Brevet FR2216633A1 — publié le 19740830

La présente invention concerne une installation de signalisation lumineuse, de préférence pour la circulation routière ou ferroviaire, et dont les feux de signalisation comportent des champs lumineux correspondant à des signaux différents, ces champs étant commandés par un dispositif de commutation distinct. des feux de signalisation. Dans les installations de signalisation classiques servant à régler la circulation routière, on utilise un grand nombre de lampes à incandescence dans les feux de signalisation. Ces lampes sont commutées par des contacts mécaniques logés dans des dispositifs de commutation. Les lampes à incandescence actuelles présentent deux inconvénients importants pour leur utilisation dans les installations de signalisation routière : une durée de vie limitée et un comportement de conducteur à froid. Ces deux inconvénients créent un risque du point de vue de la sécurité ainsi que des frais de fonctionnement élevés du fait de l'entretien nécessaire, à intervalles rapprochés. Le risque relatif à la sécurité réside dans la très forte probabilité de défaillance des circuits de courant des diverses lampes de cette installation de signalisation.A titre d'exemple, il peut être très dangereux que le signal "rouge" soit défaillant pour un flux de circulation auquel appartient par des panneaux appropriés la priorité lorsque l'installation est coupée, l'autre direction de circulation recevant simultanément le signal "vert, Une telle défaillance du circuit des lampes peut résulter d'une rupture du filament de. la lampe à incandescence ou encore d'un contact treks usé. Comme lampes à incandescence, on utilise açtuellement des lampes de signalisation présentant une grande sécurité par rapport aux lampes usuelles. Pour les lampes de signalisation, les fabricants garantissent jusqu'à une durée de vie de 1 750 heures avec des proportions de défaillance anférieures à 2.-. Cela signifie, du point de vue statistique, qu'a' chaque croisement d'importance moyenne, équipé de 50 lampes, au moins une lampe est défaillante même si l'on remplace préventivement toutes les lampes avant d'arriver à la fin de la durée de vie correspondant à 1 750 heures, ctest-à-dire sensiblement tous les quatre mois, par des lampes neuves. Les défaillances des contacts de commutation mécaniques ne sont pas aussi élevées que les précédentes mais elles sont des éléments importants pour les installations de sécurité. Pour une charge correspondant à une lampe classique de 300 W (par exemple 3 feux de signalisation munis de lampes à 100 W, branchées en parallèle), les contacts doivent commuter des courants à froid de 20 A, au moment du branchement. De tels courants à froid ne sont pas trop importants pour les dispositifs de protection; néanmoins, ceux-ci ne peuvent pas atteindre la durée de vie correspondant à 5.106 commutations (un commutateur doit avoir une durée de vie de 10 ans et doit commuter chaque circuit de lampes, en moyenne une fois par minute, c'est-à-dire 5 5.10 fois par an).Les relais atteignent sans difficulté 8 une durée mécanique correspondant à 108 commu-tations, mais ces relais ne sont généralement pas dimensionnés pour des charges aussi importantes. Si l'on opte pour un compromis acceptable du point de vue commercial entre la qualité (durée de vie) et le prix, il faut compter avec des défaillances entre les vérifications dans le cas de vérifications d'entretien trimestrielles, au cours desquelles on vérifie les contacts de commutation. Pour ces raisons, on prévoit des dispositifs de sécurité de signaux pour les dispositifs de commutation. De telles sécurités de signaux vérifient que tous les flux de circulation antagonistes de ceux pour lesquels le trafic est libéré indiquent le signal rouge avec sécurité. On utilise également des sécurités de signalisation qui surveillent la présence simultanée de signaux verts pour des feux de signalisation correspondant à des flux de circulation incompatibles. Avant l'utilisation de tous ces types de sécurité de signaux, il est prévu individuellement pour chaque croisement un tableau dit "de compatibilité" qui, par exemple pour la surveillance des lampes rouges, indique les groupes de signaux qui doivent être au rouge lorsqu'un groupe de signaux n'est pas au rouge (c'est-à-dire est vert). Lorsque la sécurité des signaux est sollicitée, l'installation de signalisation de circulation du croisement correspondant est coupée par des signaux intermédiaires appropriés (par exemple groupe de signaux pour véhicules "signal jaune"; groupe de-signaux pour piétons, "signal rouge"). Gr ce à de telles sécurités de signaux, on évite tout risque et notamment tout risque qui pourrait provenir des inconvénients mentionnés ci-dessus, inhérents aux lampes à incandescence. Toutefois, cet accroissement de la sécurité augmente les dépenses, notamment par l'installation des sécurités de signaux et l'entretien de ces diverses sécurités. Le nombre de défaillances de lampes à incandescence et de leurs contacts de commutation ne peut pas être diminué par des sécurités de signaux. Csest pourquoi il faut conserver au complet l'effectif des sections dtentretien de chaque localité. Or, pour réduire ce service onéreux, la tendance actuelle consiste à rendre les dispositifs de commutation plus sûrs et notamment les commutateurs de lampes. A la place des contacts mécaniques, on utilise des semi-conducteurs tels que des thyristors bipolaires encore appelés "trials". Ces semi-conducteurs ne présentent pas d'usure comme les contacts mécaniques. Ces améliorations entraînent nécessairement une augmentation des frais et ne constituent pas en fait une solution au problème proprement dit qui réside dans les lampes à incandescence. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients des lampes a' incandescence et. des contacts de commutation dans les installations de signalisation lumineuse. A cet effet, l'invention concerne une installation du-type indiqué ci-dessus, installation caractérisée en ce que tous les feux de signalisation faisant partie d'un groupe de feux de signalisation sont éclairés par une source lumineuse commune logée dans le dispositif de commutation et alimentant les divers champs lumineux des feux de signalisation par des conducteurs optiques distincts, les flux lumineux étant commandés par des écrans de commande qui peuvent être interposés entre la source lumineuse et les entrées de lumière des conducteurs optiques. Suivant une autre caractéristique de l'invention, tous les feux de signalisation dsun croisement sont alimentés par une même source lumineuse. Il est également avantageux d'avoir, entre la source lumineuse et les entrées correspondantes, des conducteurs optiques, des moyens de focalisation teintés ou des filtres teintés, pour les divers champs lumineux. On peut également prévoir les écrans de commande des divers courants lumineux de tous les feux de signalisation dgun croisement, sur une bande opaque, qui avance pas à pas ou en continu. Il peut s'agir par exemple d'une bande métallique qui comporte des passages pour la lumière correspondant au plan de signalisation des feux de signalisation d'un croisement. Les progrès technologiques dans le domaine des conducteurs optiques ou conducteurs de lumière et notamment dans le cas des conducteurs optiques à fibres de verre permettent ainsi de remédier aux causes originales des inconvénients cidessus et non seulement d'améliorer le fonctionnement dans les installations de signalisation lumineuse. De cette façon, il est possible de remplacer toutes les lampes à incandescence des feux de signalisation dgun croisement par une source lumineuse centrale et les contacts électriques par des écrans de commande lumineuse pratiquement inusables. La source lumineuse centrale peut par exemple être une lampe à halogène, de forme tubulaire, ou encore une lampe à décharge de gaz comme par exemple les lampes métal-halogène à rendement lumineux élevé et spectre lumineux suffisamment large. Cette dernière solution offre notamment des fractions suffisantes dans le domaine des spectres rouges, jaunes et verts. La lumière doit passer par des moyens optiques comme par exemple des miroirs, des condenseurs et des lentilles pour être focalisée suivant une fente étroite ou même sous forme ponctuelle pour diminuer encore plus les pertes de lumière. Suivant une autre caractéristique de l'invention, des moyens de focalisation optiques teintés ou des filtres lumineux correspondants sont prévus entre la source lumineuse et les entrées de lumière correspondantes des conducteurs optiques pour les divers champs lumineux. Suivant une autre caractéristique de l'invention, tous les champs lumineux d'un croisement de route sont surveillés par un conducteur optique de surveillance et tous les conducteurs optiques de surveillance d'un feu de signalisation sont surveillés en commun par un élément électrique photo-sensible. Suivant une autre caractéristique de l'invention, toutes les cellules photo-électriques dgun croisement peuvent commander un commutateur d'alarme en cas de défaillance d'un feu de signalisation, par l'intermédiaire d'une porte ET ou d'une porte OU. Enfin, le commutateur d'alarme peut couper la source lumineuse principale du croisement et brancher la source lumineuse auxiliaire pour alimenter les signaux d'alarme ou les signaux provisoires du croisement. La source lumineuse commune et les conducteurs optiques allant vers les divers champs lumineux offrent un degré de sécurité élevé. En cas de défaillance de la source lumineuse, tous les champs lumineux sont coupés et, lorsque la source lumineuse fonctionne, les conducteurs optiques assurent l'alimentation des champs lumineux. Comme, en outre, -les écrans de commande des divers courants lumineux commandent les signaux à afficher, on évite les difficultés liées aux contacts électriques. Pour les deux raisons citées et du fait du blocage de ces écrans de commande contre l'apparition acciden- telle d'un signal "vert" antagoniste,-il suffit pratiquement de limiter la surveillance à la disparition accidentelle d'un signal lumineux, par exemple par la rupture diun conducteur optique ou du fait du biocage du signal vert.Pour cela, il suffit de constater qu'un champ lumineux de chaque feu distinct de signalisation s'éclaire. A cet effet, de façon simple, on utilise un conducteur optique de signalisation en retour ou de surveillance pour les trois champs lumineux d'un même feu de signalisation. Ces trois signaux de vérification peuvent être réunis dans un même conducteur optique de vérification pour être surveillés par une cellule photo-électrique. La présente invention sera décrite plus en détail, à titre d'exemple non limitatif, à l'aide des dessins annexés, dans lesquels - - La figure 1 représente un croisement routier simple, ainsi que les générateurs de signaux et les flux de circulation; - La figure 2 représente une table de compatibilité du croisement de circulation; - La figure 3 représente un dispositif de commutation commun pour le croisement et les deux générateurs de signaux lumineux correspondants; - La figure 4 représente le montage des écrans de commande et de verrouillage pour les quatre générateurs de signaux du croisement; - La figure 5 représente un tableau de fonctions logiques des écrans de commande et de verrouillage; - La figure 6 représente le dispositif de surveillance des signaux lumineux. Les quatre flux de véhicules 1 à 4 du croisement routier Kr sont réglables selon la figure 1 par quatre générateurs de signaux (feux de signalisation) Sgl-Sg4. Il est évident que, lorsqu'on autorise la circulation suivant le flux 2, on interdit la circulation suivant les flux 3 et 4. Les lampes d'interdiction (arrêt) des feux de signalisation Sg3, Sg4 doivent ainsi s'allumer lorsque la lampe d'autorisation est mise en oeuvre par le feu Sg2. Cela sera rendu sûr par les moyens décrits ultérieurement. A la figure 2, on a représenté un tableau de compatibilité pour les feux de signalisation Sgl--Sg4. A la figure 3, on a représenté un dispositif de commutation commun Sch pour le croisement Kr et les feux de signalisation Sgl-Sg4. Dans le dispositif de commutation Sch, la lampe tubulaire La éclaire l'optique Op par l'intermédiaire du réflecteur Re. Lsoptique Op a une partie supérieure rouge, une partie centrale verte et une partie inférieure jaune comme cela est matérialisé par diverses hachures. Derrière l'optique Op, on a un ruban métallique Ba, analogue à une bande perforée. Ce ruban Ba est programmé en fonction du plan de signalisation prévu pour les feux de signalisation Sgl-Sg4 et il est avancé pas à pas ou en continu par un moteur non représenté. Il assagit alors d'une commande de positionnement. Derrière la bande métallique Ba qui sert d'écran de commande, on remarque les orifices d'entrée des conducteurs optiques Lii1-Li43, qui vont aux divers champs lumineux des feux de signalisation Sgl-Sg4. La mise en oeuvre du champ lumineux rouge du feu Sgl et du champ lumineux vert du feu de signalisation Sg4 est représentée par les rayons lumineux. Les champs lumineux des divers feux de signalisation Sgl-Sg4 ne comportent pas de réflecteurs, mais simplement un condenseur Ko et une optique de dispersion St, derrière l'orifice de sortie de lumière des conducteurs optiques Lill-Li43. Comme il nly a pas de réflecteur, les divers champs lumineux ne peuvent s'éclairer accidentellement, par suite d'une lumière incidente. Par l'utilisation d'une seule source lumineuse La, on assure en pratique que tous les champs lumineux s'allument suivant le plan prévu, si la bande métallique Ba commute correctement. Cette solution assure également qu'en cas d'extinction de la lampe commune La, tous les champs lumineux s'éteignent, ce qui évite par exemple l'éclairage accidentel dsun seul champ lumineux vert en l'absence des champs lumineux rouges correspondants. Le montage de la figure 4 permet de relier les quatre feux de signalisation Sgl-Sg4 par groupe de signaux. La lampe tubulaire La fournit la lumière commune pour tous les feux de signalisation. Cette lumière est focalisée par des lentilles collectrices Sal-Sal6 en aval, dont les quatre premières sont vertes, les quatre suivantes rouges et les huit dernières jaunes. Le faisceau lumineux parallèle fourni par les lentilles collectrices SalrSal6 est dirigé sur les tiroirs Sill-Si24 servant d'écrans de commande. Les passages de lumière Du permettent aux rayons lumineux arriver sur les orifices d'entrée Oel-0e16 des conducteurs optiques Lill-Li43. Parmi ces tiroirs Sill-Si24, on distingue les zones efficaces pour la commande des rayons lumineux et qui sont hachurées de façon simple ainsi que les zones déterminantes pour lssinter- diction du vert et qui sont hachurées par des traits croisés. Les tiroirs de commande Si13, Sil4, Si21 et Si24 sont en position inférieure de repos et les tiroirs de commande Sill, Sil2, Si22, Si23, tirés vers le haut en position de travail. Dans le tableau de fonctionnement de la figure 5, on a représenté la commande des images des signaux "rouges", "rouges/jaunes", "verts" et "jaunes", correspondant aux positions de commande possibles des tiroirs de commande Sill et Si21 du feu de signalisation Sgl. La position des divers tiroirs de commande de la figure 4 montre que le feu de signalisation Sgl est jaune, le feu Sg2 est vert, le feu Sg3 est rouge/vert-et le feu Sg4 est rouge, la mise en oeuvre étant assurée par la lumière transmise par les conducteurs optiques Lil2, Li23, Li31/Li33 et Li41. La table de compatibilité de la figure 2 montre que les deux feux de signalisation Sgl et Sg2 peuvent être verts. C'est pourquoi dans la zone caractérisée par des hachures croisées, des tiroirs de commande Sill et Si12, on peut avoir les perçages Bol, Bo2 pour l'éclairage des feux de signalisation Sgl, Sg2. Comme les feux de signalisation Sg3 et Sg4 sont compatibles pour les tiroirs de commande correspondants Si13, Sil4, on a des perçages Bo3, Bo4. On voit ainsi que, dans la position de l'ensemble des tiroirs selon la figure 4, on tire le tiroir de commande Sil3, celui-ci coupe l'alimentation lumineuse du feu de signalisation Sg2 et coupe ainsi le feu vert du signal Sg2. Pour représenter l'état "rouge/jaune" et "jaune", on a prévu pour chaque feu de signalisation deux passages Du dans les tiroirs de commande Sill à Si24. Ce n'est que grâce à ces deux possibilités qu'un faisceau lumineux peut arriver dans les conducteurs optiques Lil2, Li2 et arriver sur le champ d'éclairage jaune du feu de signalisation correspondant. La figure 6 montre l'éclairage de deux feux de signalisation Sgl, Sg4 par une source lumineuse principale La, commune, à l'aide de conducteurs optiques correspondants Lil, Li4. Chaque champ lumineux de ces feux de signalisation Sgl ... Sg4 est détecté par un conducteur de surveillance, par exemple Rmll-Rml3s qui détecte la lumière et envoie le faisceau lumineux par un conducteur optique de vérification Rml, commun, à la cellule photo-électrique Fol. Toutes les cellules photo-électriques Fol ... Fo4, etc, sont branchées en série et maintiennent fermé le commutateur d'alarme Al par l'intermédiaire du transistor Tr, aussi longtemps qu'au moins un champ lumineux des quatre feux de signalisation Sgl ... Sg4 est éclairé. Par contre, lorsqu'aucunchamp lumineux Sgl ... Sg4 n'est éclairé, par exemple par suite d'une coupure de ligne, le commutateur d'alarme Al se déclenche et coupe l'alimentation lumineuse de tous les feux de signalisation Sgl ... Sg4 en coupant la source lumineuse principale La. Le commutateur d'alarme Al branche également une source lumineuse auxiliaire Hil qui met en oeuvre les champs lumineux jaunes des feux de signalisation Sgl ... Sg4 par des conducteurs optiques particuliers Lilî-Lil4. On peut faire clignoter les feux jaunes à l'aide d'une installation de clignotement non représentée. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir duquel on pourra prévoir d'autres formes et d'autres modes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 10) Installation de signalisation lumineuse, de préférence pour la circulation routière ou ferroviaire, installation dont les feux de signalisation comportent des champs lumineux pour des signaux différents, ces champs étant commandés par un dispositif de commutation distinct des feux de signalisation, installation caractérisée en ce que tous les feux de signalisation faisant partie dgun groupe de feux de signalisation sont éclairés par une source lumineuse commune logée dans le dispositif de commutation et alimentant les divers champs lumineux des feux de signalisation par des conducteurs optiques distincts, les flux lumineux étant commandés par des écrans de commande qui peuvent être interposés entre la source lumineuse et les entrées de lumière des conducteurs optiques. 20) Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que tous les générateurs de signaux d'un croisement sont éclairés par une même source lumineuse. 30) Installation selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que des moyens de focalisation optiques sont prévus entre la source lumineuse et les entrées de lumière des conducteurs optiques correspondants. 40) Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3; caractérisée en ce que des moyens de focalisation optiques teintés ou des filtres lumineux correspondants sont prévus entre la source lumineuse et les entrées de lumière correspondantes des conducteurs optiques pour les divers champs lumineux. 50) Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les écrans de commande des divers flux lumineux de tous les feux de signalisation dgun croisement sont formés par une bande non transparente, qui-avance en continu ou pas à pas, par exemple une bande métallique munie de passages de lumière correspondant au plan de signalisation des feux de signalisation d'un croisement. 60) Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caracterisée en ce que chaque groupe de feux de signalisation comporte un écran de commande muni de passages de lumière correspondants pour créer les signaux lumineux "rouge" et "jaune". 70) Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce quelle comporte, pour chaque groupe de feux de signalisation, deux écrans de commande mobiles de façon distincte et placés l'un derrière l'autre, ces écrans de commande ayant des passages de lumière pour créer les trois signaux distincts "rouge", "jaune" et "vert". 80) Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle comprend pour chaque groupe de signalisation deux écrans de commande successifs coulissant de façon séparée, et comportant des passages de lumière correspondant pour créer les quatre signaux distincts "rouge", "rouge/jaune, vert, jaune". 90) Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'elle comporte deux flux lumineux commandés par les écrans de commande pour créer les signaux "rouge/jaune et jaune" pour chaque suite de signaux, ces flux lumineux étant envoyés par un conducteur optique commun vers le champ lumineux correspondant. 100) Installation selon l'une quelconque des revendications 7, 8 et 9, caractérisée en ce que les passages de lumière de deux écrans de commande d'un groupe de signaux sont prévus de façon que les deux écrans de commande en position de repos fournissent le signal "rouge", qu'ils fournissent en position de. travail le signal "vert" et que, lorsque le premier se trouve en position de travail et le second en position de repos, cela corresponde au signal "jaune" tandis que, pour la position inverse, on a le signal "rouge/ jaune". 110) Installation selon l'une quelconque des revendications 6 à 10, caractérisée en ce que les écrans de commande sont mobiles dans la direction verticale et coulissent en position de travail contre la force de gravité ou la force exercée par un ressort. 120) Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisée en ce qu'elle comporte des écrans de commande prévus entre la seule source lumineuse et les-entrées des conducteurs optiques alimentant les divers champs lumineux de tous les feux de signalisation d-'un croisement, ces écrans de commande étant réalisés de façon que tous les feux lumineux autorisant simultanément le passage des véhicules ne puissent s'allumer que si les flux de circulation correspondants ne sont pas opposés du point de vue de la table de compatibilité de ce croisement. 130) Installation selon l'une quelconque des revendications 6 à 12, caractérisée en ce que tous les écrans de commande des feux de signalisation d'un croisement sont placés les uns à la suite des autres dans~la lu-direction --de passage des faisceaux lumineux, au moins l'un des deux écrans mettant en oeuvre un champ lumineux d'autorisation de passage, présente des interdictions pour tous les autres champs lumineux d'autorisation du croisement, qui ne peuvent être mis en oeuvre que par compatibilité géométrique avec les autres champs lumineux d'autorisation 140) Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisée en ce que tous les champs lumineux dgun croisement de route Sont surveillés par un conducteur optique de surveillance et tous les conducteurs optiques de surveillance d'un feu de signalisation sont surveillés en commun par un élément électrique photo-sensible. 150) Installation selon llune quelconque des revendications 1 à 14, caractérisée en ce que tous les éléments électriques photo-sensibles d'un croisement sont reliés par un montage logique (ET ou ou-), pour actionner.un commutateur d'alarme en cas de défaillance d'un feu de signalisation. 16 ) Installation selon la revendication 15, caractérisée en ce que le commutateur d'alarme coupe la source lumineuse principale commune du croisement et branche une source lumineuse auxiliaire alimentant des signaux d'avertissement ou des signaux provisoires pour le croisement. 170) Installation selon la revendication 16, caractérisée en ce quelle comporte des conducteurs optiques particuliers branchés entre la source lumineuse auxiliaire et les champs lumineux correspondants des feux de signalisation pour les signaux d'avertissement ou signaux provisoires. 180) Installation selon l'une quelconque des revendications 16 et 17, caractérisée en ce que le commutateur d'alarme fait clignoter la source lumineuse auxiliaire par un commutateur-interrupteur. 190) Installation selon la revendication 15, caractérisée en ce que le commutateur d'alarme actionne un générateur d'alarme dans le poste central. 200) Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 19, caractérisée en ce que les divers champs lumineux des feux de signalisation ne comportent pas de réflecteur mais un condenseur ainsi qu'une optique de dispersion non teintés.