1. Sistema de detección del estado de pantógrafos de trenes.

Comprende al menos una primera cámara de vídeo (4) para captar la imagen del pantógrafo (38) de un tren,

de forma que la imagen captada es analizada por un módulo de control (12) a partir de patrones de detección de pantógrafos almacenados en el módulo de control (12), y genera alarmas, a partir de unos umbrales de activación de alarmas de defectos según el modelo de pantógrafo (38) detectado, que están almacenados en el módulo de control (12).

Permite comunicar los resultados a través de una red de comunicaciones (21) a un centro de mando remoto (22) desde el que además se puede gobernar el sistema

Sistema de detección del estado de pantógrafos de trenes.

Objeto de la invención

La invención se refiere a un sistema que tiene por objeto permitir efectuar la detección del estado de los pantógrafos de los trenes, y generar alarmas cuando detecta defectos en el pantógrafo, de forma que dichas alarmas se envían a un centro remoto a través de una red de comunicaciones, permitiendo así proceder a efectuar la reparación oportuna cuando se produce la detección de un defecto o error en un pantógrafo.

Antecedentes de la invención

En el estado de la técnica es conocido que las locomotoras de los trenes incorporen un pantógrafo de toma de corriente de una línea aérea, para lo que la pletina del pantógrafo contacta continuamente con la catenaria de la línea aérea, lo que determina el desgaste de la pletina lo que puede provocar un mal funcionamiento. Además el pantógrafo puede sufrir diferentes tipos de daños, que si no son detectados a tiempo, determinarían daños importantes.

En el estado de la técnica no existe ningún sistema que sea capaz de detectar el estado de los pantógrafos de las locomotoras de los trenes, lo que obliga a que deban de ser revisados por un operario para evitar malos funcionamientos.

Descripción de la invención

Para resolver y conseguir los objetivos anteriormente indicados, la invención ha desarrollado un sistema que permite efectuar la detección del estado de los pantógrafos de los trenes para lo que se caracteriza porque en un soporte de catenaria se prevé la incorporación de una primera cámara de vídeo mediante la cual se realiza la captación de la imagen del paso del tren, para lo que dicha primera cámara de vídeo está conectada a un módulo de control que incluye un módulo detector de tren, que está conectado a un módulo grabador de vídeos, de forma que éste es activado al detectarse el paso del tren para grabar en un disco duro las imágenes captadas por la primera cámara durante el paso del tren, de manera que en dicha grabación está incluido el pantógrafo a analizar del tren. Además el módulo grabador de vídeo está conectado a un primer módulo comparador de imágenes, que está conectado a un módulo de almacenamiento de imágenes patrón de pantógrafos, que previamente han sido almacenadas, de forma que el primer módulo comprador de imágenes compara las imágenes grabadas por la primera cámara con las imágenes patrón de pantógrafos almacenadas, y a raíz de dicha comparación detecta la imagen del pantógrafo del tren grabado e identifica el tipo de pantógrafo captado.

Además el primer módulo comparador de imágenes está conectado a un primer módulo de procesado y análisis de imágenes, que a su vez está conectado a un módulo de almacenamiento de umbrales de activación de alarmas de defectos de cada patrón de pantógrafo, para que el primer módulo de procesado y análisis de imágenes analice la imagen del pantógrafo detectada y le añada líneas de marcación de los errores o defectos detectados en función de los umbrales establecidos.

También se ha previsto un módulo de almacenamiento de las imágenes con los errores marcados de pantógrafo que a su vez está conectado a un módulo de generación de informes de alarmas y a un módulo de envío de correos electrónicos, que también están conectados al primer módulo comparador de imágenes, de manera que se envían remotamente los datos del tipo de pantógrafo captado, la hora en que se produjo dicha captación del pantógrafo, el resultado del análisis del módulo de análisis y las imágenes con los errores marcados.

Esta configuración tiene la gran ventaja de que el sistema detecta los errores de los pantógrafos en función de los patrones previamente introducidos, permitiéndose realizar su reparación antes de que se produzcan males mayores.

Además la invención prevé la incorporación de una segunda cámara de vídeo con menor distancia focal que la primera cámara de vídeo, para que capte únicamente la imagen del pantógrafo del tren captado por la primera cámara. La segunda cámara de vídeo, también está conectada al módulo grabador de vídeos para grabar en el disco duro las imágenes captadas por la primera y segunda cámara durante el paso del tren, de forma que el disco duro además está conectado a un segundo módulo comparador de imágenes que está conectado a un módulo de almacenamiento de imágenes patrón de pletinas en el que se almacenan los diferentes tipos de pletinas existentes, y además está conectado al primer módulo comparador de imágenes, que le indica que tipo de pantógrafo es el detectado, para que el segundo módulo comparador de imágenes realice la comparación de las imágenes grabadas por la segunda cámara con las características definidas por los patrones imagen de pletinas, y a partir de dicha comparación efectúe la detección de la imagen de la pletina, del tipo de pantógrafo captado durante el período de tiempo en el que ha sido captado el pantógrafo por la primera cámara de vídeo. Además, el segundo módulo comparador de imágenes está conectado a un segundo módulo de procesado y análisis de imágenes, que a su vez está conectado a un módulo de almacenamiento de umbrales de activación de alarmas de defectos de cada patrón de pletina, cuyos umbrales han sido previamente almacenados, de forma que el segundo módulo de procesado y análisis de imágenes analiza la imagen de la pletina detectada y le añade líneas de marcación de los errores detectados en función de los umbrales establecidos. También se ha previsto un módulo de almacenamiento de las imágenes con los errores marcados de pletinas que, a su vez, está conectado al módulo de generación de informes de alarmas y al módulo de envío de correos electrónicos, para permitir enviar remotamente los datos del tipo de pletina captada, la hora en que se produjo dicha captación, el resultado del análisis del segundo módulo de procesado y análisis de imágenes y las imágenes de las pletinas con los errores marcados.

Por consiguiente, mediante el uso de la primera y segunda cámara se permite realizar un análisis exhaustivo 1 de la configuración del pantógrafo, detectándose de forma prematura los posibles defectos o errores que incorpore el pantógrafo, actuándose en consecuencia.

El sistema incluye un nodo de acceso a red que está dotado de un primer transceptor de comunicación con el módulo de control para su gestión a través de una red de comunicaciones, mediante la cual se permite además efectuar el envío de los diferentes correos electrónicos con las informaciones anteriormente comentadas.

Respecto al módulo detector de tren, éste puede estar constituido por un módulo detector de movimiento, que está conectado a la primera cámara de forma que analiza cuando hay movimiento en la imagen captada por la primera cámara y así detecta el paso del tren. Además el módulo de detección de tren puede estar constituido por un módulo detector de presencia que está conectado al menos a un sensor de detección del paso del tren que está sujeto en el soporte de catenaria, de forma que cuando el sensor detecta el paso del tren se activa el detector de presencia, el cual activa al módulo grabador de vídeos para grabar las imágenes captadas por la primera y segunda cámaras de la forma que ya fue comentada.

La invención incluye un sensor para realizar la activación tanto de la primera como de la segunda cámara, de forma que el sensor está orientado formando un ángulo con la vertical de 0° para captar el pantógrafo en mayor detalle, pero también cabe la posibilidad de que el sensor esté orientado formando un ángulo de 70º, de modo que se pueda captar una imagen más distante del pantógrafo.

El sistema de la invención realiza las conexiones con el módulo de control mediante fibra óptica para reducir ruidos, de forma que la primera y segunda cámara se conectan al módulo grabador de vídeo mediante fibra óptica por lo que el sistema debe comprender conversores de vídeo-fibra y conversores de fibra-vídeo.

Esto mismo sucede con el sensor el cual se conecta al módulo detector de presencia mediante fibra óptica lo que requiere que el sistema incorpore los correspondientes conversores de TTL-fibra y fibra-TTL.

En la realización preferente de la invención también se prevé la incorporación de al menos un foco de infrarrojos para iluminar y captar la imagen del tren y pantógrafo, en cuyo caso la primera y segunda cámara comprenden un filtro infrarrojo para independizar en la medida de lo posible las condiciones lumínicas...

1. Sistema de detección del estado de pantógrafos de trenes, caracterizado porque en un soporte (1) de catenaria (8) de una primera vía (2) comprende una primera cámara de vídeo (4) de captación de la imagen del paso de un tren; que está conectada a un módulo de control (12) que comprende un módulo detector de tren (28) que está conectado a un módulo grabador de vídeos (29) que es activado al detectarse el paso de tren, para grabar en un disco duro (30, 31) las imágenes captadas por la primera cámara (4) durante el paso del tren; y estando el módulo grabador de vídeos (29) conectado a un primer módulo comparador de imágenes (33) que está conectado a un módulo de almas namiento de imágenes patrón de pantógrafos (24) para comparar las imágenes grabadas por la primera cámara (4) con las imágenes patrón de pantógrafos (38) almacenadas, detectar la imagen del pantógrafo (38) del tren grabado e identificar el tipo de pantógrafo (38) captado; estando el primer módulo comparador de imágenes (33) conectado a un primer módulo de procesado y análisis de imágenes (35) que está conectado a un módulo de almacenamiento de umbrales y de activación de alarmas de defectos (45) de cada patrón de pantógrafo (38), para analizar la imagen del pantógrafo (38) detectada y añadirle líneas (60) de marcación de los errores detectados en función de los umbrales establecidos; habiéndose previsto un módulo de almacenamiento (47) de las imágenes con los errores marcados de pantógrafo que, a su vez, está conectado a un módulo de generación de informes de alarmas (46) y a un módulo de envío de correos electrónicos (48), que también están conectados al primer módulo comparador de imágenes (33), para enviar remotamente los datos del tipo de pantógrafo captado, la hora en que se produjo dicha captación del pantógrafo, el resultado del análisis del primer módulo de procesado y análisis y las imágenes con los errores marcados.

2. Sistema de detección del estado de pantógrafos de trenes, según reivindicación 1, caracterizado porque comprende una segunda cámara de vídeo (5) con menor distancia focal que la primera cámara de vídeo (4), para captación de la imagen del pantógrafo (38) del tren captado por la primera cámara (4), que está conectada al módulo grabador de vídeos (29) para grabar en el disco duro (30, 32), las imágenes captadas por la primera (4) y segunda cámara (5) durante el paso del tren; estando el disco duro (30, 32) conectado a un segundo módulo comparador de imágenes (50), que está conectado a un módulo de almacenamiento (52) de imágenes patrón de pletinas (51) de pantógrafo y al primer módulo comparador de imagen (33) para comparar las imágenes grabadas por la segunda cámara con las características definidas por los patrones de pletinas (51), detectar la imagen de la pletina (51) del tipo de pantógrafo (38) e identificar el tipo de pletina; estando, además, el segundo módulo comparador de imágenes (50) conectado a un segundo módulo de procesado y análisis de imágenes (53), que a su vez está conectado a un módulo de almacenamiento de umbrales de activación de alarmas de defectos de cada patrón de pletina (45) para analizar la imagen de la pletina detectada y añadirle líneas (60) de marcación de los errores detectados en función de los umbrales establecidos; habiéndose previsto un módulo de almacenamiento de las imágenes con los errores marcados de pletinas (59) que, a su vez, está conectado al módulo de generación de informes de alarmas (46) y al módulo de envío de correos electrónicos (48), para enviar remotamente los datos del tipo de pletina captada, la hora en que se produjo dicha captación, el resultado del análisis del segundo módulo de procesado y análisis y las imágenes de las pletinas con los errores marcados.

3. Sistema de detección del estado de pantógrafos de trenes, según reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque el módulo de detección de tren (28) comprende un módulo seleccionado entre un módulo de detección de movimiento, que está conectado a la primera cámara para analizar cuando hay movimiento en la imagen captada por la primera cámara (4) y detectar el paso del tren; y un módulo detector de presencia que está conectado al menos a un sensor (7) de detección del paso del tren; estando el sensor previsto en el soporte (1) de la catenaria (8).

4. Sistema de detección del estado de pantógrafos de trenes, según reivindicación 3, caracterizado porque comprende un sensor (7) para realizar la activación de la primera (4) y segunda cámara (5); estando el sensor orientado formando un ángulo con la vertical de 0º ó 70º.

5. Sistema de detección del estado de pantógrafos de trenes, según reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque la primera (4) y segunda cámara (5) se conectan al módulo grabador de vídeos (29) mediante fibra óptica (11), para lo que comprende conversores de vídeo-fibra (10) y conversores de fibra-vídeo (14).

6. Sistema de detección del estado de pantógrafos de trenes, según reivindicación 3, caracterizado porque el sensor (7) se conecta al módulo detector de presencia mediante fibra óptica (11) para lo que comprende conversores de TTL-fibra (15) y fibra-TTL (17).

7. Sistema de detección del estado de pantógrafos de trenes, según reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque el soporte (1) de catenaria (8) comprende al menos un foco de infrarrojo (6), para iluminar y captar la imagen del tren y pantógrafo (38); habiéndose previsto que la primera (4) y segunda cámara (5) comprendan un filtro infrarrojo, para independizar las condiciones lumínicas de la detección del pantógrafo (38) y pletina (51) así como del análisis de las imágenes de pantógrafos (38) y pletinas (51).

8. Sistema de detección del estado de pantógrafos de trenes, según reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque comprende un nodo de acceso a red (23) que incluye un primer transceptor (24) de comunicación con el módulo de control (12) para su gestión a través de una red de comunicaciones (21).

9. Sistema de detección del estado de pantógrafos de trenes, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el módulo grabador de vídeos (29) está conectado a una primera (4) y a una segunda cámara de vídeo (5) previstas en un soporte (1) de catenaria de una segunda vía (3).

10. Sistema de detección del estado de pantógrafos de trenes, según reivindicación 9, caracterizado porque, comprende un segundo transceptor (26), para conexión a un ordenador portátil de ajustes y pruebas y comunicación selectiva con el módulo de control (12) y con la red de comunicaciones (21).

11. Sistema de detección del estado de pantógrafos de trenes, según reivindicaciones 1, 2 ó 9, caracterizado porque la primera cámara (4) y la segunda cámara (5) están protegidas en una carcasa (9) con parasol y calefactadas con termostato; estando el módulo de control (12) incluido en un armario (13) que cuenta con una unidad de ventilación, calefacción y termostato.

12. Sistema de detección del estado de pantógrafos de trenes, según reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque el primer módulo de procesado y análisis de imágenes (35) comprende un filtro (36) de eliminación de ruidos y de extracción de bordes de la imagen, un primer submódulo de detección de imagen (37) para detectar la parte alta de la imagen captada por la primera cámara de vídeo (4) que comprende el pantógrafo, un segundo submódulo de detección de imagen (39) para detectar la parte alta izquierda de la imagen que incluye el trocador izquierdo (40) del pantógrafo (38), un tercer submódulo de detección de imagen para detectar la parte alta derecha de la imagen (41) que incluye el trocador derecho (44) del pantógrafo (38), un submódulo de fusión (42) de los resultados obtenidos del segundo y tercer submódulos de detección de imagen (39, 41) del trocador izquierdo (40) y derecho (44) respectivamente, un submódulo de dibujo (43) sobre la imagen del pantógrafo (38) detectada de las líneas (60) de marcación de los errores detectados en función de los umbrales establecidos.

13. Sistema de detección del estado de pantógrafos de trenes, según reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque el segundo módulo de análisis y procesado de imágenes (53) comprende un filtro (54) de eliminación de ruidos y de extracción de bordes de la imagen, un cuarto submódulo de de detección de imagen para detectar todas las líneas horizontales de los contornos (55) de la pletina (51) y de su soporte, un submódulo de medición del ángulo de inclinación (56) del pantógrafo (38), un submódulo de medición de la anchura del soporte más la anchura de la pletina (57), y un submódulo de dibujo (58) sobre la imagen de la pletina (59) detectada de las líneas (60) de marcación de los errores detectados en función de los umbrales establecidos.