ES2966892T3 - Dispositivo de operación automática de tren ATO, vehículo ferroviario y procedimiento para la conducción automatizada de un vehículo ferroviario - Google Patents
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Abstract
La invención se refiere a un método para la conducción automatizada de un vehículo ferroviario (2) en vías (4a, 4b) equipadas con diferentes dispositivos de sujeción del vehículo en vía (5a, 5b). Para la conducción automatizada, la información requerida se transmite al menos parcialmente desde diferentes dispositivos de seguridad a bordo del vehículo (7, 8) a un dispositivo ATO (6), y el vehículo ferroviario (2) es controlado por el dispositivo ATO (6) de acuerdo con a la información transmitida. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Dispositivo de operación automática de tren ATO, vehículo ferroviario y procedimiento para la conducción automatizada de un vehículo ferroviario
El transporte ferroviario actual se amplía constantemente. Las compañías ferroviarias se encuentran en parte en una dura competencia, e intentan ofrecer un transporte ferroviario cada vez más económico. Cada vez es más frecuente la implementación de una alta automatización del transporte ferroviario. Por una parte, esto sucede desde hace muchos años, mediante una automatización de las operaciones en los centros de control del transporte ferroviario, pero por otra parte, cada vez más mediante una automatización del funcionamiento de los propios vehículos. De este modo, se utilizan los dispositivos ATO - dispositivo de operación automática de tren - (Automated Train Operation, ATO, por sus iniciales en inglés), que asumen las funciones del vehículo que hasta el momento eran realizadas por un conductor del tren. Por ejemplo, éstas pueden consistir en el control del accionamiento y los frenos, el procesamiento de información del itinerario real desde el centro de control, con una adaptación del propio viaje, o en un retorno de información hacia el centro de control con respecto a la posición real.
Por la solicitud EP 2292492 A2 se conoce un procedimiento para el control de la velocidad en el funcionamiento automático de un tren.
Las soluciones de automatización para vías que ya se utilizan a menudo son costosas y complejas en cuanto a la construcción.
Por lo tanto, el objeto de la presente invención consiste en proporcionar un dispositivo ATO, un vehículo ferroviario y un procedimiento de la clase mencionada en la introducción, que posibiliten una automatización del transporte ferroviario, conveniente en cuanto a los costes.
El objeto se soluciona mediante un dispositivo ATO para la conducción automatizada de un vehículo ferroviario en vías que están equipadas con diferentes dispositivos de protección del vehículo del lado de la vía, donde el dispositivo ATO presenta al menos dos interfaces ATP que están configuradas para la conexión del dispositivo ATO con diferentes dispositivos de protección del vehículo del lado del vehículo y para la transmisión de información necesaria para la conducción automatizada, desde el respectivo dispositivo de protección del vehículo del lado del vehículo, hacia el dispositivo ATO, donde una de las interfaces ATP está configurada para conectar el dispositivo ATO con un dispositivo de protección del vehículo, que está configurado como dispositivo de protección del vehículo ETCS, y donde la otra de las interfaces ATP está configurada para conectar el dispositivo ATO con un dispositivo de protección del vehículo, que está configurado como un dispositivo de protección del vehículo LZB o PZB.
El objeto se soluciona además mediante un vehículo ferroviario con al menos un dispositivo ATO según la invención y con al menos dos dispositivos de protección del vehículo diferentes, del lado del vehículo, conectados al dispositivo ATO mediante las interfaces ATP, que respectivamente están configuradas para la transmisión de información necesaria para la conducción automatizada hacia el dispositivo ATO.
Por último, el objeto se soluciona también mediante un procedimiento para la conducción automatizada de un vehículo ferroviario en vías que están equipadas con diferentes dispositivos de protección del vehículo del lado de la vía, en el cual, información necesaria para la conducción automatizada se transmite, al menos parcialmente, desde diferentes dispositivos de protección del vehículo, del lado del vehículo, mediante al menos dos interfaces ATP, hacia un dispositivo ATO, donde uno de los dispositivos de protección del vehículo está configurado como un dispositivo de protección del vehículo ETCS, y donde otro de los dispositivos de protección del vehículo está configurado como un dispositivo de protección del vehículo LZB o PZB, y en el cual el vehículo ferroviario es controlado por el dispositivo ATO, en función de la información transmitida.
La solución según la invención ofrece la ventaja de que al dispositivo ATO, mediante al menos dos interfaces ATP (Automatic Train Protection, del inglés protección automática de trenes) pueden conectarse varios dispositivos de protección del vehículo, del lado del vehículo. Gracias a esto, en vías con diferentes dispositivos de protección del vehículo del lado de la vía, el vehículo ferroviario puede conducirse de forma automatizada con el mismo dispositivo ATO. Además, pueden utilizarse los dispositivos de protección del vehículo, del lado del vehículo, ya existentes, y es sencillo obtener una nueva autorización requerida, relativa a la tecnología de protección. Además, un conductor del vehículo ferroviario, que probablemente se encuentre presente en el caso de un grado de automatización menor, solamente debe operar un dispositivo ATO, lo cual simplifica la operación. El dispositivo ATO según la invención, por tanto, puede funcionar en al menos 2 modos, que respectivamente utilizan una de las interfaces ATP.
La solución según la invención puede perfeccionarse mediante distintas configuraciones ventajosas que se describen a continuación.
De este modo, el dispositivo ATO puede presentar al menos una interfaz de control que está configurada para la conexión del dispositivo ATO con un dispositivo de control del vehículo del vehículo ferroviario y puede estar configurado para controlar el vehículo ferroviario mediante la interfaz de control. Esto ofrece la ventaja de que el dispositivo ATO, mediante la interfaz, puede influir en todas las funciones del vehículo ferroviario, y el vehículo ferroviario puede ser conducido de forma autónoma, de manera sencilla. Puesto que según la invención se necesita sólo un dispositivo ATO para el vehículo ferroviario, también se requiere solamente una interfaz de control hacia el vehículo. Gracias a esto se ahorran costes de desarrollo y espacio de instalación.
Para obtener otra información necesaria para la conducción automatizada, que no fue transmitida desde uno de los dispositivos de protección del vehículo, del lado del vehículo, el dispositivo ATO puede presentar al menos una interfaz del centro de control que está configurada para la conexión del dispositivo ATO con un centro de control operativo del vehículo ferroviario, y que está configurada de manera que información necesaria para la conducción automatizada y no transmitida mediante las interfaces ATP, se transmite mediante la interfaz del centro de control. En una configuración especialmente ventajosa, la interfaz del centro de control puede estar configurada de forma no segura en cuanto a la tecnología de señalización, por ejemplo en el nivel de seguridad SILO o SIL1, de manera que la interfaz del centro de control puede desarrollarse y configurarse con menor complejidad y de modo más conveniente en cuanto a los costes. Mediante la interfaz del centro de control, de este modo, puede leerse toda la información en el dispositivo ATO, que no fue transmitida mediante las interfaces ATP. Naturalmente, esa información no debe provenir exclusivamente del centro de control operativo.
En el vehículo ferroviario según la invención, uno de los dispositivos de protección del vehículo está configurado como un dispositivo de protección del vehículo ETCS. El ETCS (sistema de control de trenes europeo) ha sido definido como un sistema de protección de trenes uniforme para el transporte ferroviario europeo internacional. Al menos las grandes vías internacionales (magistrales) están equipadas o son equipadas del lado de la vía con un dispositivo de protección del vehículo ETCS. Con ello, el vehículo ferroviario según la invención puede utilizarse en muchas vías.
Además, según la invención, uno de los dispositivos de protección del vehículo está configurado como un dispositivo de protección del vehículo LZB o PZB. Los dispositivos de protección de vehículos LZB (de influencia lineal en el tren) y PZB (de influencia puntual en el tren) ya se utilizan desde hace muchos años en vías existentes. Por ese motivo, el vehículo ferroviario según la invención, que presenta un dispositivo de protección del vehículo LZB o PZB, puede utilizarse particularmente en muchas vías existentes que aún no están equipadas con un dispositivo de protección del vehículo más moderno, como por ejemplo ETCS. El vehículo ferroviario según la invención puede detectar automáticamente con qué dispositivo de protección del vehículo está equipada una vía.
Para posibilitar también una comunicación entre los dispositivos de protección del vehículo, del lado del vehículo, al menos dos dispositivos de protección del vehículo, del lado del vehículo, conectados al dispositivo ATO mediante las interfaces ATP, pueden estar conectados uno con otro. De este modo, por ejemplo, uno de los dispositivos de protección del vehículo puede estar diseñado como guía, por ejemplo el dispositivo de protección del vehículo ETCS, y puede traspasar el control a por lo menos otro dispositivo de protección del vehículo, por ejemplo el dispositivo de protección del vehículo LZB o PZB, cuando se detecte un dispositivo de protección del lado de la vía correspondiente. Por ejemplo, el dispositivo de protección del vehículo ETCS, en vías LZB o PZB, puede funcionar en un modo STM (State Transmission Mode, modo de transmisión de estado), en el cual éste traspasa el control al dispositivo de protección del vehículo LZB o PZB.
Además, la presente invención hace referencia a una instalación técnica ferroviaria con vías que presentan diferentes dispositivos de protección del vehículo, del lado de la vía, y con al menos un vehículo ferroviario según la invención, que está configurado según una de las formas de ejecución antes descritas.
En otra configuración ventajosa del procedimiento según la invención, otra información necesaria para la conducción automatizada, que no fue transmitida por uno de los dispositivos de protección del vehículo, es transmitida desde un centro de control operativo hacia el dispositivo ATO. Del modo antes descrito, lo mencionado ofrece la ventaja de que al dispositivo ATO puede transmitirse toda la información necesaria para la conducción automatizada. De este modo, al dispositivo ATO se transmite información relevante para la seguridad, desde los dispositivos de protección del vehículo, del lado del vehículo, e información no crítica en cuanto a la seguridad, desde el centro de control operativo.
A continuación, la invención se explica con relación a las formas de ejecución a modo de ejemplo, en los dibujos que se adjuntan.
Muestran:
Figura 1 una representación esquemática de una forma de ejecución a modo de ejemplo de la instalación técnica ferroviaria según la invención;
Figura 2 una representación esquemática de una forma de ejecución a modo de ejemplo de un vehículo ferroviario según la invención de la instalación de la figura 1.
A continuación, la invención se describe con relación a la forma de ejecución a modo de ejemplo en las figuras 1 y 2. Una forma de ejecución a modo de ejemplo, de una instalación técnica ferroviaria 1 según la invención, como está representada en la figura 1, presenta al menos un vehículo ferroviario 2, un centro de control operativo 3 y varias vías 4a, 4b. Las vías 4a, 4b comprenden dispositivos de protección del vehículo 5a, 5b del lado de la vía, respectivamente diferentes.
El vehículo ferroviario 2 según la invención, en la forma de ejecución mostrada a modo de ejemplo, comprende un dispositivo ATO 6, un primer dispositivo de protección del vehículo 7, un segundo dispositivo de protección del vehículo 8, un dispositivo de control del vehículo 9, un dispositivo de detección de obstáculos 10, un dispositivo de visualización 11, otras entradas y salidas 12 y otros elementos del vehículo 13.
El dispositivo ATO está configurado para una conducción automatizada del vehículo ferroviario 2 y presenta una primera interfaz ATP 14, una segunda interfaz ATP 15, una interfaz de control 16 y una interfaz maestra 17. El dispositivo ATO 6, mediante la primera interfaz ATP 14, está conectado al primer dispositivo de protección del vehículo 7 y, mediante la segunda interfaz ATP 15, está conectado al segundo dispositivo de protección del vehículo 8. La interfaz de control 16 conecta el dispositivo ATO 6 con el dispositivo de control del vehículo 9 y también con el dispositivo de detección de obstáculos 10, que es solamente opcional. La interfaz maestra 17 conecta el dispositivo ATO 6 con el centro de control operativo 3, donde esa conexión, en la forma de ejecución de las figuras, está configurada como una conexión por radio 18, por ejemplo mediante GSM o GSM-R.
El primer dispositivo de protección del vehículo 7 del lado del vehículo, según la invención, está configurado como un dispositivo de protección del vehículo LZB conocido, y presenta un medio de comunicaciones 19. El medio de comunicaciones 19 está proporcionado para la comunicación con el dispositivo de protección del vehículo 5a correspondiente, del lado de la vía, configurado igualmente según la tecnología LZB. De manera alternativa, el primer dispositivo de protección del vehículo 7 también podría estar configurado como un dispositivo de protección del vehículo PZB.
El segundo dispositivo de protección del vehículo 8, según la invención, está configurado como un dispositivo de protección del vehículo ETCS y comprende un medio de comunicaciones 20 que está configurado para la comunicación con el dispositivo de protección del vehículo ETSC 5b correspondiente, del lado de la vía.
El dispositivo de control del vehículo 9 está conectado a los elementos del vehículo 13, como el accionamiento, el freno, etc. El dispositivo de control del vehículo 9 da órdenes de control a los otros elementos del vehículo 13, para controlar el vehículo ferroviario 2 y circular por la vía 4a, 4b. En el dispositivo de control del vehículo 9, por ejemplo, también está integrado un control automático de conducción y de frenado (AFB).
El dispositivo de detección de obstáculos 10 está conectado tanto al dispositivo ATO 6, como también al dispositivo de control del vehículo 9. El dispositivo de detección de obstáculos 10 está configurado para detectar obstáculos delante del vehículo ferroviario 2 en el área de la vía 4a, 4b, y en caso de detectar un obstáculo, emite señales de control correspondientes al dispositivo ATO 6 y al dispositivo de control del vehículo 9.
El dispositivo de visualización 11, por ejemplo, es un monitor en una cabina del conductor del vehículo ferroviario 2, que muestra información a un conductor del tren, que eventualmente aún se encuentra presente.
Las otras entradas y salidas 12 eventualmente están conectadas al dispositivo ATO 6 y por ejemplo proporcionan información segura o no segura al dispositivo ATO 6, como por ejemplo una señal de localización GPS, posiciones de conmutación de interruptores o botones en un panel de control, o señales desde un generador de impulsos del odómetro.
La comunicación entre el dispositivo ATO 6 y el centro de control operativo 3, en la forma de ejecución representada a modo de ejemplo, tiene lugar mediante un dispositivo de comunicaciones 21 dispuesto del lado de la vía, que por ejemplo está configurado en forma de torres de antena a lo largo de la vía 4a, 4b. Eventualmente es posible una combinación con los medios de comunicaciones 19 y/o 20.
El dispositivo ATO 6 según la invención presenta dos interfaces ATP 14, 15 y, por consiguiente, está conectado a los dispositivos de protección del vehículo 7, 8 del lado del vehículo, mediante tecnología de señalización. Debido a esto, el vehículo ferroviario 2 según la invención, controlado por el dispositivo ATO 6, puede ser conducido de forma automatizada en las vías 4a, 4b, que están equipadas con diferentes dispositivos de protección del vehículo 5a, 5b del lado de la vía. El dispositivo ATO 6, en la forma de ejecución de las figuras, cumple las funciones: conducción (control de accionamiento), frenado (control de frenado), detención con alta precisión, monitorización de una tolerancia de detención, desbloqueo de las puertas en un lado previsto, comandos de cierre de puertas, anuncio de una duración de la detención, anuncio de un horario de partida deseado, anuncio de un horario de llegada deseado, conducción y frenado optimizados en cuanto a la energía, recálculo de la conducción optimizada en cuanto a la energía en caso de modificarse el recorrido durante la marcha, control de un sacudimiento máximo, de la así llamada sobreaceleración, en el caso de un cambio de carga, llegada puntual según itinerarios fuera de línea, recepción y consideración de correcciones del itinerario en línea, emisión de información para los pasajeros, puesta a disposición de un mapa de rutas, actualización de un mapa de rutas con datos actualizados, comunicación con el centro de control operativo 3, transporte de datos externos desde y hacia dispositivos de comunicaciones a lo largo de la vía, funcionamiento fuera de línea con datos predefinidos y funcionamiento fuera de línea con datos completamente o parcialmente actualizados que se intercambian mediante vías de comunicaciones adecuadas. Naturalmente, el dispositivo ATO 6 también puede cumplir más o menos funciones.
Para las funciones mencionadas, y en general para la conducción automatizada de un vehículo ferroviario, el dispositivo ATO 6 necesita una pluralidad de información, por ejemplo variables de referencia. Esa información se transmite al dispositivo ATO 6 desde los dispositivos de protección del vehículo 7, 8, del lado del vehículo, y desde el centro de control operativo 3. En función del equipamiento de la vía 4a, 4b en cuanto a la tecnología de seguridad; el primer dispositivo de protección del vehículo 7 o el segundo dispositivo de protección del vehículo 8 reciben distinta información desde los dispositivos de protección del vehículo 5a, 5b del lado de la vía. El dispositivo ATO 6 recibe toda la información adicional necesaria para la conducción automatizada desde el centro de control operativo 3, mediante el dispositivo de detección de obstáculos 10, o por ejemplo mediante otro sistema de sensores.
Los dispositivos de protección del vehículo 7, 8 del lado del vehículo están configurados según un estándar de seguridad elevado, por ejemplo SIL3 o SIL4, de manera que la transmisión de información mediante los mismos puede considerarse como especialmente segura. Por ejemplo, una velocidad máxima admisible y señales de frenado, mediante las interfaces ATP 14, 15, se transmiten hacia el dispositivo ATO 6. La cantidad o la clase de información que obtiene el dispositivo ATO 6 desde los dispositivos de protección del vehículo 7, 8, del lado del vehículo, eventualmente es diferente. De este modo, el primer dispositivo de protección del vehículo 7 configurado como un dispositivo de protección del vehículo LZB transmite menos información al dispositivo ATO 6 que el segundo dispositivo de protección del vehículo 8 configurado como un dispositivo de protección del vehículo ETCS más moderno. El vehículo ferroviario 2 según la invención, en las formas de ejecución representadas a modo de ejemplo en las figuras, ofrece la ventaja de que puede conducirse de forma automática tanto en vías 4a equipadas con LZB, como también en vías 4b equipadas con ETCS. Las vías 4a equipadas con LZB, por ejemplo, están muy difundidas en Alemania y en algunos otros países centroeuropeos. Las vías 4b equipadas con ETCS se construyen cada vez con mayor frecuencia y constituyen el estándar en particular en el transporte transnacional.
Con la ayuda de la invención, también vehículos ferroviarios ya existentes, que ya presentan un primer dispositivo de protección del vehículo 7, pueden equiparse posteriormente con facilidad con un dispositivo ATO 6 según la invención. El segundo dispositivo de protección del vehículo 8 se complementa de manera que el vehículo ferroviario 2 según la invención, equipado de forma posterior, puede circular automáticamente por las distintas vías 4a, 4b.
Claims (8)
1. Dispositivo ATO (6) para la conducción automatizada de un vehículo ferroviario (2) en vías (4a, 4b) que están equipadas con diferentes dispositivos de protección del vehículo (5a, 5b) del lado de la vía,
donde el dispositivo ATO (6) presenta al menos dos interfaces ATP (14, 15) que están configuradas para la conexión del dispositivo ATO (6) con diferentes dispositivos de protección del vehículo (7, 8) del lado del vehículo y para la transmisión de información necesaria para la conducción automatizada, desde el respectivo dispositivo de protección del vehículo (7, 8) del lado del vehículo, hacia el dispositivo ATO (6),
donde una de las interfaces ATP (14, 15) está configurada para conectar el dispositivo ATO (6) con un dispositivo de protección del vehículo (7, 8), que está configurado como dispositivo de protección del vehículo ETCS, y
donde la otra de las interfaces ATP (14, 15) está configurada para conectar el dispositivo ATO (6) con un dispositivo de protección del vehículo (7, 8), que está configurado como dispositivo de protección del vehículo LZB o PZB.
2. Dispositivo ATO (6) según la reivindicación 1,
caracterizado porque
el dispositivo ATO (6) presenta al menos una interfaz de control (16) que está configurada para la conexión del dispositivo ATO (6) con un dispositivo de control del vehículo (9), del vehículo ferroviario (2), y para controlar el vehículo ferroviario (2) mediante la interfaz de control (16).
3. Dispositivo ATO (6) según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque
el dispositivo ATO (6) presenta al menos una interfaz maestra (17) que está configurada para la conexión del dispositivo ATO con un centro de control operativo (3), y que está configurada de manera que información necesaria para la conducción automatizada y no transmitida mediante las interfaces ATP (14, 15), se transmite mediante la interfaz maestra (17).
4. Vehículo ferroviario (2)
con al menos un dispositivo ATO (6) según una de las reivindicaciones antes mencionadas, y con al menos dos dispositivos de protección del vehículo (7, 8) diferentes, del lado del vehículo, conectados al dispositivo ATO mediante las interfaces ATP (14, 15), que respectivamente están configuradas para la transmisión de información necesaria para la conducción automatizada hacia el dispositivo ATO (6),
donde uno de los dispositivos de protección del vehículo (7, 8) está configurado como un dispositivo de protección del vehículo ETCS, y
donde otro de los dispositivos de protección del vehículo (7, 8) está configurado como un dispositivo de protección del vehículo LZB o PZB.
5. Vehículo ferroviario (2) según la reivindicación 4,
caracterizado porque
al menos dos dispositivos de protección del vehículo, del lado del vehículo, conectados al dispositivo ATO mediante las interfaces ATP, están conectados uno con otro.
6. Instalación técnica ferroviaria (1)
con vías (4a, 4b) que presentan diferentes dispositivos de protección del vehículo (5a, 5b), del lado de la vía, y
con al menos un vehículo ferroviario (2) que está configurado según la reivindicación 4 ó 5.
7. Procedimiento para la conducción automatizada de un vehículo ferroviario (2) en vías (4a, 4b) que están equipadas con diferentes dispositivos de protección del vehículo (5a, 5b) del lado de la vía,
en el cual, información necesaria para la conducción automatizada se transmite, al menos parcialmente, desde diferentes dispositivos de protección del vehículo (7, 8), del lado del vehículo, mediante al menos dos interfaces ATP (14, 15), hacia un dispositivo ATO (6), donde uno de los dispositivos de protección del vehículo (7, 8) está configurado como un dispositivo de protección del vehículo ETCS, y donde otro de los dispositivos de protección del vehículo (7, 8) está configurado como un dispositivo de protección del vehículo LZB o PZB, y en el cual el vehículo ferroviario (2) es controlado por el dispositivo ATO (6) en función de la información transmitida.
8. Procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado porque
otra información necesaria para la conducción automatizada, que no fue transmitida por uno de los dispositivos de protección del vehículo (7, 8), es transmitida desde un centro de control operativo (3) hacia el dispositivo ATO (6).
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