceleración de vibración de un elemento de configuración de vehículo". El índice de evaluación de la presente invención no está limitado en particular, siempre que sea un índice de evaluación expresado usando la aceleración de vibración de un elemento de configuración de vehículo asociada con una condición de la vía, por ejemplo, la media cuadrática (RMS, root mean square, por sus siglas en inglés) de la aceleración de vibración, el valor máximo de la aceleración de vibración, la magnitud de la amplitud de la aceleración de vibración, un número de ocurrencias de una aceleración de vibración que tiene una amplitud de al menos un valor predeterminado, y etcétera.
Se ha de observar que en el método preferible anterior (el método de evaluación de la condición de una vía que incluye además los números de las unidades de tren y las posiciones sobre los elementos de configuración de vehículo en las que se mide la aceleración de vibración como variables explicativas cualitativas en el análisis multivariante), en los casos en los que se miden la velocidad de desplazamiento y la aceleración de vibración en varias ubicaciones sobre la vía, si alguna de las puntuaciones de categoría para los números de unidad de tren obtenidas por el análisis multivariante es mayor que las puntuaciones de categoría para los otros números de unidad de tren en cualquiera de las varias posiciones, el grado de contribución del número de unidad de tren correspondiente a esta puntuación de categoría (su puntuación de categoría es más alta que las otras puntuaciones de categoría) al índice de evaluación es grande, con independencia de la ubicación sobre la vía (con independencia de la condición de la vía). Dicho de otro modo, puede haber surgido algún tipo de anomalía en la unidad de tren con el número de unidad de tren correspondiente a esta puntuación de categoría. De forma similar, si alguna de las puntuaciones de categoría para las posiciones de elemento de configuración de vehículo obtenidas mediante el análisis multivariante es mayor que las puntuaciones de categoría para las otras posiciones de elemento de configuración de vehículo en cualquiera de las varias posiciones, puede haber surgido algún tipo de anomalía en el elemento de configuración de vehículo correspondiente a esta puntuación de categoría. En consecuencia, cuando se emplea el método preferible anterior, además de la evaluación de la condición de la vía, también se puede esperar la capacidad de identificar anomalías en los vagones de ferrocarril.
Configuración del dispositivo de evaluación de la condición de la vía
La figura 3 es un diagrama esquemático que ilustra una configuración esquemática de un dispositivo de evaluación de la condición de una vía según una realización a modo de ejemplo de la presente invención. Como se ilustra en la figura 3, un dispositivo de evaluación de la condición de una vía 100 según la presente realización a modo de ejemplo es un dispositivo que evalúa la condición de una vía 7 sobre la que un vagón de ferrocarril 1, ilustrado en la figura 4, se desplaza en la dirección indicada por la flecha. El dispositivo de evaluación de la condición de una vía 100 incluye una parte de almacenamiento de datos de medición 10, una parte de cálculo de índice de evaluación 12, una parte de análisis multivariante 14, una parte de evaluación de cambio en la condición 16, y una parte de identificación de anomalías 18. El dispositivo de evaluación de la condición de una vía 100 no está instalado en el vagón de ferrocarril 1, sino en una ubicación independiente.
El vagón de ferrocarril 1 al que se aplica el dispositivo de evaluación de la condición de una vía 100 según la presente realización a modo de ejemplo está instalado con un controlador antibalanceo. El controlador antibalanceo incluye unos actuadores 4A, 4B dispuestos, respectivamente, en la parte delantera y la parte trasera de la carrocería del vagón 2, que presionan a la carrocería del vagón 2 en una dirección izquierda-derecha con respecto a los bogies 3A, 3B (una dirección perpendicular a la página de la figura 4). El controlador antibalanceo también incluye unos sensores de aceleración 5A, 5B dispuestos, respectivamente, en la parte delantera y la parte trasera de la carrocería del vagón 2, que miden la aceleración de la carrocería del vagón 2 en la dirección izquierda-derecha. El controlador antibalanceo incluye además un dispositivo de control 6 que controla cada uno de los actuadores 4A, 4B en base a una entrada de aceleración de vibración medida procedente de los respectivos sensores de aceleración 5A, 5B. Por lo tanto, el dispositivo de control 6 recibe una aceleración de vibración delantera de la carrocería del vagón 2, medida por el sensor de aceleración 5A, y una aceleración de vibración trasera de la carrocería del vagón 2, medida por el sensor de aceleración 5B.
El dispositivo de control 6 de la presente realización a modo de ejemplo también recibe una velocidad de desplazamiento del vagón de ferrocarril 1 medida por un dispositivo (no ilustrado en los dibujos) dispuesto en la carrocería del vagón 2, con el fin de controlar el frenado del vagón de ferrocarril 1 y similares.
El dispositivo de control 6 de la presente realización a modo de ejemplo está configurado para integrar las velocidades de desplazamiento del vagón de ferrocarril 1 de entrada y para recibir unas señales de estación que indican cuándo el vagón de ferrocarril 1 ha llegado a una estación, que se utilizan para corregir los valores integrados, para calcular la posición (distancia recorrida) del vagón de ferrocarril 1. Alternativamente, el dispositivo de control 6 de la presente realización a modo de ejemplo puede configurarse para recibir unas señales GPS externas para calcular la posición del vagón de ferrocarril 1. Dicho de otro modo, el dispositivo de control 6 de la presente realización a modo de ejemplo está configurado para calcular la posición de las ubicaciones sobre la vía 7 para las que se ha medido la aceleración de vibración.
Para una ubicación predeterminada sobre la vía 7, la velocidad de desplazamiento del vagón de ferrocarril 1 y los datos de medición que incluyen la aceleración de vibración en la dirección izquierda-derecha de la carrocería del vagón 2 del vagón de ferrocarril 1, medidos en varios momentos (por ejemplo, durante un período que abarca desde hace muy poco hasta hace un año) se introducen en el dispositivo de evaluación de la condición de una vía 100 según la presente realización a modo de ejemplo, junto con los propios períodos de tiempo de medición. En la presente realización a modo de ejemplo, se proporciona una explicación con respecto a un ejemplo en el que se mide la aceleración de vibración en la dirección izquierda-derecha, y se introducen estos datos de medición. Sin embargo, si los sensores de aceleración 5A, 5B son capaces de medir la aceleración de vibración en la dirección arriba-abajo de la carrocería del vagón 2, la aceleración de vibración en la dirección arriba-abajo medida también se puede introducir en el dispositivo de evaluación de la condición de una vía 100.
Específicamente, por ejemplo, la velocidad de desplazamiento y la aceleración de vibración del vagón de ferrocarril 1 que se introducen en el dispositivo de control 6 se almacenan en un estado asociado con la posición del vagón de ferrocarril 1 calculada por el dispositivo de control 6 (en concreto, la posición de la ubicación sobre la vía 7 en la que se ha medido la aceleración de vibración) y con el período de tiempo de medición (año y mes). Además, en la presente realización a modo de ejemplo, la velocidad de desplazamiento y la aceleración de vibración del vagón de ferrocarril 1 que se introducen en el dispositivo de control 6 también se almacenan en un estado asociado con el número de unidad de tren de la unidad de tren a la que pertenece el vagón de ferrocarril 1 y con la posición de la carrocería del vagón 2 en la que se ha medido la aceleración de vibración (el número de vagón de la carrocería del vagón 2 y un identificador del sensor de aceleración 5A o 5B (en concreto, un identificador para la parte delantera o la parte trasera de la carrocería del vagón 2)). Los datos almacenados secuencialmente en el dispositivo de control 6 que abarcan los varios periodos de tiempo se generan como salida, por ejemplo, para un medio de almacenamiento externo, por ejemplo, lo que se conoce como una tarjeta CF, con una periodicidad apropiada, y estos datos almacenados se introducen en el dispositivo de evaluación de la condición de una vía 100 como datos de medición a través del medio de almacenamiento externo. Se ha de observar que la presente invención no queda limitada a esto, y se puede realizar una configuración en la que los datos almacenados secuencialmente en el dispositivo de control 6 se transmiten al dispositivo de evaluación de la condición de una vía 100 a través de una red inalámbrica.
El dispositivo de evaluación de la condición de una vía 100 de la presente realización a modo de ejemplo recibe unos datos de medición como los indicados con anterioridad para cada vagón de ferrocarril 1 que configura una unidad de tren que se desplaza sobre la misma vía 7. Además, se reciben los datos de medición indicados con anterioridad correspondientes a las diferentes unidades de tren (de cada vagón de ferrocarril 1 que configura las respectivas unidades de tren) que tienen diferentes números de unidad de tren que se han desplazado por la misma vía 7.
La parte de almacenamiento de datos de medición 10 almacena múltiples grupos de datos de medición de entrada.
La parte de cálculo de índice de evaluación 12 calcula el índice de evaluación expresado utilizando la aceleración de vibración de la carrocería del vagón 2 para cada uno de los múltiples grupos de datos de medición.
En la presente realización a modo de ejemplo, un nivel de confort de viaje calculado usando la ecuación 1 del documento de patente de Japón n° JP-A No. H08-15098 se utiliza como índice de evaluación. Específicamente, la parte de análisis multivariante 14 de la presente realización a modo de ejemplo agrupa la entrada de aceleraciones de vibración de la carrocería del vagón 2 para cada sección de la vía 7, siendo ésta la unidad sobre la cual se evalúa la condición, en base a las posiciones de entrada de las ubicaciones sobre la vía 7 (posiciones de las ubicaciones sobre la vía 7 donde se ha medido la aceleración de vibración) para calcular un nivel de confort de viaje promedio en cada sección. Este nivel de confort de viaje promedio se utiliza como índice de evaluación. De forma similar, la parte de análisis multivariante 14 de la presente realización a modo de ejemplo agrupa la entrada de velocidades de desplazamiento del vagón de ferrocarril 1 para cada sección de la vía 7 sobre la cual se evalúa la condición, para calcular una velocidad de desplazamiento promedio en cada sección.
Para cada sección, la parte de análisis multivariante 14 realiza un análisis multivariante (teoría de cuantificación de tipo I extendida) sobre cada grupo de datos de medición utilizando una ecuación de relación que incluye al menos el índice de evaluación para esa sección calculado por la parte de cálculo de índice de evaluación 12 como variable objetivo, las velocidades de desplazamiento del vagón de ferrocarril 1 para esa sección como variable explicativa cuantitativa, y los periodos de tiempo de medición (año y mes) como variable explicativa cualitativa. La parte de análisis multivariante 14 de la presente realización a modo de ejemplo está configurada preferiblemente para realizar un análisis multivariante utilizando una ecuación de relación que incluye además los números de unidad de tren y las posiciones de la carrocería del vagón 2 en las que se ha medido la aceleración de vibración en la unidad de tren (identificando el número de vagón de la carrocería del vagón 2 y la posición delantera o trasera sobre la carrocería del vagón) como variables explicativas cualitativas.
En concreto, para cada sección i en la que se va a evaluar la condición de una vía 7, yi indica el nivel de confort de viaje (nivel de confort de viaje promedio), P0 indica una constante, p1,1 a P1, n1 indican puntaciones de categoría para números de unidad de tren, P2, 1 a P 2, n2 indican puntuaciones de categoría para las posiciones de la carrocería del vagón 2 en las que se ha medido la aceleración de vibración en la unidad de tren (identificando el número de vagón de la carrocería del vagón 2 y la posición delantera o trasera en la carrocería del vagón 2), P3, 1 a p 3, n3 indican puntuaciones de categoría para períodos de tiempo de medición (año y mes), xi indica la velocidad de desplazamiento (velocidad de desplazamiento promedio) en cada sección i, y P4 indica un coeficiente de regresión de la velocidad de desplazamiento xi. La parte de análisis multivariante 14 determina P0 , P1, 1 a P1, n1, P2, 1 a P2, n2, P3, 1 a P3, n3, y P4 para cada sección i al objeto de obtener la suma de los cuadrados más pequeña debidos al error entre el nivel de confort de viaje real (nivel de confort de viaje calculado directamente usando la aceleración de vibración de la carrocería del vagón 2) y un nivel de confort de viaje calculado de forma aproximada usando la ecuación (1) que sigue a continuación.
Ecuación (1)
Figure imgf000008_0001
En la ecuación (1), el nivel de confort de viaje yi para los datos de medición en cada sección i se iguala a una expresión que utiliza las puntuaciones de categoría P1, n1, P2, n2, P3, n3, correspondientes, respectivamente, a los números de unidad de tren, las posiciones de la carrocería del vagón 2 en las que se ha medido la aceleración de vibración en una unidad de tren y los períodos de tiempo de medición (año y mes) en los datos de medición; el coeficiente de regresión P4 ; y la velocidad de desplazamiento (velocidad de desplazamiento promedio) xi.
En la ecuación (1), 1 a n1 son números enteros, y n1 se refiere a la cantidad de números de unidad de tren incluidos en los datos de medición empleados en el análisis multivariante. Por ejemplo, suponiendo que los datos de medición empleados en el análisis multivariante incluyeran la velocidad de desplazamiento y la aceleración de vibración asociadas con tres números de unidad de tren, n1 sería igual a 3, y las puntuaciones de categoría P1,1 a P1 ,3 serían determinadas, respectivamente, para cada número de unidad tren.
Además, en la ecuación (1), 1 a n2 son números enteros, y n2 se refiere al número de posiciones de la carrocería del vagón 2 en las que se ha medido la aceleración de vibración incluida en los datos de medición empleados en el análisis multivariante (identificando el número de vagón de la carrocería del vagón 2 y la posición delantera o trasera en la carrocería del vagón 2). Por ejemplo, suponiendo que los datos de medición empleados en el análisis multivariante incluyeran la aceleración de vibración medida en las posiciones delantera y trasera (medida por los sensores de aceleración 5A, 5B) de cada vagón 1 a vagón 6, n2 sería igual a 6 x 2 = 12, y las puntuaciones de categoría P2, 1 a P2, 12 se determinarían para cada combinación de número de vagón y posición delantera o trasera.
Además, en la ecuación (1), 1 a n3 son números enteros, y n3 se refiere al número de períodos de tiempo de medición (año y mes) en los datos de medición empleados en el análisis multivariante. Por ejemplo, supongamos que los datos de medición empleados en el análisis multivariante incluyeran las velocidades de desplazamiento y las aceleraciones de vibración medidas desde enero de 2015 hasta diciembre de 2015, n3 sería igual a 12 y las puntuaciones de categoría P3, 1 a P3, 12 se determinarían para cada período de tiempo de medición.
Se ha de observar que en una configuración preferida de la presente realización a modo de ejemplo, las posiciones de la carrocería del vagón 2 en las que se ha medido la aceleración de vibración en la unidad de tren se expresan como combinaciones de un número de vagón y una posición delantera o trasera. Sin embargo, las posiciones de la carrocería del vagón 2 en las que se ha medido la aceleración de vibración en la unidad de tren pueden expresarse simplemente por el número de vagón, sin ninguna distinción entre la parte delantera y la trasera. En tales casos, por ejemplo, incluso si los datos empleados en el análisis multivariante incluyen la aceleración de vibración medida en las posiciones delantera y trasera de cada uno de los vagones 1 a 6, n2 en la ecuación (1) sería 6, y las puntuaciones de categoría P2, 1 a P2, 6 se determinarían para cada número de vagón.
Además, en una configuración preferida, la parte de análisis multivariante 14 de la presente realización a modo de ejemplo realiza un análisis multivariante utilizando una ecuación de relación en la que los períodos de tiempo de medición de entrada, los números de unidad de tren y las posiciones de la carrocería del vagón 2 en las que se ha medido la aceleración de vibración en la unidad de tren son todos establecidos como variables explicativas cualitativas. En un ejemplo, no cubierto por las reivindicaciones, en los casos en los que la diferencia entre las aceleraciones de vibración en las diferentes posiciones de la carrocería del vagón 2 (o en los diferentes números de vagón, etc.) es insignificante, se puede realizar un análisis multivariante empleando una ecuación de relación en la que sólo las duraciones de medición y los números de unidad de tren se establecen como variables explicativas cualitativas. En tales casos, la parte de análisis multivariante 14 determina P0 , P1, 1 a P1, n1, P3, 1 a P3, n3, y P4 para cada sección i al objeto de obtener la suma de los cuadrados más pequeña debidos al error entre el nivel de confort de viaje real y un nivel de confort de viaje yi calculado de forma aproximada usando la ecuación (2) que sigue a continuación.
Ecuación (2)
Figure imgf000009_0001
Además, por ejemplo, en los casos en los que los datos de medición empleados en el análisis multivariante consisten en velocidades de desplazamiento y aceleraciones de vibración, todas asociadas con el mismo número de unidad de tren (la misma unidad de tren), el análisis multivariante se puede realizar empleando una ecuación de relación en la que sólo los periodos de tiempo de medición de entrada se establecen como variable explicativa cualitativa. En tales casos, la parte de análisis multivariante 14 determina P0 , P3, 1 a P3, n3, y P4 para cada sección i al objeto de obtener la suma de los cuadrados más pequeña debidos al error entre el nivel de confort de viaje real y un nivel de confort de viaje yi calculado de forma aproximada usando la ecuación (3) que sigue a continuación.
Ecuación (3)
Figure imgf000009_0002
Para cada sección i, la parte de evaluación de cambio en la condición 16 evalúa un cambio en la condición de la sección i de la vía 7 en base a los cambios en las puntuaciones de categoría de período de tiempo de medición P3, 1 a P3, n3 para esa sección i obtenidas por análisis multivariante en la parte de análisis multivariante 14. Las puntuaciones de categoría de período de tiempo de medición P3, 1 a P3, n3 representan el grado de contribución de los períodos de tiempo de medición al nivel de confort de viaje yi.
Dicho de otro modo, los cambios en el nivel de confort de viaje yi causados únicamente por cambios en los períodos de tiempo de medición se pueden extraer utilizando las puntuaciones de categoría de período de tiempo de medición P3, 1 a P3, n3.
En consecuencia, se puede evaluar un cambio en la condición de la sección i de la vía 7 en base a las puntuaciones de categoría de período de tiempo de medición P3, 1 a P3, n3 obtenidas para esa sección i.
La figura 5 es un diagrama basado en los mismos datos que el ilustrado en la figura 2, en el que se ha realizado un análisis multivariante utilizando la ecuación de relación expresada por la ecuación (1). En la figura 5, los períodos de tiempo de medición (año y mes) se representan a lo largo del eje horizontal y las puntuaciones de categoría P3, 1 a P3, n3 se representan a lo largo del eje vertical.
Como se ilustra en la figura 5, se puede ver que el valor absoluto de las puntuaciones de categoría P3, 1 a P3, n3 es un valor negativo grande en el año y mes en que se ha realizado un mantenimiento en la sección evaluada de la vía 7. Es decir, dado que se ha realizado un mantenimiento en la sección evaluada de la vía 7 en ese año y mes, se puede observar una disminución en el valor del nivel de confort de viaje yi (mejora en el confort de viaje) en la sección evaluada de la vía 7. En consecuencia, por ejemplo, si las puntuaciones de categoría de período de tiempo de medición P3, 1 a P3, n3 tienen un valor negativo menor o igual que un valor umbral específico predeterminado, es posible evaluar automáticamente que la sección evaluada de la vía 7 está en buenas condiciones. Dicha evaluación no es posible con los resultados ilustrados en la figura 2, descrita con anterioridad.
Además, tal y como se ilustra en la figura 5, se puede ver que el valor absoluto de las puntuaciones de categoría P3, 1 a P3, n3 es un valor positivo grande en el año y meses en los que ha ocurrido un deterioro en la sección evaluada de la vía 7. Es decir, dado que la sección evaluada de la vía 7 ha sufrido deterioro en esos años y meses, se puede observar un aumento en el valor del nivel de confort de viaje yi (disminución del confort de viaje) en la sección evaluada de la vía 7. En consecuencia, por ejemplo, si las puntuaciones de categoría de período de tiempo de medición P3, 1 a P3, n3 tienen un valor positivo mayor o igual que un valor umbral específico predeterminado, es posible evaluar automáticamente que la condición de la sección evaluada de la vía 7 se ha deteriorado. Dicha evaluación no es posible con los resultados ilustrados en la figura 2, descrita con anterioridad.
Los resultados de una evaluación automática, tal como la descrita anteriormente, por parte de la parte de evaluación de cambio en la condición 16 se muestran en una parte de visualización 26 dispuesta en el dispositivo de evaluación de la condición de una vía 100. Alternativamente, se puede mostrar en la parte de visualización 26 dispuesta en el dispositivo de evaluación de la condición de una vía 100 un gráfico en el que se representan las puntuaciones de categoría de período de tiempo de medición p3, 1 a p3, n3 tal y como se ilustran en la figura 5. Cuando son observados por un ser humano, se puede esperar que estos resultados se pongan en uso práctico efectivo de formas como las que se describen a continuación.
(1) En los casos en que las puntuaciones de categoría p3, 1 a p3, n3 siguen siendo valores positivos mayores o iguales que el valor umbral específico (es decir, en los casos en que la condición de una sección evaluada de la vía 7 se ha deteriorado y ha habido una disminución continua en el confort de viaje), elevando el nivel de prioridad del mantenimiento de la sección evaluada.
(2) Comparar los valores de las puntuaciones de categoría p3, 1 a p3, n3 de una sección evaluada de la vía 7 antes y después del mantenimiento (es decir, evaluar el grado de mejora del nivel de confort de viaje antes y después del mantenimiento) al objeto de cuantificar el efecto del mantenimiento de la sección evaluada.
(3) Evaluar el cambio en el tiempo de los valores de las puntuaciones de categoría p3, 1 a p3, n3 después del mantenimiento de una sección evaluada de la vía 7 al objeto de predecir el tiempo que pasará hasta que el nivel de confort de viaje vuelva a ser el que era antes del mantenimiento, y revisar los planes de forma que se realice un mantenimiento repetido en la sección evaluada antes de que haya transcurrido el tiempo predicho.
La parte de identificación de anomalías 18 identifica una anomalía en la unidad de tren de un número de unidad de tren en base a las diferencias entre las puntuaciones de categoría p1,1 a p1, n1 de los números de unidad de tren obtenidas por análisis multivariante en la parte de análisis multivariante 14 para cada sección i.
En concreto, la parte de identificación de anomalías 18 es capaz de identificar que ha surgido una anomalía en una unidad de tren que tiene un número de unidad de tren correspondiente a una puntuación de categoría particular p1,1 a p1, n1 en los casos en los que la puntuación de categoría p1,1 a p1, n1 obtenida por análisis multivariante para ese número de unidad de tren utilizando la parte de análisis multivariante 14 es mayor que las puntuaciones de categoría p1,1 a p1, n1 para los otros números de unidad de tren en cualquiera de las diferentes secciones i.
La parte de identificación de anomalías 18 identifica una anomalía en una posición de elemento de configuración de vehículo en base a las diferencias entre las puntuaciones de categoría p2, 1 a p2, n2 de las posiciones de elemento de configuración de vehículo obtenidas por análisis multivariante en la parte de análisis multivariante 14 en cada sección i.
Específicamente, la parte de identificación de anomalías 18 es capaz de identificar que ha surgido una anomalía en una carrocería del vagón 2 correspondiente a una puntuación de categoría particular p2, 1 a p2, n2 en los casos en que esa puntuación de categoría p2, 1 a p2, n2 en una posición de la carrocería del vagón 2 obtenida por análisis multivariante utilizando la parte de análisis multivariante 14 es mayor que las puntuaciones de categoría p2, 1 a p2, n2 para las otras posiciones de la carrocería del vagón 2 en cualquiera de las diferentes secciones i.
El dispositivo de evaluación de la condición de una vía 100 se implementa, por ejemplo, usando un ordenador 64, ilustrado en la figura 6. El ordenador 64 incluye una CPU 66, memoria 68, una parte de almacenamiento 70 en la que está almacenado un programa de evaluación de la condición de una vía 76, la parte de visualización 26, que incluye un monitor, y una parte de entrada 28 que incluye un teclado y un ratón. La CPU 66, la memoria 68, la parte de almacenamiento 70, la parte de visualización 26 y la parte de entrada 28 están conectadas entre sí a través de un bus 74.
La parte de almacenamiento 70 se implementa usando un HDD, SSD, memoria flash o similar. La parte de almacenamiento 70 tiene almacenado el programa de evaluación de la condición de una vía 76 que hace que el ordenador 64 se comporte como el dispositivo de evaluación de la condición de una vía 100. La CPU 66 lee el programa de evaluación de la condición de una vía 76 de la parte de almacenamiento 70 y carga el programa de evaluación de la condición de una vía 76 en la memoria 68, y ejecuta el programa de evaluación de la condición de una vía 76.
Funcionamiento del dispositivo de evaluación de la condición de una vía
A continuación, como ejemplo del funcionamiento de la presente realización a modo de ejemplo, haciendo referencia a la figura 7, sigue una explicación relativa al procesamiento de evaluación de la condición de una vía ejecutado por el dispositivo de evaluación de la condición de una vía 100, el cual se activa cuando un operador introduce en el dispositivo de evaluación de la condición de una vía 100 múltiples grupos de datos de medición almacenados en los dispositivos de control 6 de los vagones de ferrocarril 1 que configuran las respectivas unidades de tren y, por ejemplo, lleva a cabo una operación que ordena que se inicie el proceso de evaluación de la condición de la vía. En la etapa S100 del procesamiento de evaluación de la condición de una vía, para cada uno de los múltiples grupos de datos de medición almacenados en la parte de almacenamiento de datos de medición 10, la parte de cálculo de índice de evaluación 12 calcula un índice de evaluación en base a las aceleraciones de vibración incluidas en los datos de medición.
En la etapa S102, para cada grupo de datos de medición de cada sección i, la parte de análisis multivariante 14 establece la ecuación de relación expresada en la ecuación (1) utilizando las puntuaciones de categoría p1, n1, p2, n2, p3, n3 en base a las duraciones de medición incluidas en los datos de medición, las velocidades de desplazamiento en esa sección i, los números de unidad de tren, las posiciones de la carrocería del vagón 2 en las que se ha medido la aceleración de vibración en las unidades de tren, y el índice de evaluación calculado en la etapa S100.
En la etapa S104, para cada sección i, la parte de análisis multivariante 14 realiza un análisis multivariante utilizando el conjunto de ecuaciones de relación para cada grupo de datos de medición para esa sección i, y determina una constante pü , las puntuaciones de categoría p1,1 a p1, n1, p2, 1 a p2, n2, p3, 1 a p3, n3, y p4 , y el coeficiente de regresión p4 al objeto de obtener la suma de los cuadrados más pequeña debidos al error entre el índice de evaluación y el índice de evaluación yi calculado de forma aproximada usando la ecuación (1).
En la etapa S106, para cada sección i, la parte de evaluación de cambio en la condición 16 evalúa los cambios en la condición de esa sección i de la vía 7 en base a los cambios en las puntuaciones de categoría del período de tiempo de medición p3, 1 a p3, n3 determinados para esa sección i en la etapa S104. Los resultados de la evaluación de la parte de evaluación de cambio en la condición 16 se muestran en la parte de visualización 26.
En la etapa S108, en base a las puntuaciones de categoría de número de unidad de tren p1,1 a p1, n1 determinadas para cada sección i en la etapa S104, la parte de identificación de anomalías 18 identifica las anomalías de unidad de tren para los números de unidad de tren a partir de las diferencias entre las puntuaciones de categoría de número de unidad de tren p1,1 a p1, n1 en cada sección i.
La parte de identificación de anomalías 18 también identifica las anomalías de cada carrocería del vagón 2 en base a las puntuaciones de categoría de posición de la carrocería del vagón 2 p2, 1 a p2, n2 determinadas para cada sección i en la etapa S104, a partir de las diferencias entre las puntuaciones de categoría de posición de la carrocería del vagón 2 p2, 1 a p2, n2 para cada sección i.
Los resultados de identificación de la parte de identificación de anomalías 18 son mostrados por la parte de visualización 26, y el procesamiento de evaluación de la condición de la vía finaliza entonces.
Tal y como se ha descrito anteriormente, el dispositivo de evaluación de la condición de una vía 100 según la presente realización a modo de ejemplo permite que la condición de la vía 7 sea evaluada de forma sencilla y económica sin la influencia de la variación en la velocidad de desplazamiento del vagón de ferrocarril 1, y sin la influencia de las diferencias entre las unidades de tren o de las diferencias entre las posiciones de la carrocería del vagón 2 en las que se ha medido la aceleración de vibración.
Se ha de observar que, en la explicación anterior, la explicación se ha proporcionado con respecto a un caso en el que los valores más altos del nivel de confort de viaje representan un peor confort de viaje. Sin embargo, no hay limitación al respecto. El nivel de confort de viaje puede diseñarse de modo que los valores más altos del nivel de confort de viaje representen un mayor confort de viaje.
Además, se ha proporcionado una explicación con respecto a un caso en el que el dispositivo de evaluación de la condición de una vía 100 se establece en una ubicación independiente del vagón de ferrocarril 1. Sin embargo, no hay limitación al respecto. El dispositivo de evaluación de la condición de una vía 100 puede instalarse dentro del vagón de ferrocarril 1.

Claims (8)

REIVINDICACIONES
1. Un método de evaluación de la condición de una vía para evaluar la condición de una vía (7) a lo largo de la cual se desplaza un vagón de ferrocarril (1), comprendiendo el método:
utilizar una parte de medición para medir la velocidad de desplazamiento del vagón de ferrocarril, y también para medir una aceleración de vibración de un elemento de configuración de vehículo compuesto por cualquiera de entre una carrocería de vagón (2), un bogie (3A, 3B), una caja de grasa o un dispositivo de accionamiento provistos en el vagón de ferrocarril, en una ubicación predeterminada sobre la vía en una pluralidad de períodos de tiempo de medición;
utilizar una parte de cálculo de índice de evaluación (12) para calcular un índice de evaluación relacionado con el desplazamiento del vagón de ferrocarril empleando la aceleración de vibración medida para cada uno de los períodos de la pluralidad de períodos de tiempo de medición, en el que el índice de evaluación es un índice expresado usando la aceleración de vibración del elemento de configuración de vehículo asociada con una condición de la vía;
utilizar una parte de análisis (14) para, en base al índice de evaluación calculado, a la velocidad de desplazamiento medida y al período de tiempo de medición para cada uno de los períodos de la pluralidad de períodos de tiempo de medición, derivar una puntuación de categoría para cada uno de los períodos de la pluralidad de períodos de tiempo de medición por medio de la realización de un análisis multivariante que emplea una ecuación de relación en la que el índice de evaluación es una variable objetivo, la velocidad de desplazamiento es una variable explicativa cuantitativa y el período de tiempo de medición es una variable explicativa cualitativa, en el que la puntuación de categoría para el período de tiempo de medición expresa el grado de contribución del período de tiempo de medición al índice de evaluación; y
utilizar una parte de evaluación de la condición de la vía para evaluar un cambio en la condición en una ubicación predeterminada de la vía en base a un cambio en las puntuaciones de categoría derivadas para la pluralidad de períodos de tiempo de medición.
2. El método de evaluación de la condición de una vía de la reivindicación 1, en el que:
la medición por parte de la parte de medición incluye, para una pluralidad de unidades de tren, la medición de la velocidad de desplazamiento del vagón de ferrocarril y de la aceleración de vibración del elemento de configuración de vehículo proporcionado en el vagón de ferrocarril en la ubicación predeterminada sobre la vía en una pluralidad de períodos de tiempo de medición; y
el análisis multivariante realizado por la parte de análisis incluye la realización de un análisis multivariante que emplea la ecuación de relación que incluye además un número de unidad de tren como variable explicativa cualitativa al objeto de derivar una puntuación de categoría para cada uno de los períodos de la pluralidad de períodos de tiempo de medición y una puntuación de categoría para cada uno de los números de unidad de tren.
3. El método de evaluación de la condición de una vía de la reivindicación 2, en el que:
el análisis multivariante realizado por la parte de análisis incluye la realización de un análisis multivariante que emplea la ecuación de relación que incluye además una posición sobre el elemento de configuración de vehículo en la que se ha medido la aceleración de vibración en la unidad de tren como una variable explicativa cualitativa al objeto de derivar una puntuación de categoría para cada uno de los períodos de la pluralidad de períodos de tiempo de medición y una puntuación de categoría para cada una de las posiciones del elemento de configuración de vehículo.
4. El método de evaluación de la condición de una vía de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el índice de evaluación es un nivel de confort de viaje.
5. El método de evaluación de la condición de una vía de la reivindicación 2, en el que:
la medición por parte de la parte de medición incluye, para una pluralidad de unidades de tren, la medición de la velocidad de desplazamiento del vagón de ferrocarril y de la aceleración de vibración del elemento de configuración de vehículo proporcionado en el vagón de ferrocarril en una pluralidad de ubicaciones sobre la vía y en una pluralidad de períodos de tiempo de medición;
el cálculo por parte de la parte de cálculo de índice de evaluación incluye calcular el índice de evaluación en la pluralidad de ubicaciones sobre la vía y para cada uno de los períodos de la pluralidad de períodos de tiempo de medición; y
el análisis multivariante realizado por la parte de análisis incluye, para cada una de las ubicaciones de la pluralidad de ubicaciones sobre la vía, realizar un análisis multivariante que emplea la ecuación de relación que incluye además un número de unidad de tren como variable explicativa cualitativa al objeto de derivar una puntuación de categoría para cada uno de los períodos de la pluralidad de períodos de tiempo de medición y una puntuación de categoría para cada uno de los números de unidad de tren, y
comprendiendo además el método de evaluación de la condición de una vía la utilización de una parte de identificación de anomalías para identificar una anomalía en una unidad de tren de los números de unidad de tren en base a una diferencia entre las puntuaciones de categoría de los números de unidad de tren en la pluralidad de ubicaciones.
6. El método de evaluación de la condición de una vía de la reivindicación 3, en el que:
la medición por parte de la parte de medición incluye, para una pluralidad de unidades de tren, la medición de una velocidad de desplazamiento del vagón de ferrocarril y de una aceleración de vibración del elemento de configuración de vehículo proporcionado en el vagón de ferrocarril en una pluralidad de ubicaciones sobre la vía;
el cálculo por parte de la parte de cálculo de índice de evaluación incluye calcular el índice de evaluación en la pluralidad de ubicaciones sobre la vía y para cada uno de los períodos de la pluralidad de períodos de tiempo de medición; y
el análisis multivariante realizado por la parte de análisis incluye, para cada una de las ubicaciones de la pluralidad de ubicaciones sobre la vía, realizar un análisis multivariante que emplea la ecuación de relación que incluye además una posición de elemento de configuración de vehículo en la que se ha medido la aceleración de vibración en la unidad de tren como una variable explicativa cualitativa al objeto de derivar una puntuación de categoría para cada uno de los períodos de la pluralidad de períodos de tiempo de medición y una puntuación de categoría para cada una de las posiciones de elemento de configuración de vehículo, comprendiendo además el método de evaluación de la condición de una vía la utilización de una parte de identificación de anomalías para identificar una anomalía en una posición sobre el elemento de configuración de vehículo en base a una diferencia entre las puntuaciones de categoría de las posiciones de elemento de configuración de vehículo en la pluralidad de ubicaciones.
7. Un dispositivo de evaluación de la condición de una vía (100) para evaluar la condición de una vía a lo largo de la cual se desplaza un vagón de ferrocarril, comprendiendo el dispositivo:
una parte de cálculo de índice de evaluación (12) que está configurada para calcular un índice de evaluación relacionado con el desplazamiento del vagón de ferrocarril usando una aceleración de vibración medida por una parte de medición que mide la velocidad de desplazamiento del vagón de ferrocarril y una aceleración de vibración de un elemento de configuración de vehículo compuesto por cualquiera de entre una carrocería de vagón (2), un bogie (3A, 3B), una caja de grasa o un dispositivo de accionamiento provistos en el vagón de ferrocarril en una ubicación predeterminada sobre la vía en una pluralidad de períodos de tiempo de medición, en el que el índice de evaluación es un índice expresado usando la aceleración de vibración del elemento de configuración de vehículo asociada con una condición de la vía;
una parte de análisis (14) que, en base al índice de evaluación calculado, a la velocidad de desplazamiento medida por la parte de medición y al período de tiempo de medición para cada uno de los períodos de la pluralidad de períodos de tiempo de medición, está configurada para derivar una puntuación de categoría para cada uno de los períodos de la pluralidad de períodos de tiempo de medición mediante la realización de un análisis multivariante que emplea una ecuación de relación en la que el índice de evaluación es una variable objetivo, la velocidad de desplazamiento es una variable explicativa cuantitativa y el período de tiempo de medición es una variable explicativa cualitativa, en el que la puntuación de categoría para la duración de medición expresa el grado de contribución del período de tiempo de medición al índice de evaluación; y una parte de evaluación de la condición de la vía que está configurada para evaluar un cambio de condición en la ubicación predeterminada de la vía en base a un cambio en las puntuaciones de categoría derivadas para la pluralidad de períodos de tiempo de medición.
8. Un programa para evaluar la condición de una vía a lo largo de la cual se desplaza un vagón de ferrocarril, comprendiendo el programa unas instrucciones que, cuando el programa es ejecutado por un ordenador, hacen al ordenador:
calcular un índice de evaluación relacionado con el desplazamiento del vagón de ferrocarril usando una aceleración de vibración medida por una parte de medición que mide una velocidad de desplazamiento del vagón de ferrocarril y una aceleración de vibración de un elemento de configuración de vehículo compuesto por cualquiera de entre una carrocería de vagón, un bogie, una caja de grasa o un dispositivo de accionamiento provistos en el vagón de ferrocarril en una ubicación predeterminada sobre la vía en una pluralidad de períodos de tiempo de medición, en el que el índice de evaluación es un índice expresado usando la aceleración de vibración del elemento de configuración de vehículo asociada con una condición de la vía;
en base al índice de evaluación calculado, a la velocidad de desplazamiento medida por la parte de medición y al período de tiempo de medición para cada una de las duraciones de la pluralidad de duraciones de medición, derivar una puntuación de categoría para cada período de la pluralidad de períodos de tiempo de medición por medio de la realización de un análisis multivariante que emplea una ecuación de relación en la que el índice de evaluación es una variable objetivo, la velocidad de desplazamiento es una variable explicativa cuantitativa y el período de tiempo de medición es una variable explicativa cualitativa, en el que la puntuación de categoría para el período de tiempo de medición expresa el grado de contribución del período de tiempo de medición al índice de evaluación; y
evaluar un cambio en la condición de la ubicación predeterminada de la vía en base a un cambio en las puntuaciones de categoría derivadas para la pluralidad de períodos de tiempo de medición.
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