Brevet FR2317147A1 — publié le 19770204

En combinaison avec un dispositif de freinage sur but (brevet allemand n 1.445;36) on est parvenu au moyen du système récent de commande automatique à--sction par la voie à faire s'arrater les train.savec une précision suffisante aux points de destination gracie à une réglat ion: de lteffort de freinage, et également à améliorer appréclablement la fréquence des trains tout en réduisant la consommation dlénergie comparativement aux systèmes classiques de commande automatique par la voie incluant jusqu' ici une commande manuelle à gradins de la vitesse de marche, l'un de ces gradins correspondant à une vitesse nulle (arrêt), et agissant avec la totalité de lleffort de traction lors du démarrage ou avec la totalité de l'effort de freinage lors d'un freinage. Toutefois, pour rendre possible ces améliorations, les systèmes de commande automatique en cause sont devenus excessivement complexes, comateux et sujets aux perturbations.La meilleure preuve en est le retard survenu au cours de la décennie écoulée dans la construction et dans la mise en service de nouvelles installations. Afin de réduire le-coflt et la probabilité de défaillances, -ont été formulées diverses propositims (brevets allemands n 1.530.344 et n 1.530.378), qui pewent ainsi se résumer - Equiper le nouveau système à action par la voie d'une trans mission des informations non plus par les conducteurs de ligne , mais par les circuits de voie connus; - Réduire lI importance des informations transmises ;; - Et renforcer l'effet de ces mesures par une adjonction d'actions par mode ponctuel, lesquelles assument alors une partie des informations jusqu'à présent transmises par le système a action par la voies Grace à-ees trois artifices, il est possible de réduire appréciablement les investissements globaux sans qu'il en résulte de répercussions sensibles sur la fréquence des trains, et également de rendre le système de commande automatique à action par la voie ou par mode ponctuel ainsi obtenu indépendant des autres en ce qui concerne les perturbations, et à en diminuer l'envergure au point de réduire sensiblement la fréquence des défaillances de la conduite aut somatique . Dans la mesure où les moyens d'action ponctuels n1 assument que des fonctions d'affinage ou de complément par rapport aux fonctions de conduite dévolues au système à action par la voie pour la régulation de marche et de freinage (brevet allemand n 1.530.344) > il faut compter qu'une interruption du flux d'informations parvenant d'un appareil de voie dans le système à action par la voie entrain en toute hypothèse la défaillance totale du ou des cantons de bloc associés. La présente invention se donne en conséquence pour but de concevoir une commande de train qui, en utilisant partiellement les dispositifs de protection existants, permette d'atteindre une sécurité accrue contre les risques de défaillance tout en rendant le système plus simple et moins motteux, et qui rende d'autre part possible une sélectivité de réponse aux perturbations entre les systèmes de commande automatique à action par la voie et à action par mode ponctuel. Ce but est atteint, conformément à l'invention, grace au fait que la conduite assurée au moyen d'un système constitué de préférence d'éléments de commande automatique par la voie est automatiquement transférée, en cas de perturbaticn dans la transmission des informations provenant d'un appareil de voie de ce système, à un système exclusivement constitué d'éléments de commande automatique par mode ponctuel, puis est retransfêrée au premier système une fois cette perturbation éliminée. Hypothèse est ici faite que le nombre des informations à transmettre par le système à action par la voie, ainsi que par le système à action par mode ponctuel soit réduit grtce à des artifices de nature particulière relevant de la technique de la transmission des informations, et sans qu'il en résulte une réduction de la capacité de performance de la conduite automatique.Au cas où une perturbation vient à affecter le système de commande à action par la voie, le système de commande à action par mode ponctuel se trouve alors en état d'assumer en totalité la fonction de régulation automatique du freinage et d'assurer ainsi une conduite entièrement automatique ou, s'il est besoin, une conduite partiellement automatique indépendamment du système perturbé à action par la voie, et ce d sans qLli? oe soit au drirnent ds la satifaction des exigences d'un res- pect absolu de l'horaire et de la cadence de succession des trains tels qu'ils sont par exemple assurés par le système de commande à action par la voie. En outre, le système de commande à action par mode ponctuel est mis en état, en association avec le signal du poste de conduite, et dans l'hypothèse d'une défaillance affectant le système de commande à action par la voie d'un canton de bloc et d'une défaillance additionnelle de la régulation automatique de freinage de l'engin moteur en présence d'un signal fermé ou d'un signal ordonnant une marche à allure lente, de surveiller l'exécution du freinage à commande manuelle par le conducteur du train et, en cas de réaction tardive, de l'assister en recourant à un freinage de secours. Il est prévu à cet effet, ccnformément à l'invention, que le système de commande à action par mode ponctuel soit constitué indépendamment de celui à action par la voie, ceci afin que, lorsqu une perturbation affecte ce dernier, cette perturbation ne puisse intéresser également le système de commande à action par mode ponctuel, lequel bénéficie ainsi d'une sélectivité totale contre les perturbations. Il est pareillement prévu de constituer de façon sélective aux perturbations la régulation de marche et la régulation de freinage, et de les séparer l'une de l'autre de manière à ce que, encas de conduite alternative avec les systèmes de commande à action par la voie et à action par mode ponctuel, et en présence d'une défaillance de la régulation de marche, la régulation de freinage soit encore apte au fonctionnement, et dans llhypothèse d'une défaillance additionnelle de cette régulation de freinage, soit aF core maintenue en état de fonctionnement la fonction de surveillance en association avec le frein de secours. Selon une autre caractéristique avantageuse de llinvention, l'information relative à la vitesse de franchissement du canton de bloc de rang n est mémorisée et est utilisée comme vitesse limite du canton de bloc de rang (n + 1). Ceci permet d'économiser la transmission d'une information spéciale de vitesse limite dans le canton de bloc de rang (n + 1). On peut ainsi éliminer environ un tiers de la quantité totale des informations de base, et des bits ccrrespondants relatifs à la longueur de parcours, à la vitesse limite, et à la vitesse de franchissement. I1 est encore prévu, conformément à l'invention,qu'à l'information "marche à vitessè limite constante" puisse se voir substituée une information alternative du type "marche sur l'erre une fois atteinte la vitesse limite'l, et réciproquement. Pour l'exécution d'un mode de conduite permettant une économie d'énergie grâce à une interruption du courant de marche après la période de démarrage, est transmise, non pas une information de "vitesse de mise hors circuit'1 comportant plusieurs bits, mais seu lement une information alternative ne nécessitant qu' un seul bit. I1 est encore prévu, selon l'invention, que soit mise en place une information alternative "prochain canton de bloc libre" ou "occupé". I1 est de la sorte possible d'initier un freinage d'arret avant la fin de canton en ne recourant qu'à une information d'un seul bit, ou, selon le cas, d'y mettre fin. I1 est encore proposé, selon l'invention, que soit toujours employée,comme critère de chaque nouveau canton de bloc, une informat ion de parcours d'un contenu différent. Ceci permet d'économiser une information de canton qui servirait de critère pour la remise à zéro et le démarrage du compteur de parcours (identification de canton). Get artifice permet de réduire sensiblement l'importance des informations qui doivent être transmises entre le véhicule et la vu ie, et de les répartir simul- tanément de façon favorable entre les systèmes de commande à action par la voie et à action par mode ponctuel. On s'efforcera, pour des raisons d'économie, d'employer pour le système de commande à action par la voie, la simple transmission par circuits de voie, et plus précisément au moyen du procédé de multiplexage temporel, travaillant avec les seuls éléments codés binaires fl et f2 Il y aura lieu en outre de prévoir avant chaque station et aux fins de correction du compteur de parcours, un repère de parcours, lequel peut etre constitué par un aimant d'action nement ponctuel. Afin de maintenir raisonnable la dépense en aimants d'actionnement ponctuel, et de ne pas excèder de manière appréciable le nombre des aimants nécessaires en tant que repères de parcours pour- obtenir un freinage précis sur but en association avec un compteur de parcours et une courbe de freinage sur but électronique,il il est encore proposé, selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, que les aimants d'actionnement utilisés comme repères de parcours pour le système de commande à action par la voie servent simultanément d'éléments pour le système de commande à action par mode ponctuel. Il n'est alors prévu qu'un seul repère de parcours pour chaque signal d'entrée et pour le point d'arrdt dans la station qui le suit, ce repère étant par conséquent constitué de manière commutable. I1 est encore prévu, selon une caractéristique de l'invention, que les aimants d'actionnement du système à action par mode ponctuel soient employés, de la même manière que l'information du système de commande à action par la voie en association avec une courbe de freinage sur but électronique , avec le repère de parcours, et avec un compteur de parcours, pour la surveillance d'exécution de freinage manuel par le conducteur et, en cas de freinage tardif ou perturbé, pour le déclenchement du freinage de secours. les repères de parcours ne sont ainsi pas employés exclusivement pour le système de commande à actionnement par la voie, mais aussi pour le système de commande à actionnement par mode ponctuel, fonctionnant en partie de manière entièrement automatique, et en partie de manière partiellement automatique, inclusion faite de la fonction de surveillance du freinage automatique et, en cas de besoin, manuel. La distance entre le repère de parcours et le signal d'entrée,et par conséquent le point d'arrêt est choisie de telle sorte que soient garantis aussi bien l'arrtt devant un signal d'entrée E fermé, que le freinage sur but au point d'arrêt Z devant le signal d'arrêt H de la station. Il est prévu à cet effet, selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, que les aimants d'actionnement soient commutables sur diverses fréquences de manière à servir de supports d1 informations pour la conduite semi-automatique ou entièrement automatique avec le système à actionnement par mode ponctuel. Il est enfin encore prévu par ltinvention que l'information relative à la vitesse limite puisse etre modifiée grecs à une calculatrice en vue de la régulation automatique de la durée de marche et de la cadence de succession des trains. En plus des informations précitées, sont encore transmises quelques informations auxiliaires courantes de moindre étendue par le système de commande à action par la voie, par exemple une infor nxChn pticte de de décélération de freinage pcur les diverses zones de déclivité rencontrées, cu encore une information pour le déplacement du point d'arrêt dans la station en fonction de la longueur de la rame parmi les longueurs de rame possibles, et par exemple encore en fonction de la position des escaliers de la station. Sur l'unique figure du dessin ci-annexé, sont représentés la position de l'aimant M et d'un présignal V, la distance de freinage normale sb, un signal d'entrée E, la distance de sécurité ssE en arrière de ce signal E, un supplément sU à cette distance pour le cas d'un arrêt imprécis de la rame dans la station, le train T de longueur ST, le signal de sortie A avec disque d'arrêt H et la distance de sécurité ssA en arrière de ce signal A.La distance entre l'aimant et le point d'arret Z est en l'occurrence d'un ordre de grandeur tel que, dans le cas où l'engin moteur est équipé d'un compteur de parcours récent insensible au gisement et d'une régulation de freinage neuve fonctionnant de manière précise, soient garantis aussi bien un arrêt devant le signal E fermé sur la distance sI qu'un arrêt précis sur le point de destination à la distance s11, le parcours sII désignant la distance entre l'aimant M et le point de destination Z.L'utilisation selon le cas de l'aimant M pour obtenir l'arrêt devant le signal E ainsi que pour obtenir l'arrdt sur but dans la station, rend nécessaire la mise en circuit sélective de deux circuits oscillants f1 pour le trajet sI et f2 pour le trajet en en association avec le signal E. En cas de perturbation affec- tant le système de commande à action par la voie dans un canton de bloc, c'est l'aimant M à actionnement par mode ponctuel qui est seul employé pour fournir l'information de distance.Lorsque le système de commande à action par la voie fonctionne de manière correcte, les distances sI et sII sont utilisées par une calculatrice électronique en association avec le compteur de parcours, une courbe de freinage électronique, et le régulateur de freinage d'une manière en elle-mEme connue. En cas de perturbations dans la transmission des informations du système de commande à action par la voie provenant d'un appareil de voie dans le canton de bloc de rang n, le système de commande à action par mode ponctuel coopère alors seul avec appareil du véhicule non affecté par la perturbation. Le repère de parcours M devient en effet opérant et fournit à l'appareil du véhicule 1' indica- tion de la distance sI au moyen du circuit oscillant fl, ou celle de la distance sII au moyen du circuit oscillant f2. Les processus de freinage se déroulent de la mEme manière que dans le cas du fonctionnement du système de commande à action par la voie. I1 est en l'occurrence garanti que la délivrance des informations de sI ou de sII soit surveillée par le compteur de parcours, ceci pour autant qu'au début du canton de bloc de rang n soit reçue l'information de la distance sI et que le compteur de parcours se trouve alors remis à zéro et redémarré, ceci du fait que l'emplacement de l'aimant considéré peut titre déterminé à partir de la valeur (sI - s}i). Dans cette expression, sI désigne la longueur du canton de bloc de rang n, et sM le parcours effectué depuis le début du bloc.On dispose en outre, dans le véhicule, et à partir du télégramme d1 informations du canton de bloc de rang (n - 1), de la vitesse limite du canton de bloc de rang n, en sorte que, avant le freinage, la totalité du déroulement de la marche peut titre surveillée par fl ou par f2. La conduite à l'intérieur du canton de bloc de rang n se déroule par conséquent de façon entièrement automatique sous le contrôle du système de commande à action par de ponctuel. Dans le cas d'espacements Inhabituellement importants entre stations, on se trowe en présence de plusieurs cantons de bloc (ns n + 1 n + 2 ...) dans le cas d'exploitations à fort trafic. Dans le canton de rang (n + 1), et en présence d'une perturbation du système de commande à action par la voie dans le canton de rang n, se trouve naturellement assurée une conduite semi-automatique dans le canton de rang (n + 1), ceci du fait que 1'information de vitesse limite n'est pas transmise à ce dernier. il est nécessaire, à cet effet, de prévoir un repère de parcours pour le signal de bloc Bntl au début du canton de bloc de rang (n + 1) avec des circuits oscillants 51 et f3. Ce dernier circuit f a valeur de signal de bloc BnXl ouvert. Lorsque la totalité du trajet peut etre parcourue avec la mEme vitesse limite vG, f3 doit être simultanément considéré comme information de vitesse limite voe - VG. lorsque l'ce est en présence de deux ou de trois vitesses limites différentes en cas de trafic rapproché, celles-ci peuvent etre indiquées conformément à l'invention par des circuits f3, f4, f5, etc.Lorsque les signaux de bloc Bnql, Bn+2, etc sont ouverts, la conduite des trains se déroule alors de manière entièrement automatique par le système de commande à action par mode ponctuel en cas de perturbation affectant le système à action par la voie, tandis que dans le cas où les signaux sont fermés, la conduite est au contraire semi-automatique, ceci du fait que le conducteur de l'engin moteur doit assurer conformément à l'horaire, l'exécution du démarrage lorsque les signaux se rouvrent ainsi que de la marche subséquente en observant ces signaux et en respectant la vitesse limite.L'expérience montre qu'il n'en résulte pas de réduction de la capacité de la ligne en ce qui conceme l'horaire ou la cadence de succession des trains, ceci du fait que le freinage automatique reste à l'abri de la perturbation et s'effectue par conséquent sans retard. Lors du démarrage et de la marche subséquente, c'est un fait d'expérience que ne se produit aucune perte de temps en cas de commande manuelle par rapport à un mode de conduite automatique. En cas de perturbation simultanée affectant le système de commande à action par la voie et les appareils du véhicule, il est prévu dans le nouveau système de commande à action par la voie aux fins de contrôle et d'usage approprié par le conducteur de l'engin moteur un moyen d'indication dans le poste de conduite qui est associé à un dispositif de surveillance (optique et/ou acoustique ; action sur le frein de secours), ceci de manière à permettre au conducteur de comparer la valeur de vitesse prescrite avec la valeur de vitesse instantanée. Ce moyen d'indication du poste de conduite remplit, en association avec le système de commande à action par mode ponctuel, additionnellement mis en place, la meme fonction de contre depuis chaque point d'actionnement jusqu'au point d'arrêt. M8me en cas de défaut de fonctionnement de la régulation de freinage, il permet de contrôler le freinage à commande manuelle ; il signale en effet, lorsqu'il le devient nécessaire, le début de l'opération d'actionnement des freins. Si celle-ci est omise par le conducteur de l'engin moteur, le freinage secours se trouve déclenché de la même manière que dans le système de commande automatique de train de type inductif connu, et au moyen d'un circuit de mme nature. Ainsi se trouve donc garantie une triple possibilité d'utilisation du repère de parcours sous réserve que celui-ci soit constitué comme moyen d'actionnenent ponctuel commutable, à savoir 1) Commande automatique ou semi-automatique par le système à action par mode ponctuel en cas de défaillance de celui à action par la voie 2) Surveillance du freinage à commande manuelle en cas de défaillance additionnelle de la régulation de freinage ; 3) Déclenchement du freinage de secours en cas de freinage différé ou perturbé. R E V E N D I C A T I O N S 1 - commande de train à action combinée par la voie et par mode ponctuel aux fins de conduite automatique ou semi-automatique de véhicules sur rails, caractérisée par le fait que la conduite assurée au moyen d'un système (LZB) constitué de préférence d'éléments de commande automatique par la voie est automatiquement transférée, en cas de perturbation dans la transmission des informations provenant d'un appareil de voie de ce système, à un système (PB) exclusivement constitué d'éléments de commande ai tomatique par mode ponctuel, puis est retransférée au premier système (LZB) une fois cette perturbation éliminée. 2 - Commande de train selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'information relative à la vitesse de franchissement du canton de bloc de rang n est mémorisée et employée comme information de vitesse limite du canton de bloc de rang (n + 1). 3 - Commande de train selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'information "marche à vitesse limite constante" peut etre commutée p recours à une information alternative "marche sur l'erre une fois atteinte la vitesse limite", et réciproquement. 4 - Commande de train selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'est mise en place une information alternative "prochain canton de bloc libre" ou "occupé". 5 - Commande de train selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'est employée comme critère pour chaque nouveau canton de bloc, une information de parcours d'un contenu différent. 6 - Commande de train selon la revendication I, caractérisée par le fait que les aimants d'actionnement servant de repères de parcours dans le système de commande à action par la voie sont employés simultanément comme éléments du système de commande à action par mode ponctuel. 7 - Commande de train selon llensemble des revendications 1 et 6, caractérisée par le fait que les aimants d'actionnnement du système de commande à action par mode ponctuel sont employés, de la meme manière que les informations du système de commande à action par la voie et en association avec une courbe de freinage sur but électronique, avec le repère de parcours et avec un compteur de parcours, et en association avec un dispositif de surveillance du conducteur, pour provoquer le déclenchement du freinage de secours en cas de freinage tardif cu perturbé. 8 - Commande de train selon l'ensemble des revendications 1 et 6, caractérisée par le fat que les aimants d'actionnement sont commutables sur diverses fréquences afin de servir de supports d'informations pour la commande semi-automatique ou entièrement automatique au moyen du système à action par mode ponctuel. 9 - Commande de train selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'information relative à la vitesse limite peut etre modifiée par une calculatrice en vue d'une régulation automatique de l'horaire de marche et de la cadence de succession des trains. 10 - Commande de train selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'on surveille constamment l'aptitude au fonctionnement des repères de parcours constitués par les aimants d'actionnement servant à la mesure du parcours au moyen des informations du système de commande à action par la voie, ainsi que du compteur de parcours du véhicule, et que l'on surveille ainsi en permanence l'aptitude au fonctionnement du système de commande à action par mode ponctuel.