Procedimiento para detectar y considerar cargas de viento lateral en un vehículo que circula sobre carriles que se encuentra en un estado de desplazamiento y su vagón terminal realizado conforme a ello.

Procedimiento para detectar las cargas de viento lateral en un vehículo que circula sobre carriles que seencuentra en un estado de desplazamiento,

el cual comprende los siguientes pasos:

a) detección de datos de medición aerodinámicos en al menos una primera sección de superficie lateral del vehículoque circula sobre carriles,

b) detección de una velocidad del vehículo que circula sobre carriles,

c) acceso a una tabla de referencia que contiene relaciones entre los datos de medición aerodinámicos que puedendetectarse en el paso a) del vehículo que circula sobre carriles que se encuentra en un estado de desplazamiento yde la dirección de incidencia asociada del vehículo que circula sobre carriles que se encuentra en un estado dedesplazamiento,

d) cálculo de la magnitud y dirección del viento lateral reinantes en base a los datos de medición del paso a), a lavelocidad del vehículo del paso b) y a la tabla de referencia a la cual se accede en el paso c),

e) detección de la sección del tramo de la vía férrea dentro de la cual se efectúa la medición en el paso a), y

f) almacenamiento de los datos de viento lateral calculados en el paso d) asociados a la sección del tramo de la víaférrea detectada en el paso e) como coordenadas espaciales.

Procedimiento para detectar y considerar cargas de viento lateral en un vehículo que circula sobre carriles que se encuentra en un estado de desplazamiento y su vagón terminal realizado conforme a ello.

La presente invención hace referencia a un procedimiento para detectar y considerar cargas de viento lateral en un vehículo que circula sobre carriles que se encuentra en un estado de desplazamiento, en particular en un vehículo que avanza a una velocidad de desplazamiento comparativamente elevada de por ejemplo 200 a 400 km/h. La presente invención, además, hace referencia a un vagón terminal de un vehículo que circula sobre carriles que se encuentra diseñado para ejecutar estos dos procedimientos.

La presencia de viento lateral representa para los trenes un peligro de descarrilamiento, en particular en el caso de las velocidades elevadas mencionadas, en especial cuando se presenta la concurrencia de un fuerte viento lateral de por ejemplo 20 m/s con condiciones desfavorables en cuanto al posicionamiento de las vías (por ej. curvas, error geométrico del posicionamiento) . Es evidente que este riesgo de descarrilamiento debe ser minimizado. A este respecto, la empresa ferroviaria nacional alemana (DB AG, por sus siglas en alemán) ha establecido una nueva directiva (Ril 401) a través de la cual debe ser reducido el potencial de peligro debido a la incidencia de viento lateral en los trenes rápidos de pasajeros. Esta directiva prescribe que, en todo momento, en toda rueda, debe presentarse una fuerza de contacto de la rueda de al menos 10% de su fuerza de contacto estática. Un artículo especializado sobre este tema, titulado "Peligro por viento lateral para trenes rápidos de pasajeros?" ha sido publicado en la revista EI-Eisenbahningenieur (53) 10/2002, página 24.

Para prevenir el peligro de un descarrilamiento debido al viento lateral, es posible también modificar el diseño del vehículo, colocando por ejemplo paredes de protección contra el viento o vallas protectoras contra el viento. En lo que respecta al vehículo, puede ampliarse la fuerza de contacto a través del diseño y de un contrapeso aerodinámico, precisamente por lo general en la mayoría de los vagones de cola que dirigen el tren. Los parámetros relativos a la dinámica del vehículo, tales como las dimensiones, rigidez, amortiguadores, y su disposición geométrica, influencian de modo general la sensibilidad del tren o del vehículo que circula sobre carriles con respecto al viento lateral. A través de la medida operativa de la reducción de la velocidad de desplazamiento, junto con las medidas en el recorrido de desplazamiento y en el vehículo que circula sobre carriles, se controla también el problema de la seguridad durante el desplazamiento en caso de un viento lateral en condiciones extremas de un viento fuerte. En estas situaciones de viento fuerte se prescribe una velocidad máxima reducida, en función de una curva característica del viento (WKK) . Se consideran condiciones previas para ello las posibilidades adecuadas para la medición del viento y las posibilidades de advertencia con la nitidez de resolución local suficiente y las intervenciones manuales necesarias con respecto a ello a través de un encargado de servicio.

En base a lo mencionado, es objeto de la presente invención el indicar un procedimiento mediante el cual se posibilite una mayor seguridad con respecto a la producción de un descarrilamiento de vehículos sobre carriles durante el desplazamiento del mismo en caso de presentarse viento lateral.

Este objeto se alcanzará a través de un procedimiento para detectar las cargas de viento lateral en un vehículo que circula sobre carriles que se encuentra en un estado de desplazamiento, el cual comprende los siguientes pasos:

a) detección de datos de medición aerodinámicos (por ej. presión) en al menos una primera sección de superficie lateral del vehículo que circula sobre carriles,

b) detección de una velocidad del vehículo que circula sobre carriles,

c) acceso a una tabla de referencia que contiene relaciones entre los datos de medición aerodinámicos que pueden detectarse en el paso a) del vehículo que circula sobre carriles que se encuentra en un estado de desplazamiento y de la dirección de incidencia asociada del vehículo que circula sobre carriles que se encuentra en un estado de desplazamiento,

d) cálculo de la magnitud y dirección del viento lateral reinantes en base a los datos de medición del paso a) , a la velocidad del vehículo del paso b) y a la tabla de referencia a la cual se accede en el paso c) ,

e) detección de la sección del tramo de vía férrea dentro de la cual se efectúa la medición en el paso a) , y

f) almacenamiento de los datos de viento lateral calculados en el paso b) asociados a la sección del tramo de vía férrea detectada en el paso e) como coordenadas espaciales.

Este procedimiento, para la sección del tramo de vía férrea en la cual se efectúan las mediciones de los datos de viento lateral en el vehículo que circula sobre carriles que se encuentra en un estado de desplazamiento, permite arribar a conclusiones sobre las condiciones actuales de viento lateral y realizar pronósticos sobre las condiciones

de viento lateral en las secciones de la vía férrea que serán recorridas de forma inmediata a continuación. Los distintos pasos del procedimiento, en conjunto, permiten obtener valores para un viento lateral respectivamente actual y de almacenarlos en combinación con una información espacial y, preferentemente, también con informaciones temporales (fecha y hora) y, en caso de haber pronosticado un peligro debido al viento lateral, provocar reducciones de la velocidad. En un caso especialmente sencillo, este procedimiento, a modo de ejemplo, se ejecuta sólo en aquellos puntos del tramo de vía férrea en los cuales se conoce por adelantado el hecho de que producen cargas de viento lateral elevadas. Este procedimiento, naturalmente, puede ejecutarse nuevamente al repetirse el paso por el tramo de vía férrea, precisamente en las mismas secciones del tramo de vía férrea en las que anteriormente ya se han determinado datos de viento lateral. De este modo, por ejemplo, se posibilita un tratamiento estadístico seguro para los valores de medición de viento lateral en una pluralidad de viajes sobre el tramo de vía férrea.

Se considera conveniente que en el paso a) se detecten datos de medición aerodinámicos adicionales para al menos una segunda sección de superficie lateral del vehículo que circula sobre carriles, la cual se encuentra situada de forma esencialmente opuesta con respecto a la primera sección de superficie lateral.

Se considera asimismo conveniente que en el paso a) se detecten datos de medición adicionales en una segunda sección de superficie lateral que se encuentra situada de forma esencialmente opuesta y en un punto de medición de la cabeza del vehículo que circula sobre carriles que se encuentra situado esencialmente sobre la línea central longitudinal. Por ejemplo, si para la ejecución del procedimiento se proporcionan sensores aerodinámicos a cada lado y en el centro del vehículo que circula sobre carriles, en particular de una sección de la cabeza de su vagón terminal, pueden detectarse valores de medición mediante todos los sensores, para obtener información sobre las cargas de viento lateral.

En el caso de que ya se disponga de información que indique a partir de qué valor existe un potencial de peligro debido a las cargas de viento lateral (por ej. en forma de la curva característica del viento de un vehículo que circula sobre carriles) , la presión del viento lateral calculada en el paso d) para la delimitación de la cantidad de datos, en el paso f) , puede almacenarse sólo al superarse un valor umbral predeterminado, a partir del cual pueda existir peligro para un vehículo que circula sobre carriles.

El procedimiento, en cuanto a sus pasos a) a f) , para obtener un perfil de viento lateral para un tramo de vía férrea determinado, durante un viaje, puede ser ejecutado de forma repetida en dicho tramo. En el caso de una resolución espacial correspondiente para la ejecución del método se obtiene un perfil de viento lateral correspondientemente preciso que es representativo para las cargas de viento lateral en el respectivo tramo de vía férrea.

El objeto arriba mencionado se alcanzará además a través de un procedimiento para considerar condiciones de viento lateral en un vehículo que circula sobre carriles que se encuentra en un estado de desplazamiento, tal como se define en la reivindicación 7.

Para ejecutar este procedimiento se recurre al procedimiento arriba descrito para detectar cargas de viento lateral y a... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para detectar las cargas de viento lateral en un vehículo que circula sobre carriles que se encuentra en un estado de desplazamiento, el cual comprende los siguientes pasos:

a) detección de datos de medición aerodinámicos en al menos una primera sección de superficie lateral del vehículo que circula sobre carriles,

b) detección de una velocidad del vehículo que circula sobre carriles,

c) acceso a una tabla de referencia que contiene relaciones entre los datos de medición aerodinámicos que pueden detectarse en el paso a) del vehículo que circula sobre carriles que se encuentra en un estado de desplazamiento y de la dirección de incidencia asociada del vehículo que circula sobre carriles que se encuentra en un estado de desplazamiento,

d) cálculo de la magnitud y dirección del viento lateral reinantes en base a los datos de medición del paso a) , a la velocidad del vehículo del paso b) y a la tabla de referencia a la cual se accede en el paso c) ,

e) detección de la sección del tramo de la vía férrea dentro de la cual se efectúa la medición en el paso a) , y

f) almacenamiento de los datos de viento lateral calculados en el paso d) asociados a la sección del tramo de la vía férrea detectada en el paso e) como coordenadas espaciales.

2. Procedimiento conforme a la reivindicación 1, donde en el paso a) se detectan datos de medición aerodinámicos adicionales para al menos una segunda sección de superficie lateral del vehículo que circula sobre carriles, la cual se encuentra situada de forma esencialmente opuesta con respecto a la primera sección de superficie lateral.

3. Procedimiento conforme a la reivindicación 1 ó 2, donde en el paso a) se detectan datos de medición aerodinámicos adicionales en un punto de medición, que se encuentra situado esencialmente sobre la línea central longitudinal del vehículo, de la cabeza del vehículo que circula sobre carriles.

4. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 1 a 3, donde en el paso f) la presión del viento lateral calculada en el paso d) sólo es almacenada en caso de superarse un valor umbral predeterminado.

5. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 1 a 4, donde para obtener un perfil de viento lateral para un tramo de vía férrea determinado los pasos a) a e) se ejecutan repetidamente durante un viaje en ese tramo.

6. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 1 a 5, donde en el paso f) se almacenan los datos del viento lateral calculados en el paso d) asociados a la sección del tramo de vía férrea detectada en el paso e) como coordenadas espaciales, provistos del respectivo cronofechador, así como de la hora y la fecha.

7. Procedimiento para considerar las cargas de viento lateral en un vehículo que circula sobre carriles que se encuentra en un estado de desplazamiento, el cual comprende los siguientes pasos:

A) Ejecución de un procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 1 a 6 para obtener un perfil de viento lateral para un tramo de vía férrea determinado durante un viaje en ese tramo de la vía férrea,

B) predicción de las condiciones de viento lateral para un tramo de la vía férrea que se encuentra situado más adelante, en base al perfil de viento lateral obtenido en el paso A) .

8. Procedimiento conforme a la reivindicación 7, donde el paso B) se completa del siguiente modo:

g) pronóstico de las condiciones de viento lateral en una sección del tramo de vía férrea que se encuentra situada directamente en frente del vehículo que circula sobre carriles,

h) determinación de la velocidad de desplazamiento máxima admisible relativa a las condiciones de viento lateral en la sección del tramo de vía férrea que se encuentra situada directamente en frente del vehículo que circula sobre carriles, mediante el acceso a una tabla de correspondencia que contiene datos específicos para la serie de vehículos,

i) transmisión de la velocidad de desplazamiento máxima admisible relativa a las condiciones de viento lateral pronosticadas, a la persona, personas o dispositivos técnicos que conducen el tren, por ejemplo al sistema de control del tren.

9. Procedimiento conforme a la reivindicación 8, donde en el paso g) el pronóstico es mejorado a través de resultados de medición de dispositivos de medición de viento que se encuentran dispuestos de forma fija.

10. Procedimiento conforme a la reivindicación 8 ó 9, donde en el paso g) el pronóstico de las condiciones de viento lateral se efectúa con la ayuda de un procedimiento de correlación por cálculo.

11. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 7 a 10, donde los resultados del análisis del perfil de viento lateral efectuados en el paso B) son comunicados a un ordenador central de localización física fija de un centro de control de tramos de vías férreas.

12. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 8 a 11, donde en el paso g) son considerados en el pronóstico los datos de medición obtenidos de al menos otro vehículo que circula sobre carriles relativos a los datos de viento lateral.

13. Procedimiento conforme a la reivindicación 12, donde al menos otro vehículo que circula sobre carriles se desplaza por el mismo tramo de vía férrea hacia el vehículo que circula sobre carriles o se desplaza en frente del vehículo que circula sobre carriles.

14. Procedimiento conforme a la reivindicación 12 ó 13, donde en el paso g) se consideran otras funciones seleccionadas del grupo que comprende una prueba de plausibilidad entre los datos de ambos vehículos, la redundancia de datos y la demanda de datos de viento adicionales de puntos predeterminados del tramo de vía férrea.

15. Procedimiento conforme a la reivindicación 14, donde las funciones se realizan en un ordenador central de localización física fija que se encuentra provisto de enlaces de comunicación hacia los vehículos sobre carriles.

16. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 7 a 15, donde en el paso C) , el resultado del paso B) relativo al pronóstico de las condiciones de viento lateral, es convertido en una acción en el sistema de control de velocidad del vehículo que circula sobre carriles.

17. Procedimiento conforme a la reivindicación 16, donde la acción es realizada de forma manual en el sistema de control del tren.

18. Procedimiento conforme a la reivindicación 16, donde la acción es realizada de forma automática en el sistema de control del tren.

19. Vagón terminal de un vehículo que circula sobre carriles con un dispositivo de detección (DS1, DS2, DS3) para datos de medición de viento lateral en al menos una primera sección de superficie lateral del vagón terminal, un dispositivo de detección (GE) para una velocidad del vehículo que circula sobre carriles y un dispositivo de detección de datos de medición y de procesamiento (MEV) para acceder a una tabla de referencia que contiene relaciones entre los datos de medición del viento lateral que pueden detectarse y el viento lateral asociado, y para calcular la magnitud y la dirección de la presión de viento lateral en base a los datos de medición de viento lateral, a la velocidad del vehículo que circula sobre carriles y a la tabla de referencia.

20. Vagón terminal conforme a la reivindicación 19, caracterizado porque el dispositivo de detección (DS1, DS2, DS3) de datos de medición de viento lateral se encuentra diseñado para detectar estos datos de medición en al menos una segunda sección de superficie lateral del vagón terminal que se encuentra situada esencialmente de forma opuesta con respecto a la primera sección de superficie lateral.

21. Vagón terminal conforme a la reivindicación 20, caracterizado porque el dispositivo de detección (DS1, DS2, DS3) de datos de medición de viento lateral para detectar estos datos de medición se encuentra conformado adicionalmente en un punto de medición que se encuentra situado esencialmente sobre la línea central longitudinal del vehículo, de la cabeza del vehículo que circula sobre carriles.

22. Vagón terminal conforme a una de las reivindicaciones 19 a 21, caracterizado porque el dispositivo de detección (DS1, DS2, DS3) para datos de medición de viento lateral se encuentra dispuesto en un área de la cabeza del vagón terminal y, en cada lado y en la línea central longitudinal de esta área de la cabeza, presenta un sensor aerodinámico.

23. Vagón terminal conforme a una de las reivindicaciones 19 a 22, caracterizado porque el dispositivo de detección de datos de medición y de procesamiento (MEV) se encuentra diseñado para almacenar los datos de viento lateral absolutos calculados, asociados a las secciones del tramo de la vía férrea predeterminadas, como coordenadas espaciales, y asociados a los datos de fecha y hora en una memoria (SP) .

24. Vagón terminal conforme a una de las reivindicaciones 19 a 23, caracterizado porque el dispositivo de detección de datos de medición y de procesamiento (MEV) se encuentra diseñado para convertir un viento lateral almacenado en una señal eléctrica reflectante y para transmitir la señal eléctrica a otro vehículo que circula sobre carriles para un nuevo procesamiento.

25. Vagón terminal conforme a la reivindicación 24, caracterizado porque éste presenta un dispositivo de pronóstico (PE) para pronosticar cargas de viento lateral en una sección del tramo de vía férrea que se encuentra situada adelante, donde dicho dispositivo accede al perfil de viento lateral que se encuentra almacenado en la memoria (SP) .

26. Vagón terminal conforme a la reivindicación 25, caracterizado porque el dispositivo de pronóstico (PE)

proporciona una señal que reproduce un pronóstico para cargas de viento lateral en la sección del tramo de vía férrea que se encuentra situada adelante, y se proporciona un controlador de velocidad (GS) que, en base a la señal del dispositivo de pronóstico (PE) , controla una velocidad del vehículo que circula sobre carriles considerando las cargas de viento lateral pronosticadas.