Brevet FR2349900A1 — publié le 19771125

L'invention concerne un procédé de contr8le de signalisation routière pour un ensemble de carrefours dont on veut assurer la signalisation de façon synchronisée. Dans les villes, les feux de signalisation des carrefours voisins les uns des autres doivent titre syncnronisés pour permettre au mieux l'écoulement du trafic en évitant par exemple qu'une voiture démarrant au feu vert à un carrefour ne se trouve arrêtée au feu rouge du carrefour suivant après avoir parcouru l'intervalle entre les deux à une vitesse raisonnable, ou que les voies les plus encombrées aient des durée de feu vert les plus courtes etc. Il y a donc lieu de régler - d'une part la périodicité d'un cycle complet de signalisation d'un ensemble de carrefours commandés de façon synchrone, compte tenu de ce que le rythme peut être plus rapide aux heures creuses mais doit etre plus lent aux heures de trafic élevé, - d'autre part, le décalage entre les eux d'un carrefour et ceux d'un carrefour voisin sur la mAme voie, et ce décalage doit pouvoir varier également selon la densité de trafic, - enfin le rapport relatif entre les durées de phases c'est-à-uire de sens de trafic autorisés à l'intérieur d'un même carrefour : le fe peut rester au vert plus longtemps sur une artère que sur une artere transversale dans un même carrefour et les durées respectives (répartiton de vertu doivent pouvoir être réglées selon la concentration du trafic sur chacunede ces artères. On'a donc à établir un cycle eomplet ae signalisation, répétitif, et ayant ces divers paramètres réglables, soit manuellement par un contrôle humain, sois automatiquement grâce à des capteurs de trafic qui, placés e dans points représentatifs, revoient des signaux aptes a modifier les caractéristiques du cycle utilisé, soit encore automatiquement mais selon une commande horaire, c'est-à-dIe qcc ae-- cycles préétablis différents se mettent en route au cours de la journée pour tenir compte des variations de trafic estimées. Dans la technique antérieure, on reliait les divers carrefours entre eux par des câbles enterrés et on les reliait également à un ordinateur central de commande. Le coût de pose des câbles enterrés dans les villes étant extrêmement élevé, on propose selon la présente invention de synchroniser les divers carrefours d'un ensemble grâce à une transmission radioélectrique d'une manière telle que l'encombrement d'informations transmises sous cette forme radioélectrique soit aussi faible que possible compte-tenu de ce que les réglementations ne permettent pas de transmettre des informations radio continues. Le procédé selon l'invention pour la commande de signalisation lumineuse d'un ensemble de carrefours consiste à a) émettre à partir d'un organe de commande central, vers un premier carrefour, une onde radioélectrique directive de faible portée sous forme d'impulsions brèves, chaque impulsion comportant une fréquence porteuse modulée selon un code donné, b) recevoir cette onde à ce carrefour et décoder l'information contenue dans la modulation, c) commander le début d'une séquence de signalisation optique à ce carrefour à partir de l'information décodée, d) immédiatement après réception de l'onde radio, réémettre à partir de ce carrefour, vers un autre carrefour, une onde radio-électrique directive et de faible portée, indentique à l'onde radioélectrique reçue, e) répéter les opérations b) c) et d) pour cet autre carrefour et ainsi de suite pour tous les carrefours de l'en- semble à synchroniser, pris dans un ordre déterminé. Ainsi, on envoie une impulsion comportant une information dominée, et cette impulsion déclenche, à un carrefour auquel elle est destinée, le début d'un cycle (ou tout au moins d'une pase du cycle) de signalisation à ce carrefour. Il est possible alors de moduler l'impulsion selon une information qui est simplement une désignation d'un numéro de programme de cycle préenregistré et établi localement par un système de commande au niveau de chaque carrefour : au moment où on reçoit à ce carrefour l'impulsion codée, on détermine quel est le cycle programmé à établir et on commence ca cycle immédiatement, les caractéristiques prédéterminées d'un numéro de programme donné (périodicité, décalage, répartition de vert) étant engendrées localement. A chaque fin de cycle une nouvelle impulsion est émise par l'organe de commande central (un ordinateur pour une vingtaine de carrefours environ) et transmise d'un carrefour à l'autre successivement, pour déclencher un nouveau cycle (le même ou un autre que le précédent). Il est aussi possible d'envoyer des impulsions modulées selon une information qui est le numéro du carrefour auquel on veut donner un ordre de début de cycle (ou de début de phase de cycle). T 'ordinateur central, et après lui chacun des carrefours successifs, émet une succession d'impulsions, et chaque impulsion porte le cqde d'un la carrefour particulier. les autres carrefours/reçoivent et la réémettent, mais ne l'utilisent pas. Le carrefour particulier désigné la reçoit et la décode pour déclencher un changement de phase du cycle. l'impulsion suivante reçue par lui et ayant la même modulation déclencnera le début de la phase suivante. Dans ce système, il nty a pas à engendrer localement différents programmes de cycle avec divers décalages et diverses répartitions de phases puisque l'ordinateur central peut le faire pour tous les carrefours en envoyant des impulsions dans l'ordre des changements de phase à effectuer pour les divers carrefours. D'autres caractéristiques et avantages de l'inventioh apparaitront plus en détail dans la description détaillée qui suit et qui est faite en référence aux-dessins annexés dans lesquels : - la figure i représente un schéma bloc de l'ensemble électronique permettant la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, - la figure 2 représente un diagramme temporel des impulsions transmises, dans un premier mode de réalisation, - la figure 3 représente un diagramme temporel des impulsions transmises, dans un second mode de- réalisation. Sur la figure 1, on voit le schéma de l'ensemble de synchronisation de carrefour selon l'invention0 Il comprend une unité centrale de commande, 10 (ordi- nateur) qui permet le choix des cycles de fonctionnement des signalisations synchronisées d'un ensemble de carrefours (une vingtaine). Cet ordinateur 10 commande un émetteur radioélectrique 12 à haute directivité et faible portée, et travaillant pour cela à une fréquence d'environ dix gigahertz tondes radar oentimétriques : bande X). L'ordinateur 10 commande à la fois l'émission de cette fréquence radio et sa modulation pour lui permettre de transmettre une information. L'émission se fait par impulsions courtes (par exemple 100 millisecondes environ). La modulation est de préférence une modulation de fréquence -èt chaque inrormation à transmettre se traduit par une fréquence particulière de modulation choisie parmi n fréquences possibles. L'antenne 14 de l'émetteur 12, très directive, est placée et orientée de manière à avoir dans son champ de rayonnement une antenne réceptrice 20 placée à un premier carrefour. L'pantenne 20 est couplée à un récepteur haute fréquence 21 qui lui-meme est relié à un démodulateur 22 pour récupérer le signal de modulation de l'onde radio reçue. Ce signal est utilisé pour la commande de signalisation à ce premier carrefour, mais il est aussi immédiatement retransmis à un étage modulateur-émetteur 23 qui engendre une nouvelle onde radio modulée de la même façon que l'onde reçue et le transmet à une antenne 24 qui est une antenne très directive, orientée vers un deuxième carrefour de l'ensemble de carrefours à synchroniser. Une antenne réceptrice 30, à ce deuxième carrefour, tournée vers l'antenne 24reçoit à son tour l'onde radio modulée, l'amplifie et la démodule dans un récepteur 31 et un démodulateur 32 et utilise le signal démodulé pour reformer une onde radio modulée, dans un étage modulateurrémetteur 33 couplé à une antenne démission 34 tournée vers un troisième carrefour. Ainsi de suite à chaque carrefour, on reçoit l'onde modulée, on l'utilise localement et en meme temps on la retransmet à un carrefour suivant qui reçoit donc le même signal, ceci jusqu'à ce que tous les carrefours aient reçu l'information envoyée par 1 t ordinateur central 10. A chaque carrefour, le signal démodulé issu du démodulateur (22 pour le premier carrefour) est transmis à un décodeur 25 qui détermine le message porté par la modulation pour actionner selon cette information un système de commande local 26 de la signalisation à ce carrefour, système qui est couplé aux divers feux 27 placés au carrefour. Be la même façon, on a au deuxième carrefour un décodeur 3V, et un système de commande local j6 pour des feux 37. Comme la modulation est de préférence une modulation de fréquence, les décodeurs 25, 5 ... repèrent la basse fréquence de modulation et, selon cette fréquence actionnent les systèmes de commande locaux 26, 56. Cette action peut être faite de plusieurs manières Dans une première réalisation, chaque système de commande local est capable d'élaborer un certain nombre de programmes de cycles de signalisation qui sont préenregistrés et peuvent être déclenchés au choix. Par exemple, seize programmes sont possibles, chacun d'eux ayant des caractéristiques bien définies de durée de cycle, de décalages de phases par rapport au début du cycle (tel que ce début peut etre défini pour l'ensemble des carrefours) et de répartition de phases à l'intérieur du cycle. Bien entendu, ces prograwan-es sont constitués de manière que les carrefours soient correctement synchronisés lorsqu'ils suivent tous le même programme. En particulier, la durée du cycle pour un programme quelconque est la périodicité générale de la signalisation pour 11 ensemble des carrefours ; si cette durée est tm, tous les carrefours seront revenus dans le même état au bout d'un temps tm Or, il faut aussi comprendre que pour un programme de numéro donne, seule la durée totale de cycle est un paramètre commun à tous les systèmes de commande locaux 26, 36 .. Les aécalages et répartitions de vert au contraire sont différents pour chaque carrefour pour un même programme. Ils résultent de determinations faites å l'avance par calcul pour un réseau ae carrefours concret donné, et enregistrées sous des numéros de programme determinés dans chaque système de commande local. L'ordinateur iO envoie, å des instantes déterminant un début de cycle pour l'ensemble des carrefours, une impulsion courte modulée en fréquence (de préférence) avec une fréquence de modulation choisie parmi plusieurs fréquences possibles (au moins seize s'il y a seize programmes), et cette fréquence est caractéristique du programme de cycle à mettre en oeuvre. te décodage de cette fréquence dans les décodeurs 25, 35 engendre un signal qui commande les systèmes de commande locaux 26, 36 de maniée à faire débuter le programme particulier voulu. Ce signal est reçu pratiquement en même temps pour tous les carrefours, aux durées de transmission, de démodula tion et de remodulation près dans les émetteurs-récepteurs de chaque carrefour. Sur la figure 2, on voit le type de signal envoyé par l'ordinateur et réélis par chaque carrefour : cesdes impulsions courtes modulées selon un code donné sont émises avec une périodicité égale à la durée du cycle du programme corres- pondant au code de modulation envoyé. Si on veut changer de programme pour passer du programme m (durée de cycle tm, fréquence de modulation Fm) à un programme n, on change à la fois la modulation et la périodicité des impulsions modulées envoyées. se les changements de programme/font soit manuellement, soit automatiquement selon une commande horaire, soit selon les informations délivrées par des capteurs de concentration de trafic. Selon un deuxième mode de réalisation, l'ordinateur 10 envoie des impulsions modulées selon un code qui permet de déterminer non pas un numéro de programme à appliquer mais plumet le numéro du carrefour a qui un ordre de signalisation particulier est donné. Cet ordre est un ordre de début de phase du cycle de signalisation de ce carrefour, et l'ordre suivant émis à destination de ce même carrefour déclenchera le début de la phase suivante, et ainsi de suites l'ordinateur envoie donc à chaque carrefour des ordres de changements de phase pour ce carrefour. Un carrefour particulier sait que cet ordre lui est destiné s'il est envoyé avec un code particulier correspondant à ce carrefour. Ainsi, si la modulation est une modulation de fréquence et qu'il y a vingt carrefours à synchroniser, a chaque carrefour correspondra une fréquence de modulation particu lière. Le décodeur 25, 35 ... de chaque carrefour déterminera simplement si un ordre est destiné à ce carrefour, en examinant les fréquences de modulation reçues. Si la fréquence correspondant à ce carrefour est reçue, il douze un ordre de changement de phase au système de commande local 26, 36 Dans cette réalisation, le système de commande local est très simple puisqu'il nly a pas lieu d'engendrer localement plusieurs programmes avec des caractéristiques particulières de décalage et de répartition de vert.Il y a simple ment à déclencher un changement de phase chaque fois que ltordinateur en donne l'ordre. Ainsi, toute la séquence est établie au niveau de l'ordinateur ce qui est très avantageux. Sur la figure 3, un exemple de signaux envoyés par l'ordinateur est donné : des impulsions successives à fréquences de modulation diverses Fns Y Sms q' F r etc.. et les carrefours m, n, p, q, r détectent pour les utiliser uniquement les impulsions qui les concernent, au moment où elles arrivent. Les moments d'émission des diverses impulsions et les fréquences de modulation, sont élaborées par l'ordinateur pour tenir compte de 1'ensemble des phases des cycles de tous les carrefours à synchroniser. Il n'y a pas comme à la figure 2 de périodicité simple des impulsions, il y a tout au plus une périodicité d'une succession dtimpulsions pendant une durée d'un cycle, les mêmes impulsions se retrouvant aux mêmes moments au cycle suivant. La commande des carrefours est très simplifiée dans cette deuxième réalisation, mais elle donne lieu à un encombrement beaucoup plus important en durée Re transmission de signaux puisque s'il y vingt carrefours avec deux phases par cycle en moyenne et des cycles d'environ une minute, il faudra transmettre environ une impulsion par seconde au lieu de une impulsion par minute dans le premier cas. il y a lieu aussi, au niveau de l'ordinateur 10 et de l'émetteur 12 de faire en sorte que les impulsions à fréquences de modulation différentes soient bien différentiées et ne se chevauchent pas. Dans les deux modes de réalisation, on peut prévoir que chaque carrefour comporte un deuxième récepteur et un deuxième émetteur, pour réémettre vers le carrefour précédent (qui lui a envoyé des informations) une information indiquant qu'il a bien reçu et exécuté l'ordre transmis. Ces informations de vérifications sont ainsi retransmises vers l'arrière d'un bout à l'autre de la chaîne de carrefours jusqu'à l'ordInateur oui cont-Ble ainsi le fonctionnement de tous les carrefours. le deuxième émetteur est tourné vers le carrefour précédent et le deuxième récepteur vers le carrefour suivant, dans l'ordre de la transmission du poste central aux carrefours successifs. Cette possibilité est intéressante notamment dans le cas où on utilise des capteurs de trafic pour commander l'ordinateur : ces capteurs de trafic peuvent envoyer des signaux par la voie de retour. Ce peut être également par la voie aller. Enfin, en variante du second mode de réalisation, il est possible de prévoir que le code de modulation envoyé par l'ordinateur sert à désigner une phase de signalisation à un carrefour déterminé pour commander le déclenchement de celleci. S'il y a n carrefours, il y aura environ 2n à 3n états possibles du code car il y a en moyenne 2 ou 3 phases à chaque carrefour. Les décodeurs placés aux carrefours doivent pouvoir détecter les codes correspondant à chaque phase à ce carrefour et commander en conséquence le déclenchement de ces phases. REVENJ)iCATIONS 1. Procédé de commande de signalisation lumineuse d'un ensemble de carrefours routiers, caractérisé par le fait qu'il consiste à a) émettre à partir d'un organe de commande central une onde radioélectrique directive de faible portée, vers un premier carrefour, sous forme d'impulsions codées, b) recevoir cette onde à un carrefour et décoder l'information contenue, c) commander une séquence de signalisation optique selon l'information décodée, d) ré émette à partir du premier carrefour une onde radioélectrique directive et de faible portée, identique à l'onde radioélectrique reçue, vers un carrefour suivant, e) répeter les opérations b) c) d) pour le carrefour suivant et ainsi de suite pour tousties carrefours d'un ensemble à commander de façon synchronisée. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'onde radioélectrique comporte une impulsion courte composant une information codée déterminant le cycle de signalisation à effectuer et qu'à chaque carrefour on engendre localement ce cycle de signalisation avec une durée totale, un décalage par rapport au carrefour précédent et des durées de phases déterminées par un programme local, désigné parmi plusieurs par l'information contenue dans l'imriulsion codée 3.Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'impulsion est envoyée au début de chaque cycle commun à tous les carrefours et que tous les carrefours reçoit vent et décodent la méme information contenue dans cette impulsion pour engendrer des programmes ayant des décalages et durées de phases différents pour chaque carrefour. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le codage des impulsions est fait sous forme d'une modulation de fréquence d'une fréquence porteuse et qu'à chaque cycle possible correspond une 1-;equence de modulation distincte. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'onde radioélectrique comporte une succession d'impulsions dune fréquence porteuse, modulées chacune selon un code correspondant au carrefour particulier auquel elles doivent transmettre une information, qu a chaque carrefour on décode l'ensemble des informations reçues pour utiliser celle qui concerne le carrefour en question et on ré émet l'ensemble des impulsions modulées reçues vers le carrefour suivant. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé par le fait que l'lmpulsion modulée selon un code correspondant à un carrefour déterminé est décodée pour déclencher un changement de phase de signalisations à ce carrefour. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé par le fait que le codage des impulsions est fait sous forme dlune modulation de fréquence d'une fréquence porteuse et qutà chaque carrefou de l'ensemble de carrefours correspond une fréquence de modulation distincte. 8. Procédé selon l'une des.revenaications 5 à 7, caractérisé par le fait que le code sert à désigner une phase particulière d'un-carrefour déterminé. 9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que l'on réémet à partir d'un second émetteur de chaque carrefour vers un récepteur du carrefour précédent des informationssurl'état de la signalisation ou du trafic.