Contador de ejes - Axle counter

Un punto de detección del contador de ejes en el Reino Unido
Un tipo moderno de contador de ejes
Contador de ejes para cruce ferroviario automático (Eslovenia)

Un contador de ejes es un sistema utilizado en la señalización ferroviaria para detectar el estado libre u ocupado de una sección de vía entre dos puntos. El sistema generalmente consta de un sensor de rueda (uno para cada extremo del tramo) y una unidad de evaluación para contar los ejes del tren tanto dentro como fuera del tramo. A menudo se utilizan para reemplazar un circuito de vía .

Principios y funcionamiento

Un contador de ejes consiste en el sensor de contador de ejes que detecta los ejes individuales de un tren, ya sea a través de métodos mecánicos, eléctricos o incluso de fibra óptica , así como un evaluador que realiza la lógica del sistema y cuenta los ejes dentro y fuera de la sección. . El evaluador también puede convertir la señal analógica del sensor del contador de ejes en una señal digital. Sin embargo, en algunos casos hay una unidad separada que realiza esta tarea.

El sistema se configura con un sensor de contador de ejes instalado en cada extremo de una sección. A medida que cada eje del tren pasa por el sensor del contador de ejes al inicio de la sección, se incrementa un contador. Un sensor contador de ejes consta de dos sensores independientes (por lo que el dispositivo puede detectar la dirección y la velocidad de un tren por el orden y la hora en que pasan los sensores). A medida que el tren pasa por un sensor de contador de ejes similar al final de la sección, el sistema compara el recuento al final de la sección con el registrado al principio. Si los dos recuentos son iguales, se presume que la sección está clara.

Este proceso se lleva a cabo mediante computadoras ubicadas en el centro, críticas para la seguridad , llamadas "evaluadores", con los sensores del contador de ejes ubicados en los sitios requeridos en el campo. Los sensores del contador de ejes se conectan al evaluador mediante un cable de cobre dedicado o mediante un sistema de transmisión de telecomunicaciones . Eso permite que los sensores del contador de ejes se ubiquen a una distancia significativa del evaluador, y es útil cuando se usa equipo de enclavamiento centralizado , pero menos cuando el equipo de señalización está situado al lado de la línea en los gabinetes de equipo.

Aplicaciones

Seguimiento de la detección de vacantes

Señalización ferroviaria

El uso más común de los contadores de ejes es la señalización ferroviaria para la detección de vías libres. Es una forma de señalización de bloque , que no permite que dos trenes estén dentro de la misma sección de vía (bloque) al mismo tiempo. La señalización de bloque disminuye la posibilidad de colisión, porque dividir la vía en bloques asegura que siempre haya suficiente espacio entre los trenes para permitir que uno se detenga antes de chocar contra uno en el frente.

Cruces ferroviarios

Los contadores de ejes también se utilizan para encender y apagar los equipos de alerta en los pasos a nivel , cerrando el paso a peatones y vehículos de motor cuando se detecta la presencia de un tren y permitiendo que se abran cuando el tren ha pasado por el paso.

Interruptor de protección en patios ferroviarios

Los contadores de ejes se utilizan en los patios ferroviarios para detectar los vagones de tren a medida que se clasifican. Los contadores de ejes se colocan en la pista antes de cada interruptor y en cada pista que sale del interruptor. El software de gestión de patios ferroviarios utiliza datos de ocupación de los contadores de ejes para bloquear los interruptores y evitar que los coches se dirijan a las vías que están ocupadas por otros coches.

Ventajas

A diferencia de los circuitos de vía tradicionales , los contadores de ejes no requieren la instalación de juntas de riel aisladas. Esto evita romper la continuidad de tramos largos de carril soldado para permitir la inserción de juntas aisladas.

Ferrocarriles electrificados

Los contadores de ejes son particularmente útiles en ferrocarriles electrificados, ya que eliminan la necesidad de uniones de tracción y de impedancia. Los contadores de ejes no requieren conexión y requieren menos cableado en comparación con los circuitos de vía y, por lo tanto, generalmente son menos costosos de instalar y mantener.

Juntas de riel aisladas

Los contadores de ejes eliminan la mayoría de las uniones de riel (IRJ), que son un punto débil de la vía.

Contaminación de la cabeza de carril

Los contadores de ejes no sufren problemas de contaminación de la cabeza del carril debido a óxido, grasa o residuos de hojas compactadas. A veces, un tren deposita arena antideslizante para ayudar a la desaceleración mientras frena, pero la arena contamina el riel y el circuito de la vía deja de funcionar. Los contadores de ejes son inmunes a esos problemas porque no dependen del contacto de la rueda con la cabeza del riel para proporcionar un circuito eléctrico.

Mejor rendimiento en condiciones húmedas

Los contadores de ejes se utilizan en túneles húmedos (como el túnel de Severn ), donde los circuitos de vía ordinarios no son fiables. Los contadores de ejes también son útiles en estructuras de acero (como el puente Forth ), que pueden impedir el funcionamiento normal de los circuitos de vía si resulta impracticable aislar los rieles de la estructura. Los contadores de ejes también son útiles en tramos largos donde se puede evitar la necesidad de varios circuitos de vía intermedios. Un contador de ejes puede llegar hasta alrededor de 10,000 metros (33,000 pies) desde la unidad de evaluación cuando se conecta directamente. Sin embargo, con la adición de una red Ethernet , la distancia está limitada por el sistema de transmisión.

Desventajas

Por varias razones, como un corte de energía, los contadores de ejes pueden 'olvidar' cuántos ejes hay en una sección. Por lo tanto, es necesaria una anulación manual para restablecer el sistema. Esta anulación manual presenta el elemento humano que puede no ser confiable. Se cree que un accidente que ocurrió en el túnel de Severn se debió a la restauración incorrecta de un contador de ejes. Sin embargo, eso no se demostró durante la investigación posterior. En instalaciones más antiguas, los evaluadores pueden usar lógica de 8 bits , lo que provoca un desbordamiento numérico cuando un tren con 256 ejes pasa el contador de ejes. Como resultado, ese tren no sería detectado. Eso impone un límite de longitud de 255 ejes en cada tren. Los sistemas más modernos no están restringidos por el número de ruedas de tren.

Participaciones

Donde hay desvíos entrelazados , se debe proporcionar una unidad de contador de ejes para cada tramo de ese desvío. En líneas con interruptores no enclavados / accionados manualmente, la detección de los puntos de interrupción tendría que ser monitoreada por separado, mientras que en líneas con circuito de vía, los puntos desalineados se pueden configurar para interrumpir automáticamente el circuito de vía.

Rieles rotos

Un sistema de circuito de vía facilita la detección de muchos, pero no todos, los tipos de rieles rotos, aunque solo de forma limitada en áreas de tracción de CA , y no en el riel común en áreas de tracción de CC . Por el contrario, los contadores de ejes no pueden detectar rieles rotos en absoluto. Los circuitos de vía ordinarios tienen un punto ciego de aproximadamente un metro de longitud desde las conexiones de cableado hasta la unión de riel aislado (IRJ).

Movimientos de apartadero y derivación

Los contadores de ejes tienen problemas para mantener los recuentos correctos cuando las ruedas del tren se detienen directamente en el mecanismo del contador. Eso se conoce como 'rueda de piedra' y puede resultar problemático en las estaciones u otras áreas donde los automóviles se desvían, se unen y se dividen. Además, donde las líneas principales tienen interruptores a vías de vía lateral, derivadas o en bucle, será necesario desplegar contadores adicionales para detectar trenes que entran o salen de la línea, mientras que la misma infraestructura que utiliza circuitos de vía no necesita atención especial.

En Auckland , Nueva Zelanda , se han utilizado contadores de ejes en todas las líneas donde se requieren circuitos de vía, excepto en lugares especiales donde los vehículos de mantenimiento de Hi Rail están dentro o fuera de la vía. Todas las vías de los cruces de carreteras en los pasos a nivel públicos se consideran puntos de acceso de tren alto y se utiliza un circuito de vía CC de un solo carril corto. También hay varios circuitos de vías de CC de un solo carril en lugares que no se encuentran en pasos a nivel donde los vehículos Hi Rail pueden acceder a la vía.

Frenos electromagnéticos

Los frenos magnéticos se utilizan en trenes de alta velocidad / alta velocidad con una velocidad máxima superior a 160 kilómetros por hora (100 mph). Se trata de piezas de metal físicamente grandes montadas en el bogie del vehículo, solo unos centímetros por encima de la pista. A veces, los contadores de ejes los pueden detectar erróneamente como otro eje. Esto puede suceder solo en un extremo de un bloque de pista, debido a la curvatura del campo magnético, defectos de la geometría de la pista u otros problemas, lo que hace que el sistema de señalización se confunda y también requiera el reinicio de la memoria de detección. Los contadores de ejes modernos son a prueba de frenos por `` corrientes parásitas '' y se supera el efecto magnético del sistema de frenado como se describe anteriormente, y la información de conteo permanece estable incluso cuando un vehículo equipado con frenos magnéticos está frenando mientras atraviesa el punto de detección.

Instalación

Un método para montar un sensor de contador de ejes es perforar a través del riel, sin embargo, a menudo se considera que esto requiere mucho tiempo, además de tener la desventaja de debilitar la estructura del riel. Sin embargo. elimina la necesidad de nivelar, lo que puede ayudar a reducir los costos de mantenimiento.

Otro método de instalación es montar el sensor del contador de ejes en un soporte que se sujeta a ambos lados del riel desde abajo. Eso es más rápido y fácil de montar en las condiciones adecuadas, pero puede significar verificaciones más frecuentes para garantizar que se mantenga el posicionamiento correcto.

Reset y restauración

Hay cuatro métodos para asegurar el reinicio y restablecimiento de los contadores de ejes en servicio:

  • Reinicio preparatorio  : una vez que se aplica un reinicio preparatorio al sistema, el contador de ejes continúa mostrando la sección como ocupada hasta que se produce un movimiento de tren en la sección. Lógicamente, si un tren ha atravesado con éxito la sección, entonces la sección está libre y el contador de ejes vuelve a estar desocupado.
  • Restablecimiento condicional  : la sección se restablece solo si el último recuento fue hacia afuera. Esto al menos muestra que los trenes en la sección en el momento del reinicio se estaban moviendo. La señal que protege la sección de reinicio se mantiene ocupada hasta un barrido o verificación física de la autorización de la vía.
  • Restablecimiento incondicional  : la sección se restablece independientemente de la última acción de conteo. Las señales de protección se borran inmediatamente después de un reinicio. En el Reino Unido, este tipo de reinicio se utiliza en "Recordatorio de posesión del ingeniero" (EPR) y se llevan a cabo una serie de procedimientos para garantizar que la sección de la línea esté libre de vehículos y herramientas antes de realizar el reinicio.
  • Reinicio cooperativo  : requiere que tanto el técnico como el comunicador cooperen para reiniciar y luego restaurar la sección en servicio. Este tipo de reinicio ahora solo se usa en esquemas que marcan el margen de un esquema existente que utiliza este tipo de arreglo de reinicio.

La mayoría de los países utilizan una variación de los cuatro métodos anteriores, a veces con diferentes cantidades de automatización o participación humana.

Historia

El conteo de ejes comenzó inicialmente con mecanismos similares a los de un pedal . Consistían en un dispositivo de contacto mecánico montado en el interior del pie del carril; la brida de la rueda que pasaba por encima del dispositivo accionaba una palanca. Sin embargo, eran susceptibles a errores y fueron reemplazados en Europa a finales del siglo XIX por contactos de rieles hidráulicos.

Los contactos hidráulicos de los rieles se activaron mediante la desviación del riel causada por la carga del eje que pasaba sobre las vías. Los primeros cilindros se llenaron de mercurio; posteriormente, se utilizó aceite hidráulico. Luego fueron reemplazados por elementos de conmutación operados neumáticamente .

En los sistemas de conteo de ejes neumáticos, los pistones se accionaban mediante cargas y velocidades específicas. Demostraron una aplicación limitada y, por lo tanto, a partir de la década de 1950 fueron reemplazados por contactos magnéticos. Hasta ese momento, los circuitos de pista siempre tenían una gran ventaja en lo que respecta a la confiabilidad.

Los contactos magnéticos fueron los primeros dispositivos de conmutación sin contacto. Se les conocía como "imanes contadores de ejes". Las bridas de la rueda de hierro provocaron un accionamiento al interrumpir un campo magnético. La primera patente estadounidense de un contador de ejes, presentada el 3 de junio de 1960 por Ernst Hofstetter y Kurt Haas, fue para un dispositivo de este tipo. Durante este tiempo, también se estaban produciendo métodos inductivos basados ​​en transformadores. Durante la década de 1970, los desarrollos en el campo de la electrónica, así como la introducción de circuitos integrados, permitieron el diseño de los contadores de ejes que se utilizan actualmente.

Ver también

Referencias

enlaces externos