Un vagón de geometría de vías (también conocido como vagón de grabación de vías ) es un vehículo de inspección de vías automatizado en un sistema de transporte ferroviario que se utiliza para probar varios parámetros de la geometría de las vías sin obstruir las operaciones ferroviarias normales. Algunos de los parámetros que generalmente se miden incluyen la posición, la curvatura, la alineación de la vía, la suavidad y el nivel transversal de los dos rieles. Los coches utilizan una variedad de sensores, sistemas de medición y sistemas de gestión de datos para crear un perfil de la pista que se inspecciona.
Historia
Los vagones de geometría de vía surgieron en la década de 1920 cuando el tráfico ferroviario se volvió lo suficientemente denso como para que las inspecciones manuales y visuales ya no fueran prácticas. Además, el aumento de la velocidad de funcionamiento de los trenes de esa época requería un mantenimiento más meticuloso de las vías. En 1925, los Chemins de fer de l'Est pusieron en funcionamiento un vagón de geometría de vía con un acelerógrafo desarrollado por Emile Hallade, el inventor del método Hallade . El acelerógrafo podía registrar el movimiento horizontal y vertical, así como el balanceo. Estaba equipado con un botón manual para registrar hitos y estaciones en el registro. Este coche fue desarrollado por travaux Strasbourg, ahora parte del Grupo GEISMAR . Para 1927, el Ferrocarril Atchison, Topeka y Santa Fe tenía un vagón de vía en funcionamiento seguido por la Estrada de Ferro Central do Brasil en 1929. Estos dos vagones fueron construidos por Baldwin utilizando la tecnología de giroscopio de Sperry Corporation . [1]
El primer automóvil de geometría de pista en Alemania apareció en 1929 y fue operado por Deutsche Reichsbahn . El equipo para este automóvil provino de Anschütz en Kiel , una empresa actualmente propiedad de Raytheon . En Suiza, el primer equipo de registro de la geometría de la vía se integró en un coche dinamómetro ya existente en 1930. [1]
Uno de los primeros vagones de geometría de vía fue el vagón T2 utilizado por el Proyecto HISTEP (Programa de Evaluación de Trenes de Alta Velocidad) del Departamento de Transporte de Estados Unidos . Fue construido por Budd Company para el Proyecto HISTEP para evaluar las condiciones de la vía entre Trenton y New Brunswick, Nueva Jersey, donde el DOT había establecido una sección de vía para probar trenes de alta velocidad y, en consecuencia, la T2 corría a 150 millas por hora o más rápido. [2]
Muchos de los primeros vagones de geometría de servicio regular se crearon a partir de viejos vagones de pasajeros equipados con los sensores, instrumentos y equipo de grabación adecuados, acoplados detrás de una locomotora. [3] [ página necesaria ] Al menos en 1977, habían surgido los coches de geometría autopropulsados. El GC-1 de Southern Pacific (construido por Plasser American) fue uno de los primeros y utilizó doce ruedas de medición junto con galgas extensométricas, computadoras y hojas de cálculo para brindar a los gerentes una imagen clara de la condición del ferrocarril. [4] Incluso en 1981, la Enciclopedia de Ferrocarriles de América del Norte lo consideraba el vagón de geometría de vía más avanzado de América del Norte. [5] [ página necesaria ]
Ventajas
La inspección de las vías fue realizada originalmente por inspectores de vías que recorrían el ferrocarril e inspeccionaban visualmente cada sección de la vía. Esto era peligroso, ya que tenía que hacerse mientras los trenes estaban en marcha. También requería mucha mano de obra y los inspectores estaban limitados en la cantidad de pistas que podían inspeccionar en un día determinado. Se tuvieron que utilizar instrumentos manuales para medir varios parámetros de la pista. [3] [ página necesaria ]
Los principales beneficios de los carros de geometría de vía son el tiempo y el trabajo que se ahorra en comparación con las inspecciones manuales de la vía. Los carros de geometría de pista pueden viajar hasta 217 millas por hora (335 kilómetros por hora), inspeccionando la pista todo el tiempo. Más comúnmente, en los ferrocarriles de carga, los vagones geométricos viajan a la velocidad de la vía (hasta 70 millas por hora) para minimizar las interrupciones del servicio. Los coches de geometría de pista actuales pueden cubrir grandes porciones del sistema en un solo día. Muchas veces, las cuadrillas de mantenimiento seguirán al carro de geometría y corregirán defectos a medida que el carro de geometría se mueva por la pista. [3] [ página necesaria ]
Debido a que los vagones de geometría de vía son vagones de ferrocarril de tamaño completo (con la excepción de algunos vagones de geometría de carril más livianos), los vagones de geometría de vía también brindan una mejor imagen de la geometría de la vía bajo carga (en comparación con los métodos manuales que no consideraron esto ). Por último, los datos de geometría de la vía generalmente se almacenan y se pueden utilizar para monitorear las tendencias en la degradación de la vía. Estos datos se pueden utilizar para identificar y predecir puntos problemáticos en la vía y planificar los programas de mantenimiento en consecuencia. [6]
Parámetros medidos
Las tolerancias de cada parámetro varían según la clase de vía de la vía que se mide. En los Estados Unidos, los vagones de geometría generalmente clasifican cada defecto como "Clase II" o "Clase I" (aunque el nombre exacto puede variar según el ferrocarril). Un defecto de clase II se conoce como defecto de nivel de mantenimiento, lo que significa que la vía no cumple con los estándares propios de un ferrocarril en particular. Cada ferrocarril tiene su propio estándar para un defecto de nivel de mantenimiento. Un defecto de clase I es un defecto que infringe las normas de seguridad de las vías de la Administración Federal de Ferrocarriles (FRA). Los ferrocarriles deben reparar estos defectos dentro de un cierto período de tiempo después de su descubrimiento o de lo contrario corren el riesgo de ser multados.
- Alineación : "La alineación es la proyección de la geometría de la vía de cada carril o la línea central de la vía sobre el plano horizontal" (Definición de FRA). [7] También conocido como "rectitud" de las pistas.
- Nivel transversal : la variación en el peralte de la pista a lo largo de una longitud de "cuerda" predeterminada (generalmente sesenta y dos pies). En vías rectas o tangentes, idealmente no debería haber variación, mientras que en curvas, generalmente se desea un peralte.
- Curvatura : la cantidad en la que el riel se desvía de ser recto o tangente. El carro de geometría verifica la curvatura real (en grado de curvatura ) de una curva frente a su curvatura de diseño.
- Líneas aéreas (o catenaria): mide la altura y el escalonamiento del cable de contacto, la posición de los mástiles o postes de la catenaria y las posiciones de los puentes de alambre, si corresponde. [8]
- Ancho de vía : la distancia entre los rieles. Con el tiempo, el riel puede volverse demasiado ancho o demasiado estrecho. En América del Norte y la mayor parte del mundo, el ancho estándar es de 4 pies 8+1 / 2 en(1435 mm).
- Perfil de riel : busca desgaste de riel y desviaciones del perfil estándar.
- Deformación : el cambio máximo en el nivel transversal sobre una longitud de cuerda predeterminada (generalmente sesenta y dos pies). [9]
Los vagones de geometría de pista utilizados por el metro de la ciudad de Nueva York también miden:
- Corrugación de la superficie del carril de rodadura
- Espacio libre para túneles y plataformas de estaciones
- Altura y ancho del tercer carril
- Espacio vertical entre el tercer riel y la placa protectora [10]
Métodos de medición e inspección sin contacto
- Sistemas de medición láser: mide el perfil y el desgaste del carril, el nivel transversal y el ancho de vía.
- Acelerómetros
- Se utiliza para medir la alineación de la medida encontrando la aceleración en una determinada dirección y luego integrando hasta obtener una posición. Estas posiciones se utilizan luego para crear acordes artificiales para medir varios parámetros.
- Se utiliza para obtener mediciones de la calidad de la conducción. Si se alcanzan o exceden ciertas aceleraciones, la carga puede dañarse o los pasajeros pueden sentirse incómodos.
- Sistema de video: captura video del derecho de paso para un análisis más detallado, así como para inspecciones de visión artificial de ciertos componentes de la pista.
- Giroscopio : orientado en dirección vertical, se utiliza para medir el nivel transversal y la deformación. Estos ahora son obsoletos, habiendo sido reemplazados por sistemas de medición láser. [2]
- Sensor de proximidad : se utiliza para medir superficies, alineación y calibre. Estos ahora son obsoletos, habiendo sido reemplazados por sistemas de medición láser. [2]
Métodos de medición e inspección por contacto
- Ruedas de medición: en su mayoría obsoletas, originalmente utilizadas para medir casi todos los parámetros, ahora han sido reemplazadas por láseres
- Galgas extensométricas: se utilizan junto con las ruedas de medición para traducir los diversos movimientos de las ruedas de medición a un formato utilizable.
Cumplimiento regulatorio en los Estados Unidos
En los Estados Unidos, la Administración Federal de Ferrocarriles (FRA) mantiene una flota de tres vagones geométricos como parte de su Programa de Inspección Automatizada de Vías (ATIP). La FRA opera su flota de vagones geométricos en todo el país para verificar que los ferrocarriles cumplan con los Estándares Federales de Seguridad en Vías (FTSS). Según la FRA, cada carro de geometría viaja aproximadamente 30,000 millas y encuentra aproximadamente 10,000 defectos cada año, que luego son reparados por los ferrocarriles. [11]
Futuro
En los Estados Unidos, los ferrocarriles están buscando nuevas formas de medir la geometría que causen incluso menos interferencias en las operaciones de los trenes. El Centro de Tecnología de Transporte, Inc. (TTCI) en Pueblo , Colorado , ha estado realizando pruebas utilizando un sistema de monitoreo de calidad de viaje portátil conectado a un vagón de carga estándar . TTCI también ha estado promoviendo un cambio a "Geometría de pista basada en el rendimiento" o PBTG. La mayoría de los sistemas de geometría de pista actuales solo miran la condición de la pista en sí, mientras que un sistema PBTG también analiza la dinámica del vehículo causada por las condiciones de la pista. [12]
Ejemplos de
- Estados Unidos - Administración Federal de Ferrocarriles DOTX-216, -217, -218, -219, -220
- Francia - SNCF TGV Iris 320
- Alemania - ICE S
- Japón - Doctor Yellow
- Reino Unido - Nuevo tren de medición , British Rail Class 950 , London Underground Track Recording Train
- Kazajstán - SVGP-1
- Turquía : TCDD HT80001 (solo para secciones eléctricas de alta velocidad) en
- Australia - Automóviles de grabación de pistas AK de vía estándar
Ver también
- Cant (carretera / ferrocarril)
- Máquina de medir coordinada
- Inspección ferroviaria
- Vías del tren
- Ancho de vía
- Seguimiento de la geometría
Referencias
- ^ a b "L'inspection automatique des voies de chemins de fer". Boletín de la técnica de la Suisse romande (en francés). 1941. doi : 10.5169 / seals-51326 .
- ^ a b c Lindgren, PW (1968). "Proyecto HISTEP". Actas de la Convención Anual de 1968 . Asociación Americana de Ingeniería Ferroviaria (AREA).
- ^ a b c Solomon, Brian (2001). Mantenimiento ferroviario: los hombres y las máquinas que mantienen en funcionamiento los ferrocarriles . St. Paul, MN: Empresa editorial MBI.
- ^ Percy, Richard A. (2008). "Coche de geometría de vía SP GC 1" . Mi Archivo de Modeladores de Espee . Consultado el 22 de octubre de 2009 .
- ^ Hubbard, Freeman H. (1981). Enciclopedia de ferrocarriles norteamericanos . McGraw-Hill, Inc.
- ^ Middleton, William; Smerk, George; Diehl, Roberta (2007). "Inspección de pistas". Enciclopedia de ferrocarriles norteamericanos . Bloomington, IN: Indiana University Press.
- ^ Administración Federal de Ferrocarriles (2009). "Seguimiento del Manual de Cumplimiento de Normas de Seguridad" . Archivado desde el original el 2 de julio de 2009.
- ^ Plasser American Corporation (2007). "Máquinas - Grabación" . Plasser americano . Archivado desde el original el 30 de enero de 2010 . Consultado el 19 de octubre de 2009 .
- ^ Uzarski, Dr. Don (2009). CEE 409 - Ingeniería de vías férreas, notas de clase . Universidad de Illinois en Urbana-Champaign.
- ^ "¡El maravilloso vagón de tren de New York City Transit!" . MTA (Ciudad de Nueva York) .
- ^ "Programa de inspección automatizada de vías" . Administración Federal de Ferrocarriles de EE. UU. 2009. Archivado desde el original el 22 de octubre de 2009 . Consultado el 1 de noviembre de 2009 .
- ^ "Geometría de la pista basada en el rendimiento" (PDF) . Transportation Technology Center, Inc. 2009. Archivado desde el original (PDF) el 7 de julio de 2011 . Consultado el 19 de octubre de 2009 .
enlaces externos
- Administración Federal de Ferrocarriles - Programa de inspección automatizada de vías (ATIP)
- Ejemplo de datos de geometría de vías : tomados después de la colisión de trenes de Chatsworth en 2008