Brevet FR2238627A1 — publié le 19750221

la présente invention concerne un système de commande et de contrtle automatiques des déplacements de véhicules guidés sur des voies ferrées ou autres supports. Tftaugmentation souhaitée du débit des systèmes de transport guidés a imposé l'utilisation de dispositifs de pilotage automatique des véhicules guidés avec leurs dispositifs de contrale. les premières applications ont été faites sur les chemins de fer métropolitains où actuellement fonctionnent des dispositifs de pilotage utilisant des informations transmises aux trains soit directement par les rails sous la forme de codes, soit à l'aide d'un cible programme à géométrie particulière. Ces dispositifs de pilotage ont été appliqués à des équipements lourds du type chemin de fer métropolitain à gros débit. Ltévolution de la conception des systèmes de transport impose de concevoir de nouveaux procédés de pilotage assurant une optimisation du temps séparant deux convoie. On utilise pour cela un dispositif de contre faisant intervenir la distance et la vitesse relative entre ces deux convois. Un disposition de pilotage, quel que soit son mode de fonctionnement, remplit seul et en sécurité les fonctions suivantes - départ du train de la station, - circulation entre deux stations en respectant les limitations de vitesse et les indications de sigIaIleation, - arrest du train à la station suivante avec une précision donnée. les dispositifs de pilotage connus sont commandés par un programme de marche inscrit de façon définitive dans la voie sous forme électrique et par un ensemble électronique à bord du véhicule qui maintient la vitesse du train à la valeur commandée par le programme en agissant sur les organes de traction ou de freinage. Ce programme peut titre constitué par un cible électrique parcouru par un courant alternatif, présentant des décrochements ou "chevrons" délimitant des segaents de longueur variable. Ces segments correspondent à un temps de parcours To ou temps de base.Si le temps de parcours effectif d'un segaent est plus long (respectivement plus court) que To, c'est que le train va trop lentement (respectivement trop vite) et le dispositif à bord du véhicule commande un ordre d'accélération (respectivement ordre de freinage). Ainsi au départ d'une station, on trouve en général des segments de longueur relativement grande de façon à commander un effort de traction élevée, par contre, dans les zones de ralentissement ou d'arrdt, les segments ont des longueurs faibles. La présente invention a pour but de perfectionner les techniques utilisées pour le pilotage classique, telles que celles utilisant un cible au sol, afin de les adapter aux nouvelles contraintes imposées par les systèmes qui, en plus des fonctions précédemment déerites, permettent dlacerocher deux véhicules successifs ou de pousser un véhicule en panne par le véhicule suivant. Cette fonction particulière nécessite deux informations ; la distante et la vitesse relative entre deux véhicules. I1 est très difficile d'obtenir ce résultat par la programmation rigide des vitesses à partir d 'un cible programme. Selon une caractéristique de l'invention, 11 équipement au sol est constitué de lignes de ',plots" espacés de façon variable le long de la voie. LT équipement à bord du véhicule comporte des capteurs, associés aux ditSérn,ntes lignes de plots, fournissant des impulsions de commande à un ensemble électronique élaborant les informations à communiquer à un dispositif de pilotage automatique. Ce dispositif de pilotage autamatique ne fait pas partie de l'invention. Lsinvention sera mieux comprise en ses caractéristiques et avantages à l'aide de la description d'un mode de réalisation donne à titre d'exemple en référence aux dessins annexés - la figure 1 représente un ctble programme selon l'art antérieur - la figure 2 représente la disposition des plots, entre deux stations, sur deux lignes, vitesse et référence - la figure 3 représente la disposition des plots à l'approche et au long d'une station, sur trois lignes - la figure 4 représente l'équipement de commande et de sécurité à bord du véhicule. La figure 1 représente un cible programme connu. Ce cable est parcouru, en fonctionnement, par un courant alternatif et présente des décrochements délimitant des segments de longueur Xs. le temps de parcours To d'un segment a été choisi à un optimum de 300 ms. Ce cable programme émet un champ magnétique variable selon la distance du cible au capteur, capté par l'équipement à bord du véhicule qui permet de commander la vitesse du train. La figure 2 représente la disposition des plots, entre deux stations selon l'invention, répartis en deux lignes le long de la voie. Ces deux lignes de plots sont disposées de part et d'autre de l'axe central de la voie ou suivant toute position permettant une différentiation suffisante entre les deux lignes par un équipement à bord du véhicule. La dispositif des plots est telle que, sur la ligne V ou ligne de vitesse, les plots sont disposés suivant la loi de vitesse, c'est-à-dire suivant des positions analogues i celles des décrochements du cible programme connu. Sur la ligne R ou ligne de référence les plots sont intercalés avec ceux de la ligne vitesse de façon à former avec eux, une suite à espacement constant. Ces plots sont des éléments passifs, par exemple des plaques métalliques associées à des capteurs de proxi- mité à bord des véhicules ou des éléments de nature quelconque pourvu qu'ils soient associés à des capteurs appropriés (systèmes optiques ou systèmes à effet Hall), A chaque ligne de plots sera donc associé un capteur, respectivement capteur de vitesse et capteur de référence pour les lignes de vitesse et de référence. Ces capteurs fournissent des impulsions à un ensemble logique de commande et de sécurité, lorsqu'ils détectent les plots au sol . Les impulsions provenant du captour de vitesse permettent de commander la vitesse ; les impulsions provenant du capteur de référence permettent de contrtler celles du capteur de vitesse, puisqu'il ne peut y avoir simultanément un plot sur la ligne vitesse et un plot sur la ligne référence à la mime abscisse ; les impulsions provenant des deux capteursns distinction d'origine permettent de contrôler la distance parcourue par le véhicule à partir d'un instånt donné, en particulier à partir d'un instant où un véhicule précédent a été détecté et contrôleur ainsi la distance séparant deux véhicules, au cas où on voudrait accrocher ledit véhicule au véhicule précédent. La figure 3 représente la disposition des plots le long d'une station d'arrdt, répartis en trois lignes : Ia ligne V ou ligne de vitesse sur laquelle les plots sont disposés, comme précédemment selon la lol de vitesse ; la ligne R ou ligne de référence sur laquelle les plots sont disposés avec un espacementoenstant le long de la station ; une troisième ligne A ou ligne d'arrdt sur laquelle les plots sont disposés de la même façon que sur la ligne référence. Cette disposition particulière le long d'une station est nécessaire car pour permettre un arrêt en station les plots de la ligne de vitesse doivent etre distants dune longueur inférieure à l'espa- cement constant de référence. Dans ce cas, le contrôle des distances est obtenu par les impulsions provenant du capteur de référence et du capteur d'arrdt, correspondant à la ligne d'arrôt > sans tenir compte de la ligne de vitesse. La figure 4 représente l'équipement dé commande et de sécurité à bord du véhicule qui comprend, en plus des trois capteurs précédemment décrits et désignés sur cette figure par CV, CR et CA, un ensemble logique de contrôle. En effet le système de commande est un système qui doit fonctionner en sécurité, c'est-d-dire contrôler qu'il n'y a pas d'informations anormales. Ces informations anormales peuvent titre - soit des informations parasites supplémentaires captées par l'un des capteurs - soit une absence d'information sur l'un des capteurs corres pondant- par exemple à une panne d'un capteur ou à un plot non détecté ou détruit. Cette absence d'information donnerait une erreur dans la mesure de distance ou entrainerait une accélération non justifiée du véhicule. le dispositif de pilotage P ne fonctionne en marche normale que si une impulsion d'autorisation lui est donnée par la porte OU, 10 dont l'une des entrées est reliée à CA tandis que la seconde est reliée à CV. Cette impulsion commande une accélération si les deux tops consécutifs sont espacés de plus que le temps de référence et une décélération si les deux tops consécutifs sont espacés de moins que le temps de référence. Suivant la description de la disposition des plots sur les différentes lignes donnée précédemment, il est anormal d'avoir simultanément une information sur CR et sur CV sans en avoir une sur CA et CV simultanément. La sortie d'une porte NAdS 11, dont l'une des entrées est reliée à Cv tandis que l'autre est reliée à CA, est reliée d'une part à une porte ET, 12, à deux entrées, d'autre part à une porte ET, 14 à trois entrées. La seconde entrée de la porte ET, 14 est reliée à CV tandis que la troisième est reliée à CR. La sortie de cette porte ET 14 est reliée à un système d'alarme A qui bloque le dispositif de pilotage P en provoquant un arrêt d urgence. La seconde entrée de la porte 12 est reliée à Cv tandis que sa sortie est reliée à une porte OU, 13 doslt l'autre entrée est reliée à CR. L'ensemble logique formé par les trois portes 11, 12, 13 permet de choisir les informations à prendre en compte pour détecter les impulsions manquantes. Cette détection, qui correspond à un contrôle de vitesse, est effectuée de la façon suivante . Un compteur de vitesse réelle, non représenté, donne la vitesse V du véhicule sous forme digitale. Cette vitesse V est traitée dans un compteur i . De la vitesse réelle du véhicule, on ne retient que le chiffre des dizaines si la vitesse est donnée en km/h, donc un nombre de trois chiffres binaires, auquel on ajoute un quatrième chiffre binaire de poids 4 qui sera toujours 0. Ces quatre bits sont inversés. Ainsi, si la vitesse du véhicule est 68 km/h, on obtient G, donc 110, puis 0110 et enfin 1001. Ce nombre est décompté en fonction de la fréquence d'une horloge 4, ladite fréquence étant liée à ltespacement de base de deux plots, donc au temps de base. Un top fourni au dispositif de transfert 2 par la sortie de la porte OU, 13, autorise le début du déçomptage dans le décompteur 3, du nombre calculé dans 1 comme indiqué cidessus. Les caractéristiques du compteur, du décompteur et de la fréquence d'horloge sont telles que, normalement, le décompteur ne peut atteindre O entre deux tops de référence consécutifs, quelle que soit la vitesse du véhicule, le compteur étant rechargé à chaque top de référence par la nouvelle valeur de la vitesse. An cas où un top manquerait, le décompteur ne serait pas réarmé et atteindraitt O avant le top suivant. Ce décompteur est relié à un circuit 5 qui donne une impulsion logique sur sa sortie lorsque le décompteur passe par Q. Ce circuit est relié à l'une des entrées dune bascule 7 dont l'autre entrée est reliée à la porte OU, 13. L'impulsion obtenue b la sortie de 5 permet le basculement de 7 en position 1. La sortie de 7 est reliée à une entrée d'une porte ET, 16, dont l'autre entrée est reliée à la sortie d'une bascule 6* 'a sortie de la porte ET, 16, est reliée à une entrée d'une bascule T 2 l'autre entrée étant reliée d un dispositif de réarmement 18. La sortie de 8 est reliée d'une part au dispositif d'alarme A, d'autre part a une entrée de la bascule 6, l'antre entrée de 6 étant reliée à la sortie de la porte OU, 13. Cette partie du dispositif fonctionne de la façon suivante : le signal obtenu à la sortie de la bascule 7 lorsque le décompteur a atteint O est ajouté au dernier top gardé en mémoire dans la bascule 6 et provoque l'arrêt d'urgence par le dispositif d'alarme. La présence de cette alarme "bloque" le circuit de détection des informa tions manquantes en "forçant" à O la bascule 6. L'alarme est gardée en mémoire dans la bascule 8 et ne peut être supprimée que par le réarmement de la bascule 8. Ce circuit permet donc un contrôle des informations données aux capteurs et un arrêt d'urgence au cas où une information anormale, telle que définie précédemment, est détectée. En fonctionnement normal, un avantage du dispositif suivant l'invention, est donné par la possibilité d'accostage de deux véhicules, soit pour modifier la longueur du premier et augmenter ainsi sa capacité, soit pour permettre "d'éliminer" un véhicule en panne en le poussant avec le train suivant. Ces deux opérations se font en toute sécurité.. En effet, l'équipement de commande et de sécurité à bord du véhicule, comporte, outre les éléments définis précédemment, un radar longue distance RI qui détecte les obstacles sur la ligne & partir de 500m par exemple. Lorsqu'il y a détection d'un obstacle, ce radar R1 envoie une impulsion b un circuit de contrôle des distances lorsque l'obstacle, en particulier le train précédent, est & une distance déterminée, 70m par exemple. A cet instant, le véhicule va ralentir et le contrôle simultané de deux lignes de plots, vitesse et référence entre deux stations, référence et arrêt le long d'une station sera déclenché pour mesurer la distance & parcourir. Ce contrôle des distances est obtenu de la façon suivante . Deux présélecteurs P1 et P2 sont chargés d'une grandeur égale à la distance prédéterminée, 7Cm, divisée par l'espacement de référence. le radar Ri est relié d'une part à une entre d'une porte ET, 15; dont autre entrée est/la sortie de la porte OU, 13, d'autre part aux deux présélecteurs P1 et P2 et à un circuit de comparaison 9. Deux décompteurs Dl et D2 reliés respectivement à Pi et P2 décomptent le nombre chargé dans P1 et P2 au rythme des impulsions fournies & la sortie de la porte ET, 15, c'est-à-dire au rythme des impulsions four- nies aux capteurs pour le contrôle de distance. les états de ces deux décompteurs sont comparés à chaque instant dans le circuit de comparaison 9 relié & D1 et D2. Si pour une raison quelconque, un écart se crée entre les états des deux décompteurs le circuit de comparaison 9 relié au dispositif d'alarme A déclenche 1' arrôt d'urgence. Dans le cas contraire, les décompteurs D1 et D2 fournissent simultanément deux impulsions à la porte ET, 17 qui est reliée au dispositif de pilotage et en autorise le fonctionnement normal si un radar d'accostage R2, prévu pour les distances inférieures à 4m n'a pas été déclenché pour la procédure d'armet si les décompteurs atteignent la valeur 0. Bn effet, si ces décompteurs atteignent O, la distance entre les deux véhicules est inférieure à 4m et on provoque l'garrot ou un ralentissement suffisant pour permettre l'accos- tage des deux véhicules. Ce système de commande et de contrôle automatique des déplacements de véhicules guidés est en particulier applicable à de petits véhicules, par exemple à des wagons pouvant se déplacer de façon autonome que l'on peut grouper facilement par deux ou trois en cas de besoin aux heures de circulation intense. On peut remarquer que, pour accrottre la sécurité du système, le circuit de contrôle des distances peut autre alimenté par une alimentation indépendante, assurant le maintien du contenu des décompteurs en cas de panne d'énergie. les compteurs et décompteurs utilisés peuvent titre des compteurs et décompteurs électromagnétiques pas à pas qui nécessitent une énergie pour changer de pas mais aucune énergie pour garder leur position. E V E N D I C A T I O N S 1. Système de commande et de contrôle automatiquesdes déplacements de véhicules guidés comportant un équipement à bord de chaque véhicule composé au moins de deux capteurs et d'un équipement logique de commande et de contrôle relié d'une part à ces capteurs, d'autre part à un dispositif de pilotage automatique, et un équipement au sol délivrant des informations aux capteurs, caractérisé en ce que ledit équipement au sol est composé d'au moins deux alignements de plots dits lignes de vitesse et ligne de référence, disposés le long du support des véhicules, chaque ligne étant explorée par un capteur, lesdites informations délivrées par les plots permettant d'une part la commande de vitesse dudit véhicule, d'autre part la mesure de la distance parcourue par ledit véhicule. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les plots de la ligne de vitesse sont répartis suivant des espacements variables en fonction de la loi de vitesse, chaque intervalle étant parcouru dans le mtme temps. 3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que le capteur détectant les plots de la ligne vitesse communique la loi de vitesse au dispositif de pilotage automatique. 4. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que les plots de la ligne référence sont répartis, entre deux stations, avec des espacements tels qu'ils forment avec la ligne vitesse une 8uite de plots à espacements constants. 5. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que les plots de la ligne référence sont répartis, le long d'une station, avec des espacements constants, une troisième série de plots ou ligne d'arrêt étant dans ce cas disposée suivant la mesme répartition que la ligne vitesse. 6. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les plots sont des éléments passifs posés sur des supports le long de la voie, détectés par des capteurs de proximité à bord des véhicules, lesdits capteurs transmettant à l'ensemble électronique le profil desdites lignes. 7. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que ltéqui- pement logique de commande et de contrtle comporte un circuit de détection des informations anormales qui déclenche un dispositif d'alarme en cas de détection anormale et d'absence de détection d'un plot. 8 Système selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'équipement logique de commande et de contrôle comporte en outre un circuit de mesure de distance déclenché par un radar longue distance détectant le véhicule précédent à partir d'une distance prédéterminée et contrôlant l'approche dudit véhicule précédent. 9. Système selon la revendication 6 > caractérissé en ce que ledit circuit de mesure de distance est alimenté par une alimentation indépendante e