ES2255203T3 - Metodo y dispositivo para controlar anomalias en superestructuras de ferrocarriles y tranvias. - Google Patents

Abstract

UN PROCEDIMIENTO Y UN APARATO PAR OBSERVAR IMPERFECCIONES EN CARRILES (11), EN DONDE UNA UNIDAD DE OBSERVACION (13) ES ADECUADA PARA OBSERVAR LOS PARAMETROS DE GEOMETRIA Y DE DESGASTE, TANTO DE CADA CARRIL INSPECCIONADO, COMO DE LOS DOS CARRILES (11) DE LA MISMA VIA (12), UNA PRIMERA MEMORIA ELECTRONICA (55C) ES ADECUADA PARA MEMORIZAR, POR LO MENOS TEMPORALMENTE, LOS DATOS OBSERVADOS, UNA SEGUNDA MEMORIA ELECTRONICA (55A) ES ADECUADA PARA MEMORIZAR LOS VALORES NOMINALES O DE ESPECIFICACION DE LOS PARAMETROS DE GEOMETRIA, POR LO MENOS UN CALCULADOR (50) ESTA ASOCIADO CON LA UNIDAD DE OBSERVACION (13), Y CON LAS MEMORIAS ELECTRONICAS (55C, 55A) PARA COMPARAR LOS DATOS OBSERVADOS CON LOS VALORES NOMINALES, Y UNA TERCERA MEMORIA (55B) ES ADECUADA PARA MEMORIZAR LOS DATOS RELACIONADOS CON LAS TOLERANCIAS PREDETERMINADAS DE LOS VALORES NOMINALES, EL CALCULADOR (50) ES ADECUADO PARA ASOCIAR LOS DATOS OBSERVADOS CON LOS DATOS RELACIONADOS CON LAS TOLERANCIAS, Y EN DONDE LOS MEDIOS DE VISUALIZACION(58, 59) SON ADECUADOS PARA EXHIBIR LOS DATOS RELACIONADOS CON LAS TOLERANCIAS, JUNTO CON EL RESULTADO DE LA COMPARACION, Y MOSTRAR SI LOS DATOS OBSERVADOS SE ENCUENTRAN DENTRO O FUERA DE LAS TOLERANCIAS PREDETERMINADAS.

Description

Método y dispositivo para controlar anomalías en superestructuras de ferrocarriles y tranvías.

La presente invención se refiere a un método y a un dispositivo para controlar anomalías en superestructuras ferroviarias y de tranvías tal como se describe en las reivindicaciones principales.

Para ser más exactos, la invención se refiere a un método y a un dispositivo para analizar el estado real de la superestructura de la vía de una línea de ferrocarril y de tranvía, controlar los valores de un número determinado de parámetros, la geometría, el desgaste y los fallos de funcionamiento y compararlos con valores nominales o de especificación.

En el estado de la técnica, se conoce un dispositivo que puede controlar anomalías en la vía férrea, que consiste en un coche o automóvil que circula por la vía férrea o por los carriles del tranvía que se tienen que inspeccionar, sobre los cuales se ha montado una pluralidad de sensores e instrumentos de medida.

Como el vehículo sobre carriles avanza por la vía férrea a una velocidad determinada, los sensores y los instrumentos de medida controlan, en una línea y a intervalos predeterminados, los parámetros geométricos predefinidos tales como la oblicuidad, el alabeo de los dos carriles, el nivel longitudinal de los carriles, el ancho de vía, el peralte y también la velocidad y distancia recorrida desde el punto de partida.

En este dispositivo, todos los datos controlados se decodifican e imprimen a bordo del mismo vehículo sobre carriles por lo que, cuando ha terminado la inspección de un tramo determinado de vía férrea, todos los datos recogidos se memorizan, sólo de forma analógica, sobre un soporte de papel consistente en una hoja de papel continuo o tabulada.

Esto significa que los datos, recogidos a lo largo de varias horas, deben analizarse ulteriormente y compararse manualmente con los valores nominales de la sección de la vía férrea inspeccionada.

Es evidente que esta operación de lectura de los datos y comparación de los mismos con los datos de referencia nominales, por parte de personal cualificado y competente, requiere mucho tiempo y supone unos gastos considerables, que inciden en los gastos generales de funcionamiento de la línea y por consiguiente en el coste para los usuarios; también incide en el tiempo necesario para realizar intervenciones de mantenimiento y requiere por lo tanto mucho tiempo para restablecer las condiciones de trabajo.

Además, -y esto no es menos importante- el control y la comparación manual presentan el riesgo de un posible error humano que siempre se tiene que evitar cuando se trata de la seguridad de las instalaciones.

Este método de control y comparación no permite establecer además un archivo de cuadros que permitiría procesar los datos con el objeto de evaluar si la tendencia temporal de los parámetros controlados se corresponde con el desgaste normal debido al uso progresivo o si se da un comportamiento anómalo que tiene que ser atendido.

El estado de la técnica también contempla un dispositivo para inspeccionar carriles y controlar el desgaste ondulatorio. En dicho dispositivo, se montan unos sensores magnéticos sobre un vehículo sobre carriles que se pueden fijar en el vehículo locomotor; los sensores magnéticos controlan las variaciones en el nivel de la superficie superior de los carriles e indican su desviación respecto de un plano teórico.

Una vez terminada la inspección, este dispositivo puede también ofrecer los datos recogidos únicamente sobre papel y para obtener valores aproximados, debido a que se desconoce a qué punto de la línea se refieren de hecho los datos. De hecho, es necesario comprobar y procesar manualmente la longitud y la amplitud de la onda del desgaste ondulatorio ya que se carece totalmente de un archivo de datos que permita realizar las operaciones necesarias de procesamiento y mantenimiento. Como se ha visto en el caso anterior, esto requiere mucho tiempo y por consiguiente presenta las mismas desventajas explicadas anteriormente.

La revista "Railway Gazette International" 151 (agosto de 1995) n° 8, Sutton, Surrey GB, describe un dispositivo que puede controlar los parámetros geométricos de los rieles, memorizarlos y procesarlos utilizando una calculadora, con el objeto de compararlos con los parámetros de la especificación. El artículo no describe ni sugiere cómo tiene que ser este dispositivo ni cómo se pueden controlar y procesar los parámetros de desgaste, desgaste ondulatorio y el perfil de la cabeza de vía.

La revista "Revue Generale des Chemins de Fer" (1994) Mayo, n° 5, París, FR, describe los estudios realizados sobre la forma de controlar información relativa a los parámetros geométricos de los carriles e indica que estos datos se pueden procesar en tiempo real con una calculadora instalada a bordo del vehículo que está realizando el control, y transferir también a un disco, procesándolos ulteriormente en un procesador fijo. Este artículo tampoco describe ni sugiere cómo se puede controlar y procesar los parámetros de desgaste, desgaste ondulatorio y el perfil de la cabeza de vía.

El solicitante actual ha diseñado y realizado la presente invención para superar estos defectos y obtener ventajas adicionales.

La invención se describe y caracteriza en las reivindicaciones principales correspondientes, mientras que las reivindicación principal.

El objeto principal de la invención es conseguir un método y un dispositivo para controlar imperfecciones sobre los carriles, el estado global de la superestructura, lo cual significa medir los parámetros, el desgaste y el mal funcionamiento, particularmente en líneas metropolitanas y de tranvía, que permitan la comparación automática y objetiva de los datos recogidos con los valores nominales de las especificaciones y permitan obtener en tiempo real indicaciones claras e inmediatas sobre las imperfecciones controladas. La invención ha elaborado un sistema para controlar el desgaste de los carriles -tanto ferrocarril como tranvía- dentro de un marco que ofrece secuencialmente la situación global de desgaste de toda la línea, el punto de la línea en que existe el desgaste de los carriles, la entidad, tipo de desgaste y aspectos específicos del mismo, identificando el punto sobre la línea en el que se encuentra la imperfección, con una tolerancia máxima de un metro. Otro de los objetos de la invención es ofrecer un método con un dispositivo que permita visualizar los puntos donde la imperfección controlada supera las tolerancias de acuerdo con las especificaciones, localizándolos de forma unívoca y automática en los segmentos correctos de la línea.

Otro de los objetos principales de la invención es ofrecer un método y un dispositivo que permitan conocer las tendencias de los parámetros más importantes, aunque no se encuentren todavía fuera del margen de tolerancia, o conocer cómo varían estos parámetros con el tiempo y de qué forma, con el objeto de poder observar los diversos fenómenos de desgaste y su variación con el tiempo, y utilizar esta información para programar y optimizar las operaciones de mantenimiento y también la compra de materiales, según los datos recogidos, con una reducción considerable de los costes de funcionamiento y una mayor fiabilidad y seguridad. De hecho, hasta la fecha, el mantenimiento se realizaba periódicamente o según evaluaciones subjetivas o también como consecuencia de las quejas de los usuarios, en lugar de tener en cuenta las necesidades reales debidas al estado de desgaste o imperfecciones de los carriles.

Otro de los objetos de la invención es ofrecer un método y un dispositivo que permita constituir fácilmente un archivo histórico de los datos controlados, con objeto de mantener controlada la situación de las líneas inspeccionadas y la evolución temporal de las imperfecciones individuales, posiblemente con indicaciones de correlaciones mutuas entre los parámetros individuales controlados, con referencia particular a la naturaleza crítica representada por vibraciones y/o ruidos que, en el caso de líneas metropolitanas, en especial las que discurren por túneles, son muy importantes por las graves repercusiones que tienen sobre los edificios, (teatros, iglesias, casas particulares, etc.) que se encuentran cerca de las líneas metrópolitanas.

Además, el método y dispositivo según la invención no solamente ofrecen un sistema para poder obtener una enorme cantidad de información técnica sobre el estado real de la vía férrea y la superestructura del tranvía, sino que permiten también preparar planos para programar el mantenimiento y estudiar sistemas innovadores dentro del ámbito de la superestructura de la vía férrea.

Una característica importante de lo indicado lo constituyen los modelos matemáticos que se pueden realizar con los datos anteriores, y que permitirán reproducir y simular en laboratorio las situaciones más criticas en términos de vibraciones y ruido y encontrar una solución adecuada al respecto.

Estas y otras características de la invención se podrán ver claramente en la siguiente descripción de una realización preferida que se ofrece como ejemplo no restrictivo, con la ayuda de las figuras adjuntas, en las cuales:

La figura 1 es una vista esquemática de un coche sobre rieles sobre el que se monta la primera parte de un dispositivo según la invención;

La figura 2 es un diagrama de bloques de una primera parte del dispositivo según la invención;

La figura 3 es un diagrama de bloques de la segunda parte del dispositivo según la invención;

La figura 4 es una representación gráfica de algunos datos controlados por el dispositivo según la invención.

La figura 5 es una representación gráfica de una sección parcial de dos carriles inspeccionados con el dispositivo según la invención.

Con referencia a las figuras adjuntas, un dispositivo 10 para controlar imperfecciones en los carriles de una vía férrea 12, por ejemplo una línea metropolitana, comprende un dispositivo de control 13 montado sobre un vehículo sobre carriles 14, que puede desplazarse de forma autónoma sobre la vía que se va a inspeccionar.

El dispositivo 13 (figura 2) compara prácticamente tres secciones 13a, 13b y 13c y está conectado eléctricamente a una serie de instrumentos de medida y de control de parámetros geométricos y de desgaste determinados, de cada uno de los raíles 11 y de la vía férrea 12.

Para ser más exactos, la sección 13a del dispositivo 13 está conectada a un odómetro 16 de tipo electrónico, que puede medir con precisión la distancia recorrida, partiendo de un punto inicial determinado, y un indicador de velocidad 17, también electrónico, que puede controlar, de forma precisa y continua, la velocidad con la que avanza el vehículo sobre carriles 14, que es también la velocidad a la que se miden e inspeccionan los carriles 11.

La sección 13a está también conectada a un clinómetro 18 y dos girómetros 19 y 20 que pueden medir, de forma conocida en el estado de la técnica, el peralte de la vía férrea 12 o su inclinación en sentido perpendicular al longitudinal, representada por la distancia entre uno de los dos planos rueda -superficie de un carril 11 y la línea horizontal que pasa por el plano rueda- superficie del otro carril 11. Estos instrumentos 18-20 también permiten controlar la oblicuidad definida como la tasa de variación en el peralte.

Para ello, se puede equipar también el vehículo sobre carriles 14 con un pulverizador automático, que no se muestra en las figuras y que es del tipo conocido en el estado de la técnica, provisto de una boquilla dirigida hacia la base de los carriles 11 y controlado por una válvula electromagnética, con el que se puede marcar automáticamente los carriles 11 en el caso de que la imperfección de la oblicuidad sea superior a un valor predeterminado.

La sección 13a está también conectada a dos series de transductores 21 y 22, montados sobre el vehículo sobre carriles 13, con el fin de medir la alineación lateral y la alineación longitudinal de los carriles 11.

Finalmente, la sección 13a está conectada a otro transductor 23 que puede medir el ancho de vía, es decir la desviación de la distancia real entre los dos carriles 11, comparada con un valor standard predefinido, p. ej. 1435 mm.

La sección 13b del dispositivo 13 está conectada a un instrumento de medida 25 que puede controlar el perfil de los carriles 11 con el objeto de determinar el desgaste de los mismos.

El instrumento 25 comprende un emisor por láser 26 y un cámara de televisión matricial de alta resolución 27.

Para ser más exactos, el rayo láser 26 se expande por medio de un grupo óptico cilíndrico dispuesto a tal efecto y se proyecta con un ángulo particular, ortogonal al carril 11. La línea luminosa generada por el láser 26 sobre la superficie del carril 11 es controlada por la cámara matricial 27, que al evaluar adecuadamente los pixels iluminados, puede devolver una información numérica sobre la posición de cada punto individual controlado. Interpolando adecuadamente los puntos controlados, el dispositivo 10 puede reconstruir todo el perfil de la sección controlada y determinar cualquier coordenada dentro de este perfil.

La sección 13b del dispositivo 13 está también conectada con un instrumento de medida 28 que tiene sensores inductivos capaces de controlar el desgaste de los carriles 11 debido al desgaste ondulatorio, tanto en términos de amplitud como en términos de longitud de onda, con el objeto de correlacionar los demás parámetros relativos a la superestructura. El instrumento 28 puede adquirir datos sobre el desgaste ondulatorio, con valores de longitud de onda comprendidos entre 20 y 80 mm y una amplitud comprendida entre 0,001 y 1 mm.

La sección 13c del dispositivo 13 está conectada a un dispositivo de inspección por vídeo 30 para inspeccionar la vía férrea 12, que comprende una pluralidad de cámaras de TV de color 31, en este caso 5; que se pueden orientar selectivamente y están equipadas con objetivos de foco variable motorizados y luz autónoma; pueden filmar los carriles 11 y transmitir las imágenes correspondientes a una pluralidad de grabadores de vídeo 32 y monitores de televisión 33. Así, las imágenes filmadas por las cámaras 31 pueden ser vistas directamente por el trabajador, en la cabina del conductor del coche sobre rieles 14 y retransmitidas a la base para un análisis ulterior más
profundo.

El dispositivo 10 también comprende cuatro calculadoras electrónicas 35, de las que solo se ve una aquí, que desgaste del carril, desgaste ondulatorio, inspección por vídeo). Las calculadoras 35 se montan a bordo del vehículo sobre carriles 14 y se conectan a los dispositivos correspondientes 13a, 13b, 13c y 32.

Alternativamente, puede ser una sola calculadora electrónica 35, más potente, la que realice las funciones de las cuatro calculadoras.

Las calculadoras 35 comprenden cada una de ellas una unidad central de procesamiento (CPU) 36, una memoria ROM (de lectura) 37 en la que se memorizan los programas de gestión del dispositivo 13 y una memoria RAM (de acceso aleatorio) 38. Entre las secciones 13a, 13b y 13c del dispositivo 13 y la calculadora 35 hay un convertidor analógico-digital 39 que puede convertir en datos digitales todos los datos analógicos que llegan procedentes de los diversos instrumentos del dispositivo 13, inclusive las imágenes filmadas por las cámaras 31, que se digitalizan también.

A cada calculadora 35 se conecta un teclado 40, un monitor 41, una impresora 42 y una unidad 43 para procesar un soporte de datos transportable, como un disco o cinta magnética, un disco óptico o magneto-óptico, o cualquier otro soporte, que se montan también a bordo del vehículo sobre carriles 14.

El dispositivo 10 también comprende otra calculadora electrónica 50 (figura 3) instalada en el suelo y que puede procesar los datos recogidos por el dispositivo 13 y compararlos con los datos de la especificación de la línea férrea inspeccionada.

La calculadora 50 comprende una unidad central de procesamiento (CPU) 51 y una memoria ROM 52, en la que se memorizan los programas para procesar y comparar los datos, y una memoria RAM 53.

Se conectan las siguientes unidades a las calculadoras 50: una memoria de gran capacidad 55, que puede memorizar los datos de la especificación de las diferentes líneas ferroviarias de la red a inspeccionar y también los datos históricos de las diversas inspecciones ya realizadas, una unidad 56 para procesar un soporte de datos transportable, similar a la unidad 43, de forma que los datos registrados por la unidad 43 puedan ser leídos por la unidad 56, un ratón 54, un teclado 57, una impresora 58 y un monitor 59.

La memoria de gran capacidad 55 contiene una primera base de datos 55a, en la cual se insertan todos los datos de especificación de la línea, es decir, según la cuota progresiva (medida en metro) se indican los puntos en los que hay partes rectas, curvas, apartaderos, agujas de cambio, estaciones (principio, final, parte central).

La memoria 55 también contiene una segunda base de datos 55b en la que se insertan los datos relativos a las tolerancias. Para ser más exactos, para cada dato de la especificación y para cada punto de la línea, se indican las tolerancias establecidas por las normas nacionales e internacionales, en lo que concierne los parámetros geométricos, mientras que para el desgaste y el desgaste ondulatorio, las tolerancias se establecen por lo general siguiendo criterios de seguridad y mantenimiento determinados por la Compañía propietaria o gestora de la red.

Para ser más exactos, para el desgaste ondulatorio, se establece un límite por encima del cual se realiza la intervención de mantenimiento; este límite se elige teniendo en cuenta una serie de factores tales como: el nivel de vibración y trastorno acústico producido cuando existe este tipo de desgaste (esto puede ser controlado también por la Compañía propietaria o gestora de la red) y la molestia consiguiente para los residentes, y el coste de las operaciones de rectificado y su frecuencia para mantener el nivel deseado de calidad.

La memoria 55 también comprende una sección 55c, en la que se memorizan los datos controlados durante la fase dinámica, es decir los 7 parámetros geométricos, el desgaste de la cabeza de guía y el desgaste ondulatorio así como la velocidad del vehículo sobre carriles 14 que está realizando el control.

Según una característica de la invención, la calculadora 50 puede procesar los datos controlados y memorizados en la memoria 55c, asociándolos y comparándolos con las características de la línea teórica (datos contenidos en la base de datos 55a) y, según el tipo de línea y de dato deseado, con los datos de las tolerancias relativas (datos contenidos en la base de datos 55b).

El método para controlar las imperfecciones en los carriles 11 según la invención, comprende en primer lugar una primera etapa en la que todos los datos de la especificación relativos a la línea o líneas férreas que constituyen la red que se va a inspeccionar con el aparato 10 según la invención se memorizan en la primera base de datos 55a.

Los datos de la especificación se organizan en sistemas secuenciales puramente lineales, se codifica cada uno de ellos correspondiente a un ramal de una línea y en cada ramal se define un sistema progresivo de cuotas, igual a la distancia en metros de un punto de origen convencional.

Los datos de la especificación se definen en términos de segmentos elementales contiguos (elementos). Los tipos de elementos que se pueden incluir son la línea recta, la curva de conexión, el arco circular, los puntos de cambio de aguja y las estaciones (comienzo, final, parte central).

Para cada metro de vía férrea 12 por lo tanto se memorizan todos los datos necesarios relativos a los parámetros geométricos tanto de la vía férrea 12 como de los carriles individuales 11 que la constituyen.

La calculadora 50 puede visualizar o imprimir, en cualquier momento a petición del operario, cualquier dato de la especificación memorizados en la memoria 55a.

Se memorizan entonces en la segunda base de datos 55b todos los valores relativos a las tolerancias asociadas con los valores de la especificación. Para ser más exactos, para cada valor de la especificación se pueden definir tolerancias diferentes que determinan umbrales correspondientes, p. ej. aviso, intervención aconsejada, peligro o intervención obligatoria.

Sigue entonces la etapa de inspección propiamente dicha en la que se inspeccionan los carriles 11 de una vía férrea 12. Para ello, se utiliza el vehículo sobre carriles 14, el dispositivo 13 y la calculadora de a bordo 35.

Se determina el punto de control inicial de la vía férrea 12 que se va a inspeccionar y se introduce en la calculadora de a bordo 35 el código numérico que identifica dicho punto, utilizando el teclado 40. El código numérico comprende el código de la línea, el código del ramal recorrido, la cuota progresiva, la identificación de la vía par/impar y la dirección del recorrido.

El dispositivo 13 se activa de modo que todos los instrumentos 16-31 se encuentran operativos y luego se hace avanzar el vehículo sobre carriles 14; se controla su velocidad instantánea con el medidor de velocidad 17 con el objeto de que todos los instrumentos 16-31 puedan funcionar correctamente.

Al avanzar el vehículo sobre carriles 14, los instrumentos controlan los datos geométricos de los carriles 11 y de la vía ferra 12 y también los datos relativos al estado de desgaste de cada carril 11.

Al controlar los datos, se asocian instantáneamente con la distancia recorrida desde el punto de control inicial. Para ello, se utilizan los datos facilitados por el odómetro 16, incluso si este instrumento se puede sustituir por o integrarse en un sistema de control asociado con marcadores fijos.

Durante la etapa de inspección, los datos controlados por los instrumentos del dispositivo 13 se envían instantáneamente al convertidor analógico-digital 39, que tras convertirlos a datos digitales, los transfiere a la calculadora de a bordo 35.

La calculadora de a bordo 35 se programa para que pueda visualizarse en la unidad de visualización 41 y también imprimir con la impresora 42, a petición del usuario los datos que se acaban de controlar.

Estos datos, según una característica de la invención, también son memorizados por la unidad 49 sobre un soporte transportable como por ejemplo un disco magnético.

Como opción operativa y con el fin de no tener que memorizar una enorme cantidad de información, los datos controlados, según la resolución de escaneado, se reducen antes de memorizarse y, en cierto sentido, se concentran según una resolución de memorización predefinida, igual a un dato (para cada parámetro) por cada metro de vía férrea 12 inspeccionada.

La sección 13a suministra los datos sobre los siete parámetros geométricos: el alabeo de ambas líneas de carriles 11 y por consiguiente su alineación lateral y longitudinal, el peralte, oblicuidad y ancho de la vía férrea 12.

La sección 13b ofrece datos sobre el desgaste de cada uno de los carriles 11, y también los datos relativos a la imperfección causada por el desgaste ondulatorio. Para ser más exactos, según se describe anteriormente, este control se realiza utilizando un emisor de láser 26 y la cámara matricial 27 del instrumento de medida 25.

En cuanto a la inspección por vídeo de la vía férrea 12, se realiza usando las cámaras TV 31 que envían las imágenes a la unidad grabadora de vídeo 32 y al monitor de televisión 33 y también al convertidor analógico-digital 39.

En cualquier caso, las imágenes de la película tomada durante la inspección se pueden ver en directo en el monitor 33 y también se registran, p. ej. en videocasetes VHS, en forma analógica y/o digital, de forma que se puedan volver a ver ulteriormente y se puedan imprimir las imágenes, acompañando el documento impreso de un breve comentario.

Al final de la etapa propiamente dicha, los datos recogidos y memorizados en el soporte transportable se transmiten a la calculadora de la base 50.

Una de las calculadoras 50 ha adquirido los datos, y puede realizar cualquier procesamiento de los mismos. Los datos controlados se codifican, catalogan y memorizan, de forma que se puedan comparar con los datos de la especificación memorizados en la base de datos 55a y respectivamente 55b o cualquier otro dato controlado anteriormente.

Es por tanto posible constituir varios archivos de datos, relativos p. ej. a: los datos estructurales de la línea y su superestructura, los datos relativos al desgaste, con referencia particular al desgaste ondulatorio (amplitud y longitud de onda, valores límites aceptados en cada zona, diferenciación por cordón (chord) y el desgaste sobre el perfil de los carriles (fecha de control, valores límites y diferenciación por cordón), datos relativos al mantenimiento de la línea como al rectificado de los carriles (fecha de último rectificado, número de pasadas realizadas, cantidad eliminada, fecha de rectificado futuro), reforzamiento del asiento, cambio de hierro y mantenimiento de las agujas (para cada uno de ellos, la fecha de intervenciones anteriores y futuras).

La calculadora 50 también puede mostrar en el monitor 59, para cualquier segmento de vía férrea 12 inspeccionada, tanto los parámetros geométricos como los valores de desgaste controlados, representándolos gráficamente y comparándolos con los valores de la especificación y los relativos a las tolerancias permitidas. Para que sean más evidentes, los valores que están fuera de los límites de tolerancia también se pueden mostrar con líneas más o menos marcadas o resaltadas de colores diferentes como verde, naranja, rojo y azul, según el valor del parámetro considerado.

Asociados con cada una de las representaciones gráficas, todos los datos relativos a la línea y al tipo de vía férrea inspeccionado también se pueden visualizar automáticamente: número, sección, punto de partida, longitud, tipo de carril, posición de la aguja indicadora, comentario (curva rectilínea, a la derecha o a la izquierda) fecha y hora, desgaste máximo, mínimo y medio, tolerancia máxima, mínima y media, etc.

Además, la calculadora 50 puede imprimir cada una de las imágenes visualizadas en el monitor 59, a través de la impresora 58.

La figura 4 muestra un ejemplo de esta representación gráfica, relativo al control del desgaste realizado por instrumento de medida 25, donde es evidente que para el carril izquierdo, mostrado por la línea 70 en la parte superior del gráfico, el perfil está todo él dentro de los límites de tolerancia que en este ejemplo particular se muestra por medio de la línea recta 71 a
-6 mm, mientras que para el carril derecho, representado por la línea 80 en la parte inferior del gráfico, el perfil se encuentra, para cierta parte más hacia la derecha entre la distancia lineal 2006 m y 2129 m, fuera de los límites de tolerancia de -6 mm, o por debajo de la línea recta 71, con algunos puntos por debajo de la línea recta 72 que representa la cuota de -9 mm y cerca de la línea recta 73 que representa la cuota de -12 mm. Las líneas rectas 74 y 75, que representan las cuotas de -15 y respectivamente de -20 no se alcanzan nunca en este caso.

La calculadora 50 también puede representar la sección de cualquier punto de los carriles 11, con el fin de compararla con el valor de la especificación. Utilizando el teclado 57 o el ratón 54 es posible, con la ayuda de un puntero móvil 63, elegir cualquier punto, p. ej. el punto identificado por el segmento vertical 60 mostrado en la figura 4, y representar en este punto el perfil de los dos carriles 11, tal como se muestra en la figura 5. Para ser más exactos, los perfiles 61 son los perfiles nominales de las especificaciones del proyecto, mientras que los perfiles 62 son los reales, controlados con el dispositivo 3.

Comparando automáticamente los valores memorizados en la sección 55c con los memorizados en las bases de datos 55a y 55b, es posible obtener, con la calculadora 50, la siguiente información relativa al desgaste y al desgaste ondulatorio: un resumen de la calidad de la situación de toda la línea, trazando una banda que adopta los diferentes colores de verde a naranja, rojo y azul, según los valores adoptados por el parámetro considerado y mostrando en qué forma excede de la banda de valores de tolerancias establecidas (el azul muestra la peor situación); este primer gráfico muestra la presencia a lo largo de toda la línea, en una pantalla de vídeo sólo, de secciones caracterizadas por anomalías y la gravedad de la mismas. Haciendo clic sobre los puntos de interés de esta banda, obtenemos el gráfico de los valores adoptados por el parámetro considerado.

Durante esta etapa, eligiendo un punto sobre el gráfico y haciendo clic con el ratón 54, podemos conocer la situación exacta (línea, vía férrea, sección, curva o recta, cuota progresiva) del punto y el valor preciso del parámetro considerado.

Si el valor se encuentra fuera de las tolerancias, la sección correspondiente del gráfico adopta un color rojo, naranja o azul, en función de lo mucho que el valor se encuentre fuera de la banda de valores predeterminados.

Para controlar el desgaste, es también posible, haciendo un doble clic sobre los puntos de interés, obtener el perfil controlado de la cabeza de las vías, comparado con la norma.

Con respecto al desgaste, es también posible comparar automáticamente dos archivos de datos controlados en fechas diferentes.

Si se utiliza esta opción, se superponen los dos gráficos y la comparación se detiene automáticamente en todos aquellos puntos en los que la discrepancia entre los dos gráficos excede de un valor previamente determinado.

Es decir, que tenemos una identificación automática de todos aquellos puntos de la línea que presentan las alteraciones más considerables en el mismo intervalo de tiempo considerado.

Es posible, en cada ocasión, elegir la variación del valor considerado relevante para la inspección que se está realizando.

También para los parámetros geométricos de los carriles 11 y la vía férrea 12 es posible establecer una comparación entre los datos de dos archivos registrados en fechas diferentes. En este caso, la fecha de cada archivo se representa con bandas coloreadas, una para cada archivo, y comparando los colores conocemos la tendencia del parámetro observado.

Existe también la posibilidad de representar los valores de los parámetros y no solamente en forma de un gráfico lineal sino también con barras.

Este tipo de representación, utilizando barras, se puede hacer subdividiendo la línea en segmentos relevantes, p. ej. para observar la tendencia de cierto parámetro en secciones rectas, o en todas las curvas con un radio comprendido entre diferentes radios de curvatura.

Además, todas las funciones aquí relacionadas, de las que se dispone para controlar el desgaste y el desgaste ondulatorio también se pueden extender al control de la geometría; viceversa, lo que se ha hecho para la geometría se puede reproducir del mismo modo para el control del desgaste y del desgaste ondulatorio.

El sistema también permite: la activación de las mismas funciones para todos los parámetros registrados, la representación simultánea de información diferente, el archivo de datos que permite estudiar los fenómenos y construir modelos matemáticos que permitan conocer la evolución del fenómeno con el tiempo, de modo que se pueda optimizar el mantenimiento y ofrecer información útil para mejorar el diseño de nuevas instalaciones, y también para implementar la información técnica con información económica y de gestión.

Estas posibilidades que se acaban de mostrar son únicamente algunas de las que la calculadora 50 puede ofrecer y gestionar; no será difícil, para un experto en la materia, programar la calculadora 50 con el objeto de obtener de la misma cualquier otro tipo de operación de procesamiento, partiendo de los datos de especificación memorizados en la base de datos 55a y 55b y utilizando los datos controlados por el dispositivo 13.

Es evidente que es posible realizar modificaciones y/o adiciones al dispositivo y al método para controlar las imperfecciones en los rieles que se han descrito hasta ahora, todo lo cual permanece dentro del ámbito de la invención.

Por ejemplo, los datos controlados por la calculadora o las calculadoras de a bordo 35 se pueden transmitir en directo a la calculadora en tierra 50 que memorizará primero y luego procesará los datos.

Además, se puede utilizar una sola calculadora para gestionar los dispositivos de a bordo del vehículo sobre carriles y también los dispositivos periféricos instalados en tierra; cada una de las calculadoras electrónicas puede ser también de tipo transportable.

Claims (21)

1. Dispositivo para controlar imperfecciones en carriles (11), que comprende

- una pluralidad de dispositivos de control (13), cada uno de los cuales puede controlar la geometría y los parámetros de desgaste correspondientes de cada segmento de un solo carril inspeccionado y de cada segmento de los dos carriles (11) de la misma vía férrea (12).

- un convertidor analógico-digital (39), que puede convertir los valores de cada uno de los parámetros controlados por dicho dispositivo (13) en datos digitales.

- una primera memoria electrónica (55c) que puede memorizar por lo menos temporalmente dichos datos digitales.

- una segunda memoria electrónica (55a) que puede memorizar los valores nominales o de la especificación de dichos parámetros geométricos y de desgaste;

- dispositivo de procesamiento (50) asociado con el citado dispositivo de control (13) y con las mencionadas primera y segunda memoria electrónica (55c, 55a) para comparar los datos digitales mencionados con los valores nominales indicados, y

- dispositivo de visualización (58, 59) para visualizar selectivamente el resultado de la comparación, caracterizado porque

- dichos parámetros de desgaste incluyen el desgaste ondulatorio de dicho carril,

- se conecta funcionalmente una tercera memoria (55b) a dicho dispositivo de procesamiento (50) para memorizar datos relativos a las tolerancias predeterminadas de los mencionados valores nominales,

- el citado dispositivo de procesamiento (50) puede asociar cada uno de los datos digitales mencionados con los datos relativos a la tolerancia, y

- el dispositivo de visualización (58, 59) está conectado funcionalmente con el dispositivo de procesamiento mencionado (50) para visualizar los datos indicados, relativos a las tolerancias, junto con el resultado de la mencionada comparación con el objeto de mostrar de forma automática si alguno de estos datos digitales se encuentra dentro o fuera de las tolerancias predeterminadas y obtener selectivamente la visualización de la sección transversal del carril (11) en el punto correspondiente de su perfil nominal, utilizando los datos memorizados en la segunda memoria electrónica (55a) y también de su perfil real, utilizando los datos memorizados en la primera memoria electrónica (55c).

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque las segunda memoria comprende una primera base de datos (55a) y la tercera memoria comprende una segunda base de datos (55b).

3. Dispositivo según la reivindicación 2, caracterizado porque la primera base de datos (55a), la segunda base de datos (55b) y la primera memoria electrónica (55c) están contenidas en una memoria de gran capacidad (55) conectada al dispositivo de procesamiento (50).

4. Dispositivo según la reivindicación 3, donde el dispositivo de control (13) está montado sobre un dispositivo móvil (14) que se puede mover sobre la vía férrea (12) que se va a inspeccionar y donde el dispositivo de procesamiento comprende una primera calculadora electrónica (35) instalada sobre el dispositivo móvil (14), caracterizado porque el dispositivo de procesamiento comprende una segunda calculadora electrónica (50) conectada a la memoria de gran capacidad (55), incluyéndose un dispositivo para transmitir los datos digitales de la primera a la segunda calculadora electrónica.

5. Dispositivo según la reivindicación 4, en el que la primera calculadora electrónica (35) está conectada a una unidad (43) para registrar, en un soporte transportable, los datos digitales obtenidos del convertidor (39), caracterizado porque la segunda calculadora electrónica (50) está conectada a una unidad (56) para leer los datos digitales memorizados en el soporte transportable.

6. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo de procesamiento (50) puede imprimir, utilizando una impresora (58) conectada al mismo, cada una de las imágenes visualizadas en el dispositivo de visualización (59).

7. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo de control (13) comprende unos dispositivos (30,31) para la inspección por vídeo de los carriles (11), conectados a un dispositivo para reproducir, en directo o no, las imágenes correspondientes, inclusive la posibilidad de imprimir las imágenes registradas y acompañar de un breve comentario las imágenes impresas.

8. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo de control (13) comprende un dispositivo (25) para controlar el desgaste de cada carril (11), porque en la citada tercera memoria (55b) se memorizan diferentes niveles predeterminados de tolerancia asociados con el desgaste en los carriles (11) y porque el dispositivo de visualización (58, 59) permite visualizar todos los niveles diferentes de tolerancia asociados con el desgaste sobre los carriles (11).

9. Dispositivo según la reivindicación 8, caracterizado porque el dispositivo de visualización (58, 59) permite mostrar de modo diferenciado los datos digitales incluidos en cada uno de los diferentes campos definidos por los diferentes niveles de tolerancia asociados con el desgaste sobre los carriles (11).

10. Dispositivo según la reivindicación 9, caracterizado porque el dispositivo de visualización (58, 59) permite mostrar los datos digitales incluidos en los diferentes campos con un color diferente.

11. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque se dispone de un dispositivo indicador móvil (54) en asociación con el dispositivo de visualización (58, 59) para hacer clic sobre cada uno de los datos digitales visualizados y hacer que se visualice la sección transversal del carril (11) en el punto correspondiente de su perfil nominal, usando los datos memorizados en la segunda memoria electrónica (55a) y también de su perfil real, usando los datos memorizados en la primera memoria electrónica (55c).

12. Método para controlar imperfecciones en carriles (11), que comprende una etapa para controlar por medio de una pluralidad de dispositivos de control (13) la geometría y los parámetros de desgaste de cada uno de los segmentos de un solo carril y de cada segmento de ambos carriles de una sola vía férrea, una etapa para convertir en datos digitales cada valor de los citados parámetros controlados por el dispositivo de control (13), una etapa en la que dichos datos digitales se encuentran al menos temporalmente en una primera memoria electrónica (55c), una etapa en la que se memorizan en una segunda memoria electrónica (55a) valores nominales o de especificación de dichos parámetros geométricos o de desgaste, una etapa para comparar mediante el dispositivo de procesamiento (50) los citados datos digitales con los valores nominales mencionados y visualizar selectivamente mediante un dispositivo de visualización (58, 59), funcionalmente conectado con dicho dispositivo de procesamiento (50), el resultado de la comparación, caracterizándose el método porque dichos parámetros de desgaste incluyen el desgaste ondulatorio del citado carril, porque se ofrece otra etapa para memorizar los datos relativos a las tolerancias predeterminadas de dichos valores nominales en una tercera memoria (55b) conectada funcionalmente a dicho dispositivo de procesamiento (54) donde el citado dispositivo de visualización (58, 59) visualiza selectivamente los datos relativos a la tolerancia junto con el resultado de dicha comparación, a fin de mostrar automáticamente si alguno de los citados datos digitales se encuentra dentro o fuera de las tolerancias predeterminadas y producir selectivamente la visualización de la sección transversal del carril (11) en el punto correspondiente de su perfil nominal usando los datos memorizados en la segunda memoria electrónica (55a) y también de su perfil real, usando los datos memorizados en la primera memoria electrónica (55c).

13. Método según la reivindicación 12, caracterizado porque la segunda memoria comprende una primera base de datos (55a), la tercera memoria comprende una segunda base de datos (55b) y la primera base de datos (55a), la segunda base de datos (55b) y la primera memoria electrónica (55c) están contenidas en una memoria de gran capacidad (55) conectada al dispositivo de procesamiento (50).

14. Método según la reivindicación 12, donde el dispositivo de control (13) está montado sobre un dispositivo móvil (14) que se puede mover sobre la vía férrea (12) a inspeccionar y donde el dispositivo de procesamiento comprende una primera calculadora electrónica (35) instalada sobre el dispositivo móvil (14), caracterizado porque el dispositivo de procesamiento comprende una segunda calculadora electrónica (50) conectada a la memoria electrónica (55a, 55b, 55c) y porque los datos digitales se transmiten de la primera a la segunda,calculadora electrónica (35, 50).

15. Método según la reivindicación 12, en el que los datos digitales se memorizan en un soporte transportable, caracterizado porque la segunda calculadora electrónica (50) está conectada a una unidad (56) para leer los datos digitales memorizados en el soporte transportable.

16. Método según la reivindicación 12, caracterizado porque cada una de las imágenes visualizadas en el dispositivo de visualización (59) se imprime selectivamente por una impresora (58) conectada al dispositivo de procesamiento.

17. Método según la reivindicación 12, caracterizado porque el dispositivo de control (13) comprende un dispositivo (30, 31) para la inspección por vídeo de los carriles (11), conectado a un dispositivo para reproducir, en directo o no, las imágenes correspondientes y posiblemente imprimirlas.

18. Método según la reivindicación 12, caracterizado porque el dispositivo de control (13) comprende un dispositivo (25) para controlar el desgaste de cada carril (11), porque en la citada tercera memoria (55b) se memorizan niveles predeterminados diferentes de tolerancia asociados con el desgaste en los carriles (11) y porque el dispositivo de visualización (58, 59) puede visualizar todos los niveles diferentes de tolerancia asociados con el desgaste sobre los carriles (11).

19. Método según la reivindicación 18, caracterizado porque el dispositivo de visualización (58, 59) puede mostrar de modo diferenciado los datos digitales incluidos en cada uno de los campos diferentes definidos por los diferentes niveles de tolerancia asociados con el desgaste sobre los carriles (11).

20. Método según la reivindicación 19, caracterizado porque el dispositivo de visualización (58, 59) permite mostrar los datos digitales incluidos en los campos diferentes con un color diferente.

21. Método según la reivindicación 12, caracterizado porque se dispone de un dispositivo de señalización móvil (54) en asociación con el dispositivo de visualización (58, 59) para hacer clic sobre cada uno de los datos digitales visualizados y producir la visualización de la sección transversal del carril (11) en el punto correspondiente de su perfil nominal, utilizando los datos memorizados en el segunda memoria electrónica (55a) y también de su perfil real, utilizando los datos memorizados en la primera memoria electrónica (55c).