Un sistema para detectar la presencia o ausencia de un vehículo ferroviario (2) en una unidad (3) de tramo de vía de una vía (1),

que comprende: - un transmisor (5) de unidad de tramo de vía que genera una señal BPSK, desplazamiento de fase binario, que lleva un mensaje digital que se transmite en la unidad (3) de tramo de vía y lleva un código único dependiente de la unidad (3) de tramo de vía, y 10 - por lo menos un receptor (7) de unidad de tramo de vía de dicha señal BPSK, el receptor (7) solamente indica que la unidad (3) de tramo de vía está libre al haber recibido y demodulado una señal BPSK, haber encontrado que la correlación de la señal BPSK demodulada con el código único es mayor o igual a un umbral preestablecido y haber encontrado que dicha correlación representa 15 una proporción mínima predeterminada de la energía total de la señal BPSK demodulada

CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN

La invención se refiere a un sistema para detectar la presencia o ausencia de un vehículo ferroviario en una unidad de tramo de vía de una vía, que comprende un transmisor de unidad de tramo de vía y por lo menos un receptor de unidad de

5 tramo de vía.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Los circuitos de vías se utilizan comúnmente como medios a prueba de fallos de detección de vehículos ferroviarios dentro de los sistemas completos de 10 señalización ferroviaria. Para los ferrocarriles electrificados, consisten normalmente en un transmisor de frecuencia de audio conectado mediante las vías a un receptor sintonizado, que sólo indicará la ausencia de un vehículo ferroviario si se recibe la señal transmitida. De este modo la presencia de un vehículo ferroviario en la vía bloqueará la señal transmitida. Los ferrocarriles se dividen en unidades de tramo, cada

15 unidad de tramo tiene un transmisor y un receptor sintonizado para determinar la unidad de tramo ocupada por el tren. Los sistemas de un solo transmisor de frecuencia de audio tienen dos modos de fallo potenciales peligrosos. Por un lado, los circuitos de vía deben compartir la vía ferroviaria con los sistemas de control de tracción de trenes, lo que genera una señal en la frecuencia del circuito de vía. Debido a las interferencias, las señales desde estos sistemas de tracción potencialmente pueden imitar las señales de circuitos de vía. Por otra parte, el acoplamiento cruzado entre las vías puede hacer que exista una conexión entre un receptor y un transmisor en la misma frecuencia pero en distintos circuitos de vía. La aceptación de una señal desde otra vía puede llevar a

25 una falsa detección. Estos modos de fallo pueden superarse mediante la aplicación de técnicas de modulación de la señal de circuito de vía. Las técnicas existentes de modulación utilizadas en los circuitos de vías de ferrocarril incluyen Desplazamiento de Frecuencia (FSK: Frequency Shift Keying) y Desplazamiento de Fase (PSK: Phase Shift Keying) para formar una señal eléctrica distinta que se transmite por la vía. PSK se conoce bien en la industria de las comunicaciones para proporcionar una buena velocidad de datos en condiciones ambientales potencialmente ruidosas de circuitos de vía. Por lo tanto, se hace posible el desarrollo de una señal con un cierto grado de singularidad, que la diferencia de cualquier otro circuito de vía y de las señales generadas en el sistema de retorno de tracción.

Un aparato que utiliza una técnica de modulación PSK para los circuitos de vías de ferrocarril se conoce a partir del documento US 2003/0112131. Este aparato se puede establecer en por lo menos una unidad de tramo de vía ferroviaria y se centra en una señal modulada por Desplazamiento de Fase en Cuadratura (QPSK: Quadrature Phase Shift Keying) que lleva un mensaje digital que incluye una indicación de la identificación de la unidad de tramo de vía. Un transmisor genera la señal, que se transmite al circuito de vía. Un receptor puede detectar la señal, el receptor sólo indica que la unidad de tramo de vía está libre al haber recibido una señal QPSK de amplitud superior a un umbral y llevar la identificación correcta de unidad de tramo de vía. Este aparato es capaz de llevar datos suficientes para contener identificaciónes únicas de vía y de transferir otros datos externos al sistema de circuito de vía. Además, el uso de un umbral permite al equipo detectar de manera fiable solamente señales que tienen una amplitud mayor que las fuentes potenciales de ruido.

15 Por desgracia, este aparato utiliza un umbral fijado con el fin de tomar la decisión correcta acerca de la presencia del tren o no en la mayoría de las circunstancias. Todavía hay muchas situaciones impredecibles que pueden interferir con la señal recibida y por lo tanto reducir la capacidad de que un umbral simple tome la decisión correcta. En condiciones de ruido, particularmente en presencia de interferencias entre los diversos circuitos de vía, la relación entre la señal que se va a recibir desde el transmisor y las señales de ruido puede influir en la detección de señales hacia este umbral fijado. Por tanto, ese aparato tiende a la falta de fiabilidad cuando la señal de interferencia provoca demasiado ruido para que se tome una decisión de unidad de tramo de vía libre segura.

25 Además, QPSK es una técnica de modulación compleja, que requiere de sistemas sofisticados de procesamiento de datos. Por tanto, existe la necesidad de un sistema simple y robusto para la detección de la presencia o ausencia de un vehículo ferroviario en una unidad de tramo de vía de una vía, que sea capaz de detectar señales de modulación PSK con el fin de tomar una decisión de unidad de tramo de vía libre segura bajo cualquier circunstancia, y más particularmente cuando existen altos niveles de interferencia.

COMPENDIO DE LA INVENCIÓN

Con este fin, la presente invención aborda estos problemas al proporcionar un sistema para detectar la presencia o ausencia de un vehículo ferroviario en una unidad de tramo de vía de una vía, que comprende:

− un transmisor de unidad de tramo de vía que genera una señal BPSK que lleva un mensaje digital que se transmite en la unidad de tramo de vía y lleva un código único que depende de la unidad de tramo de vía, y − por lo menos un receptor de unidad de tramo de vía de dicha señal BPSK, el receptor sólo indica que la unidad de tramo de vía está libre al haber recibido y demodulado una señal BPSK, haber encontrado que la correlación de la señal BPSK demodulada con el código único es mayor o igual a un umbral preestablecido y haber encontrado que dicha correlación representa una proporción mínima predeterminada de la energía total de la señal BPSK demodulada.

Este sistema de detección toma una decisión de unidad de tramo de vía libre sólo después de haber cumplido dos condiciones esenciales. En primer lugar, el receptor de unidad de tramo de vía tiene que recibir una señal BPSK de la que por lo

20 menos una parte lleva la indicación esperada de la identificación de la unidad de tramo de vía, siendo esta parte mayor o igual a un umbral preestablecido. En segundo lugar, la energía de esta parte tiene que ser mayor o igual a una proporción predeterminada de la energía total recibida. El valor de energía de la parte relacionada con la indicación esperada de la identificación de la unidad de tramo de vía representa el valor de energía de la señal desde el transmisor de unidad de tramo de vía. La energía total de la señal recibida por el receptor incluye el valor de energía de esta parte, así como los de cualquier señal inesperada de otros circuitos de vía y cualquier ruido. Al comparar estos dos valores de energía entre sí y frente a un umbral convencional y preestablecido, se

30 puede tomar una decisión muy robusta de unidad de tramo de vía libre u ocupada incluso cuando existen altos niveles de interferencia. De acuerdo con una realización preferida de la invención, se puede utilizar una modulación BPSK coherente. Esto permitirá implementar la correlación sin necesidad de sincronización. La información necesaria para determinar la cantidad de

energía recibida que se relaciona con la señal de información digital esperada estará contenida en un solo canal de banda base. En contraste con esta realización preferida de la invención, los sistemas más complejos de la técnica anterior tienen que sincronizarse con los datos recibidos, que no serán fiables en condiciones de alta interferencia, y después medir la energía recibida símbolo a símbolo. Aún así no se garantiza la inmunidad a las interferencias ya que la energía no deseada se mezclará con la energía deseada símbolo a símbolo. De este modo la detección y la respuesta a esta situación serán muy complejas.

Con el fin de producir una señal BPSK con un alto factor de forma, la señal 10 BPSK puede limitarse además a una banda de frecuencia estrecha. La señal BPSK puede además ser una forma coherente o una forma diferencial (DBPSK) forma de una señal modulada BPSK. Con el fin de un reconocimiento preciso y para evitar una detección ambigua, la proporción mínima predeterminada de la energía total recibida se combina con un subconjunto específico de palabras de código con una distancia mínima definida en todas las rotaciones cíclicas que se utilizarán con dicha unidad de tramo de vía.

Con el fin de reducir el nivel de los equipos necesarios...

1. Un sistema para detectar la presencia o ausencia de un vehículo ferroviario

(2) en una unidad (3) de tramo de vía de una vía (1), que comprende:

−un transmisor (5) de unidad de tramo de vía que genera una señal BPSK, desplazamiento de fase binario, que lleva un mensaje digital que se transmite en la unidad (3) de tramo de vía y lleva un código único dependiente de la unidad

(3) de tramo de vía, y −por lo menos un receptor (7) de unidad de tramo de vía de dicha señal BPSK, el receptor (7) solamente indica que la unidad (3) de tramo de vía está libre al haber recibido y demodulado una señal BPSK, haber encontrado que la correlación de la señal BPSK demodulada con el código único es mayor o igual a un umbral preestablecido y haber encontrado que dicha correlación representa

15 una proporción mínima predeterminada de la energía total de la señal BPSK demodulada.

2. El sistema de la reivindicación 1, en el que la señal BPSK es coherente.

20 3. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, en el que la señal BPSK se limita a una banda de frecuencia estrecha.

4. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la señal BPSK es una forma diferencial (DBPSK) de una señal modulada BPSK.

5. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha proporción mínima predeterminada de la energía total recibida se combina con un subconjunto específico de palabras de código con una distancia mínima definida en todas las rotaciones cíclicas para ser utilizado con dicha unidad (3) de tramo de vía.

6. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende por lo menos dos receptores (7,7'), cada receptor (7,7') está en un lado opuesto de la unidad (3) de tramo de vía.

7. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el umbral preestablecido se establece para la unidad (3) de tramo de vía.

8. Un método para supervisar un sistema para la detección de la presencia o ausencia de un vehículo ferroviario (2) en una unidad (3) de tramo de vía de una vía (1), comprendiendo dicho sistema un transmisor (5) de unidad de tramo de vía y por lo menos un receptor (7) de unidad de tramo de vía, comprendiendo dicho método;

− la generación de una señal BPSK, desplazamiento de fase binario, que lleva un mensaje digital que incluye un código único dependiente de la unidad (3) de tramo de vía, − la transmisión de dicha señal BPSK en la unidad (3) de tramo de vía, − la recepción de una señal desde dicha unidad (3) de tramo de vía, − la demodulación de dicha señal de dicha unidad (3) de tramo de vía en una señal BPSK demodulada, − el cálculo de una correlación de dicha señal demodulada BPSK con el código único esperado, − sólo indicar que la unidad (3) de tramo de vía está libre tras haber comprobado que dicha correlación es mayor o igual a un umbral preestablecido y representa una proporción mínima predeterminada de la energía total de la señal BPSK demodulada.

9. El método de la reivindicación 8, que comprende además: − la determinación de si el valor de energía de la correlación representa una proporción mínima predeterminada de la energía total de la señal BPSK demodulada, y − si el valor de energía de la correlación representa una proporción mínima predeterminada de la energía total de la señal demodulada BPSK, comparando a continuación dicha correlación con el umbral preestablecido.