MX2008013580A - Metodo de prediccion de velocidad de tren. - Google Patents

Abstract

Un método de predicción de velocidad de tren a través de una vía de tren que incluye determinar la ubicación del tren sobre la vía de tren, la velocidad del tren y el ajuste de frenado y regulación del tren. Las velocidades y ajustes sugeridos de frenado y regulación para los puntos separados a lo largo de la vía de tren son calculados en base a las determinaciones. Las velocidades calculadas y el ajuste de frenado y regulación son visualizados para los puntos separados a lo largo de la vía de tren.

Description

METODO DE PREDICCION DE VELOCIDAD DE TREN ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere, de manera general, a una pantalla de locomotora y de manera más especifica, a un método de predicción y visualización de la velocidad de un tren a través de la ruta. En los sistemas de ferrocarril en donde se realiza la programación, el tiempo hacia el destino es importante por si mismo o en combinación con la economía de combustible o la comodidad del viaje, el perfil proyectado de velocidad del viaje de la ruta es calculado y mostrado al operador del tren.

Los límites de velocidad y las limitaciones físicas de la ruta son tomados en cuenta para preparar el perfil de velocidad. Los ejemplos de estos sistemas son mostrados en las solicitudes Europeas publicadas 467,377 A2 y 539,885 A2. Estos sistemas anteriores son parte del tren o de los sistemas de control de viaje utilizados por los ferrocarriles a fin de controlar el movimiento y eficiencia de combustible de los trenes en su sistema. Para largos recorridos o viajes a través de grandes territorios, el manejo eficiente de la velocidad del tren puede ser desafiante para el operador. De preferencia, el operador utiliza un control independiente del regulador y los frenos. El control de la velocidad del tren es un REF. : 197023 requerimiento fundamental de operación del maquinista u operador de la locomotora. Para operaciones seguras, el operador debe adherirse en forma estricta a los limites estipulados de velocidad, las restricciones temporales de velocidad (órdenes de baja velocidad) y los requerimientos de velocidad de las señales que se aproximan. El operador hace esto manejando la posición de las palancas de la válvula reguladora y/o frenado dinámico, y si fuera necesario, la palanca de frenos neumáticos del tren. Todas las locomotoras son equipadas con un medidor de velocidad y la mayoría tienen un medidor de aceleración. Desafortunadamente, debido a la masa extrema (peso) y la longitud de un tren común, el tren es lento para responder a las acciones de control del maquinista. Si el maquinista hiciera la aplicación o liberación de los frenos neumáticos, podría pasar uno o dos minutos antes de que el sistema de frenado del tren sea aplicado o liberado por completo. La velocidad del tren también es significativamente afectada por los grados a través de los cuales atraviesa. Una pantalla de las velocidades previstas en puntos a lo largo de la ruta hacia adelante permitiría que el operador del tren o el maquinista de la locomotora anticipen y reaccionan con anticipación de tiempo a los límites de velocidad del tren en base a los ajustes presentes de frenado y regulación.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN Este sistema proporciona un método de predicción de velocidad de tren a través de una vía de tren que incluye: determinar la ubicación del tren sobre la vía de tren, determinar la velocidad del tren y determinar los ajustes presentes de frenado y regulación. Los ajustes recomendados de frenado y regulación requieren que, para alcanzar la velocidad deseada del tren, sean calculados y presentados en los puntos separados de la vía de tren. Las velocidades en los puntos separados a lo largo de la vía de tren son calculadas en base a las determinaciones. Las velocidades calculadas son presentadas o mostradas en puntos separados a lo largo de una pantalla de la vía de tren. En esencia, el sistema determina y visualiza la velocidad y los ajustes requeridos de frenado y mando de gases hacia adelante en base a los ajustes actuales de frenado y regulación que realiza el maquinista de la locomotora. Este es un sistema preventivo que permite el control mejorado y la toma de decisión por el operador para conseguir mejor la velocidad deseada del tren. El sistema es utilizado durante movimientos del tren de larga distancia a través de grandes territorios. Además, las velocidades de los puntos separados podrían ser determinadas y visualizadas y las velocidades calculadas que excedan los límites de velocidad también son determinadas y visualizadas. Las velocidades que excedan los limites de velocidad podrían ser visualizadas en los puntos separados a lo largo de la pantalla de la vía de tren en un modo distinto de las velocidades que no exceden los límites de velocidad. Si una o más velocidades calculadas excediera los límites de velocidad, los ajustes sugeridos de frenado y mando de gases serán calculados y presentados al operador, lo cual permitirá el mantenimiento de la velocidad adecuada del tren. Si el operador se adhiere e implementa los ajustes sugeridos de frenado y regulación, los ajustes recomendados ya no serán visualizados. Si no hubieran sido realizados cambios de los ajustes de frenado y regulación después de la presentación de los ajustes sugeridos, los ajustes de frenado y regulación podrían ser cambiados de manera automática a los ajustes sugeridos de frenado y regulación, si fueran activados los controles automáticos. Otros objetivos, ventajas y nuevas características de la presente invención serán aparentes a partir de la siguiente descripción detallada de la invención cuando se considere en conjunto con las figuras que la acompañan.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La Figura 1 es una pantalla que incorpora la velocidad prevista de acuerdo con los principios de la presente descripción. La Figura 2 es un diagrama de flujo para la previsión de velocidad de acuerdo con la presente descripción.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN El sistema LEADER de New York Air Brake se describe en la Patente de los Estados Unidos No. US 6, 144,901, que se incorpora en la presente como referencia, y opera en base al principio de conservación de energía cinética y potencial. Los modelos matemáticos del sistema LEADER, monitorean los parámetros y realizan los cálculos en base al estado actual de energía del tren a fin de crear una pantalla en tiempo real de las dinámicas del tren. La potencia del sistema LEADER reside en su capacidad de proporcionar la información que permita que la tripulación controle mejor el tren, minimizando la pérdida de energía. La pérdida de energía por medio de un exceso de frenado representa el consumo innecesario de combustible. La energía transmitida a la carga del tren representa un daño potencial a la carga, equipo y ferrocarril. Ambos fenómenos son indeseables. Aunque el sistema LEADER será utilizado para implementar el presente método, pueden utilizarse otros sistemas similares que pueden prever la velocidad a través de una ruta próxima en base al presente estado del tren. La Figura 1 ilustra una pantalla dentro de la cabina de la locomotora. Con referencia a la Figura 5, la Patente de los Estados Unidos No. US 6, 144,901 proporciona los detalles de los distintos elementos de la pantalla. Sólo aquellos elementos de interés para la presente descripción serán descritos en detalle. Un tren 12 es mostrado sobre la vía de tren 14. Existe una pantalla vertical y horizontal del tren sobre la vía de tren. Los postes de señales 16 son ilustrados que cruzan las distintas ubicaciones de vía de tren. El bloque 18 visualiza la presente velocidad, la aceleración y las fuerzas de barra de tracción. Como será descrito con respecto a la Figura 2, el presente sistema determina la actual ubicación del tren sobre la vía de tren, la velocidad del tren y los ajustes de frenado y regulación, y a partir de esto, la predicción de la velocidad del tren en varias ubicaciones en la ruta más adelante. Esto se ilustra en la Figura 1 a través de los bloques 20 con un ejemplo de la velocidad de predicción. Una de las características del presente sistema es el reconocimiento de los límites de velocidad en los distintos puntos a lo largo de la vía de tren o ruta y el suministro de una indicación del exceso de velocidad. Utilizando por ejemplo el límite de velocidad de 40.23 kph (25 mph) (todas las velocidades que se ilustran, excepto la primera y la última, estarían por encima de éste límite de velocidad. Estas velocidades de exceso podrían ser visualizadas de manera distinta. Por ejemplo, las velocidades de límite por debajo de la velocidad podrían estar en color amarillo, mientras que las velocidades de predicción limite de velocidad podrían estar en color rojo. Las velocidades de exceso también podrían estar parpadeando para atraer la atención. La pantalla muestra puntos a lo largo de la ruta en incrementos de un cuarto de milla como un ejemplo. También podrían utilizarse otros incrementos . El presente sistema también puede proporcionar otros mensajes al operador. El bloque de mensajes 22 proporciona un mensaje "prepararse para realizar una aplicación de frenado neumático" y "alcanza el límite de velocidad a través de la modulación DB". El término DB es el frenado dinámico. El bloque 24 muestra una aplicación sugerida del frenado dinámico en la ubicación específica GPS. Los números DB son representativos de una muesca de la palanca de propulsión en la región de frenado dinámico. Como es evidente a partir de la pantalla de vía de tren, la aceleración en los presentes ajustes de regulación se origina a partir del grado de pendiente de la vía de tren. Sin ajuste, los límites de velocidad serían excedidos. Un diagrama de flujo del presente método se ilustra en la Figura 2. En la etapa 30, existe la determinación de la velocidad del tren, la ubicación de la vía de tren y los ajustes de frenado y regulación. En la etapa 32, se encuentra el cálculo de la velocidad del tren en los puntos de una ruta. En la etapa 34, existe la determinación si cualquiera de las velocidades en los puntos en la ruta excediera los limites de velocidad para este punto de la ruta. Si no, se muestra o se presentan las velocidades calculadas en los puntos en la pantalla de puntos en la ruta en la etapa 36. Si alguna de las velocidades excediera el limite de velocidad en la etapa 34, entonces existiría una pantalla diferente de las velocidades de exceso y por debajo en la etapa 38. Asimismo, si existieran velocidades que exceden el límite de velocidad, se realizaría el cálculo de los ajustes de frenado y/o velocidad para bajar la velocidad de los puntos a lo largo de la ruta por debajo del límite de velocidad en la etapa 40. A continuación, podría existir la determinación en la etapa 42 en cuanto a si los controles del tren se encuentran en el control automático. Si estuviera en el control automático, entonces, los ajustes de frenado y/o regulación serían accionados a los ajustes que disminuirían los puntos de velocidad en la etapa 44. Si no existiera control automático en la etapa 42, entonces, los ajustes calculados de frenado y/o regulación para bajar la velocidad serían visualizados en la etapa 46. A continuación existiría una determinación de la respuesta de la tripulación en la etapa 48. Si existiera una respuesta, entonces, el método sería repetido mediante la ruta de retornos 50 para determinar la velocidad, ubicación y ajustes de frenado y regulación y el cálculo de las velocidades del tren a través de la ruta. Si no existiera respuesta de la tripulación en la etapa 48, entonces podría ser obligatorio el automático en la etapa 52 si fuera seleccionado por el operador del tren. Después de la obligación en la etapa 52, el método repetido por medio de la ruta 54 para determinar una vez más la velocidad del tren, la ubicación y los ajustes de frenado y regulación y también para calcular las velocidades del tren en los puntos a través de la ruta. Varias pantallas de los ajustes sugeridos de frenado y regulación mostrados en la Figura 1 son sólo un ejemplo. Otros valores o formas de la pantalla podrían ser utilizados. Por ejemplo, los ajustes sugeridos de frenado y regulación pueden ser presentados con la velocidad calculada. Asimismo, los ajustes sugeridos de frenado y regulación podrían ser calculados y visualizados aún si ningún límite de velocidad fuera o sería excedido. Como una variación adicional, si no fuera tomada a una acción correctiva, entonces, el indicador de alarma sería activado. Aunque la presente invención ha sido descrita e ilustrada en detalle se entenderá con claridad que la misma sólo es por medio de ilustración y de ejemplo, y que no será tomada por medio de limitación. El alcance de la presente invención sólo será limitado por los términos de las reivindicaciones adjuntas.

Se hace constar que con relación a esta fecha el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (8)

1. REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones : 1. Un método de predicción de velocidad de tren a través de una vía de tren que incluye determinar la ubicación del tren sobre la vía de tren y la velocidad del tren, calcular las velocidades deseadas en los puntos separados a lo largo de la vía de tren a partir de la ubicación determinada, calcular y visualizar el ajuste sugerido de frenado en base a la presente ubicación y velocidad y la velocidad calculada deseada en la presente ubicación, caracterizado porque: determina el ajuste de frenado y regulación del tren; calcula las velocidades en los puntos separados a lo largo de la vía de tren en base a la presente velocidad y ubicación; calcula los ajustes sugeridos de frenado y regulación en los puntos separados a lo largo de la vía de tren en base a la presente ubicación, velocidad y ajustes de frenado y regulación y las velocidades calculadas en los puntos separados; y visualiza las velocidades calculadas y los ajustes sugeridos de frenado y regulación para los puntos separados a lo largo de la vía de tren.
2. 2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende determinar los limites de velocidad en los puntos separados y determinar y visualizar las velocidades calculadas que excedan los limites de velocidad .
3. 3. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque las velocidades que exceden los limites de velocidad son presentadas en los puntos separados a lo largo de una pantalla de la vía de tren en un modo distinto de las velocidades presentadas en los puntos separados a lo largo de la pantalla de la vía de tren que no exceden los limites de velocidad .
4. 4. El método de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque las velocidades que exceden los limites de velocidad son presentadas como una de color rojo y que centellea.
5. 5. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque se realizaría el cálculo y la visualización de los ajustes sugeridos de frenado y regulación en los puntos separados a lo largo de la vía de tren en base a si una o más de las velocidades calculadas excedieran los límites de velocidad.
6. 6. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende determinar los cambios de los ajustes de frenado y regulación después de la presentación del ajuste sugerido y la repetición del método.
7. 7.- El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende determinar si los cambios han sido realizados de los ajustes de frenado y regulación después de la presentación del ajuste sugerido y si no, se cambiarían de manera automática los ajustes de frenado y regulación a los ajustes sugeridos de frenado y regulación.
8. 8. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque los ajustes de frenado y regulación comprenden el frenado neumático, el frenado electroneumático, el frenado de propulsión dinámica.