El sistema permite calcular y facturar el coste real de la energía que ha consumido cada operador,

contemplando el lugar y momento de consumo asociados a sus circulaciones, todo ello de forma autónoma, evitando al máximo la intervención humana y la consecuente introducción de forma manual de la información, para ello en el mismo participa un puesto central (1) y una serie de equipos móviles (2) asociados a cada vehículo (3) cuyo consumo eléctrico se quiere controlar, equipos móviles (2) dotados con sistemas de medición de energía, de localización geográfica (GPS) (23), de reloj/calendario en tiempo real y de comunicación (10) con el puesto central (1). El puesto central (1) esta dotado de medios para la comunicación con los citados equipos móviles (2), con el sistema de seguimiento y control de trenes (8) y con un sistema de telemedida (9) instalado en cada subestación (4), incorporando un sistema informático con un determinado software de programación para la generación de facturas a través de los datos obtenidos a través de cada equipo móvil (2)

Sistema de gestión/facturación del gasto de energía eléctrica de operadores ferroviarios.

Objeto de la invención

La presente invención se refiere a un sistema que ha sido especialmente concebido para permitir realizar la gestión/facturación del gasto de energía eléctrica de los distintos operadores ferroviarios.

El objeto de la invención es proporcionar un sistema que permita calcular y facturar el coste real de la energía eléctrica que ha consumido cada operador ferroviario (medida directa), contemplando el lugar y momento de consumo asociados a sus circulaciones (tipificando consumos cuando no dispongan de medida directa), todo ello de forma autónoma automática, evitando al máximo la intervención humana y la consecuente introducción de forma manual de la información.

Antecedentes de la invención

En la actualidad, en España, el método de facturación del gasto de energía eléctrica de los operadores ferroviarios se basa en el método de las TKBR (tonelada-kilómetro bruta remolcada), dicho sistema consiste en el registro de la distancia de los trenes y en la multiplicación de la misma por la masa remolcada y un factor que depende de la serie del tren, obteniendo un valor con dimensiones de energía.

En Europa existen diferentes países que disponen de un sistema de facturación del gasto de energía eléctrica de los operadores. Estos países son Alemania, Eslovenia y los países escandinavos (sistema conjunto entre Dinamarca, Noruega y Suecia). En todos los países anteriores existen equipos móviles donde se registra la energía. Respecto a la posición, se registra en todos los países menos en Alemania, aunque la discriminación geográfica se realiza por zonas de gran extensión. Respecto al sistema de comunicaciones, en Alemania se utiliza sólo GSM, mientras que en el resto de países mencionados anteriormente también se utiliza GPRS.

Estos sistemas de medida están basados en los tradicionales equipos de medición fijos, a los cuáles se les ha incluido un módulo de localización (GPS) y un módulo de comunicaciones (módem GSM/GPRS). Por lo tanto, los sistemas existentes en la actualidad no permiten conocer el estado del vehículo (movimiento/parado y consumo/no consumo), no permiten repartir la energía consumida por los trenes entre los diferentes puntos de suministro para una correcta imputación de consumos, no disponen de la distancia recorrida por los móviles, ni realizan tipificaciones de consumos ni de pérdidas óhmicas.

Asimismo hay que tener en cuenta la alta participación humana que requiere éste tipo de sistemas a la hora de introducir los datos correspondientes a los operadores ferroviarios, lo que puede llevar consigo posibles errores por fallo humano.

Descripción de la invención

El sistema de gestión/facturación del gasto de energía eléctrica de operadores ferroviarios que la invención propone resuelve de forma plenamente satisfactoria la problemática anteriormente expuesta, permitiendo calcular y facturar el coste real de la energía que ha consumido cada operador, contemplando el lugar y momento de consumo asociados a sus circulaciones, todo ello de forma automática sin apenas intervención humana.

Para ello, y de forma más concreta, el sistema que se preconiza está compuesto básicamente de un sistema para la recolección de datos de campo asociados a los consumos realizados por los vehículos que contempla horarios y lugares de consumo, a base de una pluralidad de equipos móviles, cada uno de ellos instalados en el correspondiente vehículo, equipos que se complementan con un puesto central que centraliza las comunicaciones con dichos equipos móviles y recibe los datos registrados por los mismos, realizando operaciones tales como el reparto de los consumos de los vehículos por subestación y la asignación a cada uno de ellos la parte correspondiente de la energía de pérdidas producida, cumpliendo el balance global de energías mediante el cual la energía total consumida por las subestaciones debe ser igual a la consumida por los vehículos mas las pérdidas en transformación, rectificación y transporte (debidas a esos consumos), más el consumo de los equipos pertenecientes a la infraestructura menos la regenerada por los vehículos.

Dichos equipos móviles estarán equipados básicamente con sistemas de medición de energía, tales como vatihorámetros, de localización geográfica, (GPS), de reloj/calendario en tiempo real y de comunicación con el puesto central (GSM/GPRS), de medida de distancia y velocidad (tacogeneradores), entradas digitales (estado de disyuntor/es, pantógrafo/s e inversor/es de marcha), comunicación con sistemas del tren (RS-485), envío de señales discretas (salidas digitales) y comunicación con un ordenador para labores de mantenimiento (bus Ethernet).

Para la consecución del balance de energías el puesto central recibe la información correspondiente a todos los consumos asociados a las subestaciones, información que está disponible a través de las bases de datos generadas por el sistema de telemedida instalado en cada subestación de tracción.

El puesto central se ocupa asimismo de la aplicación de un sistema de precios y tarifas horarias ó franjas horarias que permite generar los datos para las facturas mensuales por operador y vehículo, de forma totalmente automatizada.

El equipo móvil está diseñado de forma que está capacitado para registrar y enviar al puesto central toda la información necesaria como para que se pueda optar por cualquier método de facturación (precio único o precio diferente por subestación), para asegurar la adaptación del sistema a posibles situaciones futuras del mercado eléctrico, registrando periódicamente la energía activa y reactiva consumida y regenerada, la posición GPS, latitud y longitud, la fecha y la distancia recorrida por el vehículo al que está asociado.

De forma más concreta, cada equipo móvil estará dotado de una placa base o circuito impreso, con su correspondiente fuente de alimentación, un microprocesador, una tarjeta de control de entradas y salidas analógicas, un sistema de localización GPS, un módem GSM/GPRS, una tarjeta para el control de la entrada de señales discretas, una tarjeta de salida de señales digitales, todas ellas gobernada por el citado microprocesador, así como un dispositivo de identificación del vehículo, materializado en una tarjeta con memoria no volátil en la que se codifica la identificación de la locomotora de modo que la relación vehículo-código sea unívoca.

El citado equipo dispondrá de una serie de interfaces de captura de datos a través de las citadas tarjetas de control, pudiendo obtener información tal como la localización del tren por medio de tacogeneradores en zonas sin cobertura GPS, la tensión eléctrica en catenaria, la intensidad consumida ó regenerada, velocidad del vehículo, estado del disyuntor y del pantógrafo, dirección de la marcha, incorporando puertos de comunicaciones con ordenadores (Ethernet) así como con otros sistemas del tren (RS-485).

El disyuntor y el pantógrafo ejercen la función de interruptor automático y captador de energía desde la catenaria, respectivamente, y son elementos del circuito eléctrico del tren y por tanto no forman parte de la invención. Pero las señales de estado de ambos elementos serán entradas digitales del equipo móvil (presencia o no de intensidad y tensión, respectivamente) que junto con la medida de distancia le permitirán definir estados (consumo/movimiento) del tren para establecer una metodología de registro de energía.

Adicionalmente se ha previsto que cada equipo móvil cuente con un sistema de detección de incidencias, mediante el cual se chequea periódicamente el estado de los elementos principales del sistema, en orden a permitir detectar de forma rápida cualquier avería o disfunción en el dispositivo. Las incidencias críticas generarán automáticamente un aviso (vía SMS) al puesto central.

De acuerdo con otra de las características de la invención, cada equipo móvil es intercambiable, de manera que la codificación del vehículo (incluida en el Dispositivo de Identificación del Vehículo) es independiente del equipo instalado.

El puesto central estará dotado de un sistema informático con un software de programación para la identificación geográfica de los consumos y la tipificación de los mismos, estimando los coeficientes de reparto, realizando el tratamiento de circulaciones sin medida directa, asignando consumos a las subestaciones (utilizando los coeficientes...

1. Sistema de gestión/facturación del gasto de energía eléctrica de operadores ferroviarios, que estando destinado a permitir calcular y facturar el coste real que ha consumido cada operador, contemplando el lugar y momento de consumo asociados a sus circulaciones, todo ello de forma automática, se caracteriza porque está constituido a partir de un puesto central (1) y una serie de equipos móviles (2) asociados a cada vehículo (3) cuyo consumo eléctrico se quiere registrar; habiéndose previsto que los equipos móviles (2) estén dotados con sistemas de medición y/o captación de distintos parámetros del tren, tales como energía consumida, velocidad y distancia recorrida, registro de estado (movimiento/parada y consumo/no consumo), localización geográfica (GPS) (23), así como con medios de comunicación (10) con el puesto central (1), estando puesto central (1) dotado de medios para la comunicación con los citados equipos móviles (2), con el sistema de seguimiento y control de trenes (8) y con un sistema de telemedida (9) instalado en cada subestación (4), incorporando un sistema informático con un determinado software de programación para la generación de facturas a través de los datos obtenidos: medidas directas de consumo en vehículos, circulación de trenes y medidas directas de energía suministrada en subestaciones de tracción.

2. Sistema de gestión/facturación del gasto de energía eléctrica de operadores ferroviarios, según reivindicación 1ª, caracterizado porque cada equipo móvil está constituido a partir de una placa base (2'), dotada de un microprocesador (11) con una memoria (24) asociada al mismo, una fuente de alimentación (17), un módulo de comunicaciones GSM/GPRS (10) un sistema de localización GPS (23), una tarjeta de entradas digitales (14) para la adquisición de señales pulsadas y señales de tacogeneradores (18), para la lectura del sentido (19) de la marcha del tren y de la velocidad (22) del mismo, del estado del pantógrafo (presencia de tensión) (20) y del disyuntor (presencia de intensidad) (21), una tarjeta de entradas analógicas (15) para adquisición de señales de tensión e intensidad y una tarjeta de salidas digitales (16) para control de estado.

3. Sistema de gestión/facturación del gasto de energía eléctrica de operadores ferroviarios, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque cada vehículo (3) cuenta con un dispositivo de identificación (25) protegido contra manipulación, materializado en una memoria no volátil en la que están codificados los datos asociados a la locomotora (identificación del tipo de tren, identificación de las entradas analógicas de medida de tensión y corriente a utilizar, escalas de medida de tensión y corriente, pulsos por vuelta de los tacogeneradores, diámetro de rueda) , y a la que se conecta el equipo móvil (2).

4. Sistema de gestión/facturación del gasto de energía eléctrica de operadores ferroviarios, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque cada equipo móvil (2) incorpora un puerto de comunicaciones (12) Ethernet para su conexión a un PC, para labores de mantenimiento, así como un puerto serie de datos a través de bus RS 485 (13) para el envío/recepción de datos a/desde otros sistemas existentes en el tren y propios del operador, para el aprovechamiento de sinergias y que el operador ferroviario pueda obtener el máximo rendimiento de la información disponible en el equipo móvil, ofreciéndose además una plataforma de comunicaciones a éste.

5. Sistema de gestión/facturación del gasto de energía eléctrica de operadores ferroviarios, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque cada equipo móvil dispone de una aplicación cerrada al operador, desde el punto de vista de accesibilidad a las medidas de energía a facturarle, pero abierta al mismo para posibles aplicaciones de ahorro energético disponiendo el equipo móvil de slots libres, para el montaje de equipos del operador que utilicen la información del equipo móvil, que pueden ser alimentados por la fuente de alimentación del propio equipo móvil, que se sobredimensionará para este fin.