ES2324019T3 - Dispositivo y procedimiento para la localizacion puntual de un vehiculo ferroviario a lo largo de una via ferrea provista de balizas y antena destinada a equipar a un tal dispositivo. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para la localización puntual de un vehículo ferroviario a lo largo de una vía férrea dotada de un sistema de balizas (2), estando dichas balizas (2) destinadas a transmitir información hacía el vehículo por emisión de una señal electromagnética, comprendiendo dicho vehículo una antena (1) que presenta un primer circuito receptor (3) que permite captar la señal electromagnética emitida por la baliza (2) que es franqueada por la antena (1), caracterizado por el hecho de que la baliza (2) comprende un circuito de emisión (5) constituido por un lazo y por el hecho de que dicha antena (1) comprende un segundo circuito receptor (4) en forma de lazo en ocho que permite determinar con precisión el instante en el que la antena (1) está centrada en la baliza (2), siendo la talla exterior del lazo en ocho que forma el segundo circuito receptor (4) sensiblemente igual a la talla del lazo del circuito de emisión (5) de dicha baliza (2).
Description
Dispositivo y procedimiento para la localización
puntual de un vehículo ferroviario a lo largo de una vía férrea
provista de balizas y antena destinada a equipar a un tal
dispositivo.
La invención se refiere a un dispositivo y a un
procedimiento para la localización de un vehículo ferroviario a lo
largo de una vía férrea dotada de un sistema de balizas y más
especialmente a un dispositivo que permite la localización precisa
y puntual de un vehículo ferroviario con respecto a una baliza que
emite una señal electromagnética para la transmisión de
información. La invención también se refiere a una antena destinada
a equipar a un vehículo ferroviario en un tal dispositivo.
Es conocido dotar a las redes de transporte
ferroviario de un sistema de balizas que permite la transmisión de
información entre las balizas dispuestas en el suelo y un equipo
llevado a bordo del vehículo. Así, el documento
FR-A-2 713 754 divulga un sistema de balizas en el suelo, alimentadas por radiación, que permite la comunicación con una antena llevada a bordo de un vehículo ferroviario. Además de la transmisión de información, es conocido utilizar estos sistemas de balizas para localizar puntualmente el vehículo ferroviario en la vía conociendo la localización de la baliza que es franqueada por la antena llevada en el vehículo ferroviario. Una tal localización se efectúa habitualmente mediante el análisis de la potencia de la señal captada por la antena, haciendo corresponder el instante en que la señal captada por la antena es máxima con el instante en el que la antena se encuentra por encima de la baliza.
FR-A-2 713 754 divulga un sistema de balizas en el suelo, alimentadas por radiación, que permite la comunicación con una antena llevada a bordo de un vehículo ferroviario. Además de la transmisión de información, es conocido utilizar estos sistemas de balizas para localizar puntualmente el vehículo ferroviario en la vía conociendo la localización de la baliza que es franqueada por la antena llevada en el vehículo ferroviario. Una tal localización se efectúa habitualmente mediante el análisis de la potencia de la señal captada por la antena, haciendo corresponder el instante en que la señal captada por la antena es máxima con el instante en el que la antena se encuentra por encima de la baliza.
Sin embargo, un tal procedimiento de
localización solamente permite una localización imprecisa del
vehículo, ya que la señal captada por la antena es máxima en un
rango relativamente grande para permitir la transmisión de
información. Así, para el sistema EUROBALIZA que utiliza balizas de
aproximadamente 50 cm de largo, se obtiene una precisión en la
localización del vehículo del orden de 20 cm para una velocidad del
vehículo inferior a 40 km/h y del orden de 1 m para una velocidad
del vehículo superior a 300 km/h.
Esta precisión es insuficiente para los sistemas
de control automático de vehículos, en especial para un metro, para
el cual es necesaria una precisión generalmente inferior a 5 cm para
garantizar, en las estaciones, un buen posicionamiento del metro con
respecto al andén.
Por lo tanto, el objetivo de la presente
invención es proponer un dispositivo y un procedimiento de
localización de un vehículo ferroviario que permita localizar
puntualmente y con precisión el vehículo ferroviario con respecto a
un sistema de balizas, en especial de tipo EUROBALIZA, y que sea de
realización simple y económica.
La invención tiene por objeto un dispositivo
para la localización puntual de un vehículo ferroviario a lo largo
de una vía férrea dotada de un sistema de balizas, estando las
balizas destinadas a transmitir información hacía el vehículo por
emisión de una señal electromagnética, comprendiendo el vehículo una
antena provista de un primer circuito receptor que permite captar
la señal electromagnética emitida por la baliza que es franqueada
por la antena, caracterizado por el hecho de que la antena comprende
un segundo circuito receptor en forma de lazo en ocho que permite
determinar con precisión el instante en el que la antena está
centrada en la baliza.
La invención también tiene por objeto un
dispositivo para la localización puntual de un vehículo con una de
las características siguientes:
- -
- el primer circuito receptor tiene forma de lazo simple;
- -
- la baliza es alimentada por radiación y comprende un circuito de antena que capta la energía radiada por un emisor llevado por el vehículo ferroviario y que suministra la energía necesaria a un circuito de emisión de la baliza;
- -
- la baliza comprende un circuito de emisión constituido por un lazo y la talla exterior del lazo en ocho que forma el segundo circuito receptor es sensiblemente igual a la talla del lazo del circuito de emisión de la baliza;
- -
- el segundo circuito receptor está centrado en el primer circuito receptor para que el punto de cruce del lazo en ocho que forma el segundo circuito receptor esté sensiblemente situado en el centro del lazo que forma el primer circuito receptor;
- -
- el sistema de balizas es conforme a la norma EUROBALIZA.
\vskip1.000000\baselineskip
La invención también tiene por objeto un
procedimiento para la localización puntual de un vehículo provisto
de un dispositivo según cualquiera de las características
anteriormente descritas, caracterizado por el hecho de que se
detecta el cambio de fase de la señal suministrada por el segundo
circuito receptor con respecto a la señal suministrada por el
primer circuito receptor para deducir de este el instante en el que
la antena está centrada en la baliza.
La invención se refiere además a una antena que
permite captar ondas electromagnéticas emitidas por una baliza,
comprendiendo la antena un primer circuito receptor en forma de lazo
simple que permite la recepción de información comunicada por la
baliza, caracterizada por el hecho de que comprende un segundo
circuito receptor en forma de lazo en ocho que permite determinar
con precisión el instante en el que la antena está centrada en la
baliza.
Según una característica de la antena de la
invención, la antena es llevada en un vehículo ferroviario y
coopera con unas balizas conformes con la norma EUROBALIZA.
Se comprenderán mejor los objetivos, aspectos y
ventajas de la presente invención, con la siguiente descripción de
un modo de realización de la invención, ofrecida a título de ejemplo
no limitativo, haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los
cuales:
- La figura 1 es una vista general de un
dispositivo de localización puntual de un vehículo ferroviario con
respecto a una baliza según la invención;
- La figura 2 es una representación esquemática
de un modo particular de realización de la antena según la
invención representada frente a una baliza;
- La figura 3 es una gráfica que representa la
potencia de la señal captada por un primer circuito receptor, del
que está provista la antena de la figura 2, en función de la
posición de la antena con respecto a la baliza;
- La figura 4 es un gráfico que representa la
potencia de la señal captada por un segundo circuito receptor, del
que está provista la antena de la figura 2, en función de la
posición de la antena con respecto a la baliza;
- La figura 5 representa la diferencia de fase
entre las señales captadas por los circuitos receptores primero y
segundo según la posición de la antena con respecto a la baliza.
\vskip1.000000\baselineskip
Para facilitar la lectura del dibujo, solamente
se han representado los elementos necesarios para comprender la
invención.
La figura 1 representa un dispositivo de
localización puntual de un vehículo ferroviario en una vía férrea
provista de instalaciones en el suelo compuestas principalmente de
balizas 2, de tipo conocidas, provistas de su electrónica de control
y fijadas a lo largo de la vía férrea en localizaciones
conocidas.
El dispositivo de localización también comprende
equipos llevados a bordo del vehículo ferroviario compuestos
principalmente por una antena receptora y por una unidad de
evaluación 6. La unidad de evaluación 6, que puede ser un
calculador, es alimentada por su propio convertidor y está conectada
a la antena 1. La antena 1 está situada bajo el vehículo en un
lugar dispuesto de tal modo que la antena 1 pasa por el eje de las
balizas 2 cuando el tren circula por la vía férrea.
Según la figura 2, las balizas 2 comprenden un
circuito de emisión provisto de un lazo emisor destinado a emitir
ondas electromagnéticas representativas de la información a
transmitir al vehículo. Preferentemente, las balizas 2 son
alimentadas con radiación provenientes de un emisor llevado por la
antena 1 del vehículo ferroviario, suministrando este último la
energía necesaria para el funcionamiento de la baliza 2 que es
franqueada por el vehículo ferroviario. Esta alimentación eléctrica
de la baliza 2 se lleva a cabo, por ejemplo, integrando en la
baliza un circuito de antena provisto de una bobina receptora
conectada en serie con el primario de un transformador de
aislamiento, estando el secundario de este último conectado al
circuito de emisión de la baliza. Ventajosamente, las balizas 2 son
conformes a la norma europea EUROBALIZA, es decir que garantizan la
comunicación por acoplamiento magnético con la antena 1 del vehículo
en la banda de frecuencia 3,9 - 4,5 MHz, presentando estas balizas
la ventaja de ser compactas, con una longitud de aproximadamente 50
cm y ligeras, con un peso de aproximadamente 5 kg.
La antena 1 del vehículo comprende, de manera ya
conocida, un primer circuito receptor 3 que está constituido por un
lazo simple. El primer circuito receptor 3 está destinado a captar
la señal emitida por la baliza 2 y está conectado a la unidad de
evaluación 6 del vehículo que garantiza el análisis de la
información transmitida por la baliza 2 franqueada por la antena
1.
Según la invención, la antena 1 también
comprende un segundo circuito receptor 4 que está constituido por
un lazo en forma de ocho, siendo este último sensiblemente
concéntrico con el lazo simple del primer circuito receptor 3. El
segundo circuito receptor 4 también está conectado a la unidad de
evaluación 6 del vehículo. Preferentemente, la talla del lazo en
ocho es similar a la talla del lazo de emisión de la baliza 2 con la
finalidad de alcanzar una precisión óptima en la localización de la
antena 1.
A continuación se describirá el funcionamiento
del dispositivo y del procedimiento de localización puntual del
vehículo ferroviario con respecto a una baliza.
Cuando el vehículo se acerca a una baliza 2 y el
emisor de la antena 1 del vehículo se sitúa en la zona de contacto
de la baliza 2, es decir que el nivel de energía captado por la
baliza del suelo es suficiente para asegurar su funcionamiento, la
baliza 2 emite una señal electromagnética representativa de la
información a transmitir.
Esta señal es captada por la antena 1 del
vehículo y en especial por el lazo que forma el primer circuito
receptor 3. La potencia de la señal captada por el primer circuito
receptor 3, en función del desplazamiento de la antena 1 llevada
por el vehículo según el eje X, está representada en la figura 3.
Según esta figura 3, el primer circuito receptor 3 de la antena 1
suministra una señal S3 que es máxima en un intervalo relativamente
amplio que está centrado en la zona de contacto de la baliza 2,
pudiendo la señal así captada ser utilizada favorablemente por la
unidad de evaluación 6 para analizar la información transmitida por
la baliza 2. Al principio y al final de la zona de contacto baliza,
la amplitud de la señal varía para anularse al principio y a la
salida de la zona de contacto con, sin embargo, la presencia de
lóbulos secundarios, de parte y otra de la zona de contacto.
Al mismo tiempo, la señal emitida por la baliza
2 es captada por el segundo circuito receptor 4 de la antena 1. La
potencia de la señal captada por el segundo circuito receptor 4 en
función del desplazamiento de la antena 1 según el eje X está
representada en la figura 4. Según esta figura 4, el segundo
circuito receptor 4 suministra una señal S4 que varía en amplitud
al principio y al final de la zona de contacto de la baliza 2 y que
es nula en el centro de la zona de contacto, es decir cuando el
punto de cruce del lazo en ocho está centrado en el lazo de emisión
de la baliza 2. La señal S4 también comprende unos lóbulos
secundarios de parte y otra de la zona de contacto. Además, según
la figura 5, que representa la diferencia de fase entre la señal
suministrada por el segundo circuito receptor 4 y la señal
suministrada captada por el primer circuito receptor 3, se produce
un cambio de fase de 180º entre la señal que sale del primer
circuito receptor 3 y la señal que sale del segundo circuito
receptor 4 cuando el centro del lazo en ocho del segundo circuito
receptor 4 pasa al nivel del centro de la baliza 2.
Por lo tanto, el procedimiento de localización
puntual según la invención consiste en detectar, con ayuda de la
unidad de evaluación 6, el cambio de fase de 180º entre la señal
suministrada por el segundo circuito receptor 4 y la señal
suministrada por el primer circuito receptor 3, con el fin de
deducir de este el instante en el que la antena 1 está centrada en
la baliza 2. Un tal procedimiento de localización permite
identificar el instante en el que la antena 1 está centrada en la
baliza 2 con una precisión inferior a 5 cm y por lo tanto localizar
puntualmente el vehículo en la vía férrea con una precisión del
mismo orden.
De manera ventajosa, y con la finalidad de
aumentar la seguridad del procedimiento de localización, la
localización de la antena 1 con respecto a la baliza 2 solamente
será validada si la señal emitida por la baliza 2 contiene un
mensaje informativo, de modo que la unidad de evaluación 6 verifica
que el cambio de fase detectado viene acompañado de la recepción de
un mensaje claro por el primer circuito receptor 3 para validar la
localización. Además, la seguridad del procedimiento de localización
también puede reforzarse mediante la colocación de un umbral de
tensión con el fin de filtrar todos los cambios de fase
intempestivos que pueden aparecer en los lóbulos secundarios
presentes en los extremos del contacto baliza.
De este modo, un tal dispositivo asociado a un
tal procedimiento presenta la ventaja de permitir un
reposicionamiento puntual, al paso de cada baliza, del vehículo
ferroviario por la vía férrea con una precisión inferior a 5 cm, y
todo ello conservando una baliza estándar de tipo EUROBALIZA muy
extendido en las vías férreas.
De este modo es posible, dotando a un vehículo
ferroviario de la antena según la invención, obtener una precisión
en el posicionamiento del vehículo suficiente para la explotación de
los sistemas de control automático de tren.
Por lo tanto, el dispositivo y el procedimiento
de localización según la invención permiten, simplemente dotando a
los vehículos ferroviarios de una antena según la invención, obtener
de manera muy económica una muy buena precisión en los puntos de
reposicionamiento del vehículo en la vía férrea.
Obviamente, la invención no se limita de ninguna
manera al modo de realización descrito e ilustrado únicamente a
título de ejemplo. Son posibles modificaciones, en especial desde el
punto de vista de la constitución de los diversos elementos o por
sustitución de equivalentes técnicos, sin por ello salir del alcance
de protección de la invención.
\vskip1.000000\baselineskip
Esta lista de referencias citadas por el
solicitante está prevista únicamente para ayudar al lector y no
forma parte del documento de patente europea. Aunque se ha puesto
el máximo cuidado en su realización, no se pueden excluir errores u
omisiones y la OEP declina cualquier responsabilidad en este
respecto.
\bullet FR 2713754 A [0002]
Claims (8)
1. Dispositivo para la localización puntual de
un vehículo ferroviario a lo largo de una vía férrea dotada de un
sistema de balizas (2), estando dichas balizas (2) destinadas a
transmitir información hacía el vehículo por emisión de una señal
electromagnética, comprendiendo dicho vehículo una antena (1) que
presenta un primer circuito receptor (3) que permite captar la
señal electromagnética emitida por la baliza (2) que es franqueada
por la antena (1), caracterizado por el hecho de que la
baliza (2) comprende un circuito de emisión (5) constituido por un
lazo y por el hecho de que dicha antena (1) comprende un segundo
circuito receptor (4) en forma de lazo en ocho que permite
determinar con precisión el instante en el que la antena (1) está
centrada en la baliza (2), siendo la talla exterior del lazo en
ocho que forma el segundo circuito receptor (4) sensiblemente igual
a la talla del lazo del circuito de emisión (5) de dicha
baliza (2).
baliza (2).
2. Dispositivo para la localización puntual de
un vehículo según la reivindicación 1, caracterizado por el
hecho de que el primer circuito receptor (3) tiene forma de lazo
simple.
3. Dispositivo para la localización puntual de
un vehículo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2,
caracterizado por el hecho de que la baliza (2) es alimentada
por radiación y comprende un circuito de antena que capta la
energía radiada por un emisor llevado por el vehículo ferroviario y
que suministra la energía necesaria a un circuito de emisión (5) de
dicha baliza (2).
4. Dispositivo para la localización puntual de
un vehículo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3,
caracterizado por el hecho de que el segundo circuito
receptor (4) está centrado en dicho primer circuito receptor (3)
para que el punto de cruce del lazo en ocho que forma el segundo
circuito receptor (4) esté sensiblemente situado en el centro del
lazo que forma el primer circuito receptor (3).
5. Dispositivo para la localización puntual de
un vehículo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4,
caracterizado por el hecho de que el sistema de balizas (2)
es conforme a la norma EUROBALIZA.
6. Procedimiento para la localización puntual de
un vehículo provisto de un dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por el hecho de que se
detecta el cambio de fase de la señal suministrada por el segundo
circuito receptor (4) con respecto a la señal suministrada por el
primer circuito receptor (3) para deducir de este el instante en el
que la antena (1) está centrada en la baliza (2), siendo esta
detección filtrada por un umbral con la finalidad de eliminar todos
los cambios de fase intempestivos que pueden aparecer en los lóbulos
secundarios presentes en los extremos del contacto baliza.
7. Antena (1) que permite captar ondas
electromagnéticas emitidas por una baliza (2) provista de un
circuito de emisión (5) constituido por un lazo, comprendiendo
dicha antena (1) un primer circuito receptor (3) en forma de lazo
simple que permite la recepción de información comunicada por dicha
baliza (2), caracterizada por el hecho de que comprende un
segundo circuito receptor (4) en forma de lazo en ocho que permite
determinar con precisión el instante en el que la antena (1) está
centrada en la baliza (2), siendo la talla exterior del lazo en
ocho que forma el segundo circuito receptor (4) sensiblemente igual
a la talla del lazo del circuito de emisión (5) de dicha baliza
(2).
8. Antena (1) según la reivindicación 7,
caracterizada por el hecho de que es llevada en un vehículo
ferroviario y por el hecho de que coopera con unas balizas (2)
conformes a la norma EUROBALIZA.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR0100812A FR2819772B1 (fr) | 2001-01-22 | 2001-01-22 | Dispositif et procede pour la localisation ponctuelle d'un vehicule ferroviaire le long d'une voie ferree equipee de balises et antenne destinee a equiper un tel dispositif |
| FR0100812 | 2001-01-22 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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ID=8859083
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES01403328T Expired - Lifetime ES2324019T3 (es) | 2001-01-22 | 2001-12-20 | Dispositivo y procedimiento para la localizacion puntual de un vehiculo ferroviario a lo largo de una via ferrea provista de balizas y antena destinada a equipar a un tal dispositivo. |
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