Brevet FR2542685A1 — publié le 19840921

L'invention concerne un procédé pour augmen- ter le nombre habituel des signaux différents les uns des autres et transmissibles d'une station au sol munie d'un codeur à un véhicule sur rail muni d'un décodeur et se trouvant sur une section de rail reliée à la station, ainsi qu'un procédé pour transmettre des signaux d'au moins deux stations au sol munies chacune d'un codeur à un véhicule sur rails respectif muni d'un décodeur respectif et se trouvant sur une section de rail reliée à l'une des stations, les véhi- cules sur rails pouvant circuler sur les deux sections de rail et les signaux délivrés séparément les uns des autres aux sections individuelles de rail pouvant être échangés mutuellement au moins dans le temps et au moins partiellement. Il est connu de transmettre des signaux d'une station au sol de façon inductive par modulation de fréquence d'impulsions à une locomotive se trouvant sur une section de rail Pour ce faire, la section de voie est composée généralement de deux rails isolés l'un de l'autre et ces deux rails sont connec- tés au début et à la fin d'un bloc de section par un transformateur spécial respectif Les systèmes habi- tuels jusqu'ici transmettent de façon impulsionnelle, par des fréquences d'impulsions différemment élevées en général, quatre informations différentes L'intro- duction de systèmes de trains rapides nécessite cependant la transmission de plus d'informations qu'auparavant On a donc déjà proposé de doubler les installations en introduisant une deuxième fréquence de courant alternatif pour transmettre d'autres informations supplémentaires Une telle procédure produit cependant des frais intolérables. Le problème qui est à la base de la présente invention est de développer un procédé qui permette l'augmentation du nombre habituel des signaux 254 f 2685 transmissibles d'une station au sol à un véhicule sur rail avec des moyens supplémentaires simples et avant tout sans modification du système installé jusqu' ici. Ce problème est résolu par un procédé du type mentionné ci-dessus et selon la présente inven- tion, du fait que la transmission a lieu par une porteuse à impulsions modulées en fréquence ainsi que, simultanément, en largeur. Pour la transmission avec les moyens tech- niques disponibles actuellement, il est avantageux d'utiliser comme porteuse un courant alternatif électrique et de réaliser la transmission de façon inductive. Lorsque les signaux sont transmis par des impulsions de courant alternatif contenant plusieurs demi-ondes et différemment longues dans le temps, en alternance avec des pauses de courant exemptes de courant et également différemment longues dans le temps, il est alors approprié, pour la transmission simultanée de deux informations, de déterminer la fréquence de modulation des impulsions tant par la largeur dans le temps des impulsions de courant alternatif que par la largeur dans le temps des pauses de courant, tandis que, par contre, la largeur d'impulsion est donnée exclusivement par la largeur des impulsions de courant alternatif. Afin qu'aucune modification des appareils existants ne soit nécessaire et que les décodeurs habituels puissent traiter selon le mode habituel le signal produit selon la présente invention, il est avantageux que la largeur sur laquelle la modu- lation porte, des impulsions du courant alternatif soit comprise à l'intérieur de la plage de varia- tion habituelle de l'impulsion de courant alternatif modulée en fréquence. Pour distinguer de façon sûre les longueurs d'impulsions, il est avantageux que les largeurs dans le temps des impulsions de courant alternatif et des pauses de courant correspondent à des multiples entiers, de préférence de nombre pair, de la demi- onde de courant alternatif. Pour permettre des impulsions fortement délimitées par rapport à la longueur d'impulsion, avec la longueur d'impulsion donnée dans les systèmes habituels, il est approprié d'amorcer les impulsions de courant lors du passage par zéro de la tension d'une source de courant alternatif et de les inter- rompre lors du passage par zéro du courant de cette même source. Une commutation spécialement fiable au passage par zéro a lieu de préférence en effectuant la commutation de la source de courant alternatif par des moyens électroniques. Pour un calcul plus fiable des impulsions, il est en outre approprié que le décodage soit effec- tué par des moyens électroniques. Pour éviter des perturbations par des impulsions accidentelles, il est en outre avantageux qu'après le décodeur, tout d'abord une séquence d'un nombre déterminé de mêmes signaux impulsionnels pro- duise un signal de sortie correspondant. Comme dans le procédé selon la présente invention on utilise des impulsions de courant limitées précisément en durée et qui remplacent la reconnaissance dans le temps des impulsions jusqu'ici habituelle par une reconnaissance numérique, il est approprié que le décodeur compte numériquement les demi-ondes amorcées et interrompues des impulsions de courant et des pauses de courant. Pour que le comptage devienne indépendant des fluctuations de la fréquence du courant alternatif formant les impulsions de courant, il est avantageux de synchroniser le dispositif de comptage du décodeur à l'aide d'un circuit électronique à volant d'inertie avec la fréquence de la source de courant alternatif. Pour établir la compatibilité avec les appareils habituels, il est approprié d'utiliser un décodeur qui reproduise tous les signaux se trouvant dans la plage de variation du signal habituel sans distinction comme un seul et même signal. Il est en outre connu de transmettre de façon inductive des signaux de stations au sol à des véhicules sur rails Les systèmes de trains rapides mis en service nécessitent plus de signaux et des signaux différents Au moins exceptionnellement, des locomotives de type habituel et de type nouveau doivent cependant pouvoir circuler sur des infrastruc- tures ferroviaires nouvelles et de type habituel. Pour des raisons d'exploitation, une transformation des infrastructures existantes est extraordinaire- ment coûteuse etqui plus est, difficile à réaliser pour des raisons de circulation. Le problème qui est à la base de la présente invention est en outre de développer un procédé qui rende possible la compatibilité indiquée cidessus et qui permette d'utiliser tant les installations exis- tantes de signalisation et les voies ferrées que les appareils existants des locomotives sans qu'on leur impose de changement. Pour résoudre ce problème, la présente invention a trait en outre à un procédé pour trans- mettre des signaux d'au moins deux stations au sol, présentant chacune un codeur, respectivement à un véhicule sur rails muni d'un décodeur et se trouvant sur une section de rail reliée à l'une des stations, les véhicules pouvant alors circuler sur les deux sections de rail et les signaux délivrés séparément les uns des autres aux sections individuelles de rail- étant capables d'être échangés mutuellement au moins dans le temps et au moins partiellement, le procédé étant caractérisé en ce qu'on transmet au moins un signal auxiliaire d'au moins l'une des stations au sol à la section de rail à laquelle elle est reliée et ce qu'au moins l'un des véhicules sur rails est muni d'un décodeur qui, lors de l'existence d'un signal auxiliaire, produit une évaluation distincte des signaux d'entrée à décoder. Des systèmes largement utilisés travaillent avec une modulation impulsionnelle d'un courant alternatif Il est donc avantageux que les impulsions du signal délivré à l'une des sections de rail soient modulées en fréquence et que l'on module en largeur les impulsions du signal délivré à l'autre section de rail, conjointement au signal auxiliaire à modulation par impulsions codées, et que le décodeur de l'un des véhicules sur rails travaille par modulation d'impul- sions en fréquence et que l'autre véhicule sur rail travaille additionnellement avec une démodulation d'impulsions en largeur ou respectivement une démodu- lation d'impulsions codées. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention résulteront de la description détaillée qui va suivre de plusieurs formes de réali- sation données à titre d'exemple et en référence aux dessins, sur lesquels: la figure 1 montre schématiquement un dispositif pour mettre en oeuvre un premier procédé selon la présente invention; la figure 2 représente des séries d'impul- sions correspondant aux signaux habituels jusqu'ici; la figure 3 représente trois nouvelles formes d'impulsions utilisées selon un premier pro- cédé de la présente invention à la place d'un seul signal individuel habituel jusqu'ici; la figure 4 représente schématiquement le deuxième procédé selon la présente invention; et * la figure 5 montre schématiquement les signaux utilisés dans le deuxième procédé selon la présente invention lors de l'utilisation d'une modula- tion impulsionnelle. Comme on peut le voir à la figure 17 une locomotive 1 se trouve sur un bloc de section formé par des tronçons de rail 2 et 3 isolés électriquement l'un de l'autre Les tronçons de rail 2 et 3 sont reliés aux deux extrémités par des transformateurs spéciaux 4 et 5 l'une à l'autre et au bloc de section précédent ou respectivement au bloc de section suivant. Le bloc de section est alimenté à une extré- mité par des signaux de courant alternatif 50 Hz. L'alimentation a lieu par l'intermédiaire d'un trans- formateur d'alimentation 6 et d'une résistance 7 montée en série La source de courant 8 est appliquée au transformateur 6 par un mode impulsionnel, par l'intermédiaire d'un système de sélection d'impul- sions 9 travaillant jusqu'ici la plupart du temps de façon mécanique Le rapport dans le temps des impul- sions J conduisant le courant aux pauses de repos Q sans courant entre les impulsions est en pratique de à 65 %, comme le montre la figure 2. A l'autre extrémité du bloc de section se trouve un système de contrôle habituel 10 qui est commuté sur les tronçons de rail 2 et 3 par l'inter- médiaire d'un transformateur 11 et d'une résistance 12 montée en série Le système de contrôle 10 n'indi- que pas seulement si une locomotive ou un autre véhicule se trouve sur la voie, mais encore laquelle des séquences d'impulsions J 1, Q 1 à J 4, Q 4 est commutée. Sur la locomotive 1 se trouvent deux ensembles de réception 13 et 14 travaillant inductive- ment et disposés près de la zone des rails Un circuit d'évaluation 15 transmet les suites d'impulsions modu- lées en fréquence reçues des deux ensembles de récep- tion 13 et 14 et de façon épurée au circuit d'évalua- tion 16. Le circuit d'évaluation 16 indique donc à chaque fois la séquence d'impulsions provenant du système de sélection d'impulsion 9. Tous les éléments décrits jusqu'ici sont connus et sont utilisés en pratique. Pour la transmission de signaux supplémen- taires absolument indispensables pour des trains rapides à puissance élevée, on commute un autre système de formation d'impulsions 17 modulant la largeur dans le temps des impulsions de courant entre la source de courant alternatif 8 et le transforma- teur 6 Ce système additionnel 17 produit des impul- sions d'une durée très précise, les largeurs d'impul- sions se trouvant alors toujours à l'intérieur de la place de variation tlmin et tlmax des signaux 51 52, 53 et 54 utilisés jusqu'ici (figures 2 et 3). Pour la production de ces impulsions déterminées de façon précise en ce qui concerne leur largeur, le système supplémentaire de formation d'impulsions 17 travaille avec un circuit électroni- que L'impulsion est alors amorcée lors du passage par zéro de la tension de la source de courant 8 et interrompue lors du passage du courant par zéro du courant impulsionnel. En raison de la charge, dans un système ferroviaire pratique, il se produit alors seulement après l'interruption, une faible oscillation secon- daire non perturbatrice Ns, comme le montre la figure 3. Comme la durée-dans le temps des nouvelles impulsions se trouve à l'intérieur de la plage de variation t 1 min jusqu'à timax des impulsions utili- sées habituellement jusqu'ici, un circuit d'évalua- tion habituel 16 Fonctionne avec les nouveaux signaux (figure 3) de façon inchangée par rapport à une utili- sation des signaux utilisés précédemment. On peut cependant utiliser additionnelle- ment un circuit d'évaluation 18 discriminant la largeur impulsionnelle et on peut ainsi évaluer séparément les unes des autres les nouvelles impulsions J 3/1, Q 3/1; j 3/2, Q 3/2 et J 3/3, Q 3/3 et former leurs signaux correspondants 53/1 ' 53/2 et 53/3. Comme la fréquence de la source de courant alternatif 8 peut être quelque peu différente pour différents blocs de section, on synchronise par un circuit électronique à volant d'inertie 19 le circuit d'évaluation supplémentaire 18 de façon courante avec la valeur moyenne de la source de courant alternatif 8 associée à la section de bloc. Pour que des perturbations impulsionnelles accidentelles ne produisent aucun signal incorrect, le circuit d'évaluation 18 est structuré de manière qu'un signal de sortie ne soit produit qu'après la présence multiple d'une seule et même impulsion de courant dans plusieurs intervalles de temps subséquents Atl, àt 2 Atn. Le deuxième procédé selon la présente inven- tion va maintenant être décrit à titre d'exemple de façon plus détaillée. La figure 5 représente deux sections de voie 20 et 21, la première étant destinée à une voie ferrée classique jusqu'ici et l'autre à une voie à grande vitesse. La section de voie 20 est reliée à une station au sol 23 connectée à un codeur 22 pour la transmission de signaux 51 à cette section. De façon analogue, la section de voie à grande vitesse 21 est reliée à une station au sol 25 connectée à un codeur 24 pour la transmission de signaux 52, 53, 54 à cette section La station au sol 25 envoie encore additionnellement le signal auxiliaire à la section de rail 21. Sur la section de voie 20, ainsi que sur la section 21, se trouve à gauche un véhicule sur rails 26 à grande vitesse ayant un décodeur 27 commandable par le signal auxiliaire 55 et à droite se trouve un véhi- cule sur rails 28 du type classique ayant un décodeur 29 non commutable. La figure 5 montre les impulsions électriques correspondant aux signaux 51 à 55 utilisés à la figure 4 et qui sont utilisés lors de l'emploi de la modulation d'impulsions en fréquence pour transmettre S et lors de l'emploi de la modulation d'impulsions en largeur pour transmettre 52 ' 53 et 54. Le signal 51 tel qu'il est utilisé sur les voies classiques produit une impulsion de courant J 1 dont la longueur dans le temps peut aller de t 1 à t 2. Les signaux 52 ' 53 et 54 tels qu'ils sont nécessaires sur des voies à grande vitesse produisent des impulsions de courant J 2 ' J 3 et J 4 dont la longueur dans le temps peut se trouver également entre t 1 et t 2. Il est donc possible, avec cette forme de réalisation représentée à l'aide des figures 4 et 5, que par exemple une impulsion J 1 puisse avoir la même longueur dans le temps qu'une impulsion J 3 et donc, lors de l'utilisation d'une démodulation d'impulsions en largeur, ne puisse être distinguée de J 1 ' Une locomotive à grande vitesse 26 sur une section de rail 20 habituelle jusqu'ici pourrait déclencher sur cette section une information fausse et fatale Pour l'éviter, on transmet sur les sections à grande vitesse 21 un signal auxiliaire 55 en plus des signaux à transmettre 52, 53 54 o Ce signal auxiliaire fait en sorte que le décodeur 27 ne produise des signaux 52, 53 ou 54, que lors de la présence de ce signal auxiliaire, c'est-à- dire seulement sur les sections 21 de trajet à grande vitesse. Si ce signal auxiliaire n'est pas présent, comme sur les voies classiques 20, même lors de la présence d'un signal 51 qui correspond accidentelle- ment à un signal 52, 53 ou 54, un signal Si, corres- pondant à une valeur unitaire prédéterminée est produit. REVENDICATIONS 1 Procédé pour augmenter le nombre habituel des signaux différents les uns par rapport aux autres et transmissibles d'une station au sol munie d'un codeur à un véhicule sur rails muni d'un décodeur et se trou- vant sur une section de voie reliée à la station au sol, caractérisé en ce que la transmission a lieu par une porteuse à impulsions modulées à la fois en fré- quence et en même temps en largeur. 2 Procédé selon la revendication 1, carac- térisé en ce qu'on utilise comme porteuse un courant alternatif électrique et en ce que la transmission a lieu de façon inductive. 3 Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel les signaux sont transmis par des impulsions de courant alternatif différemment longues dans le temps et contenant plusieurs demi-ondes, alternativement avec des pauses de courant exemptes de courant et également différemment longues dans le temps, caractérisé en ce que la fréquence de la modulation des impulsions est déterminée tant par la largeur dans le temps des impulsions de courant alternatif que par la largeur dans le temps des pauses de courant, tandis que, par contre, la largeur des impulsions est donnée exclusivement par la largeur des impulsions de courant alternatif. 4 Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la largeursur laquelle porte la modulation, des impulsions de courant alter- natif est comprise à l'intérieur de la plage de variation habituelle des impulsions de courant alter- natif modulées en fréquence. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les largeurs dans le temps des impulsions de courant alternatif et des pauses de courant correspondent à des multiples entiers, de préférence de nombre pair, de la demi-onde de courant alternatif. 6 Procédé selon la revendication 5, carac- térisé en ce qu'on amorce les impulsions de courant lors du passage par zéro de la tension d'une source de courant alternatif et qu'on les interrompt lors du passage par zéro du courant de cette source. 7 Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la commutation de la source de courant alternatif a lieu au moyen de dispo- sitifs électroniques. 8 Procédé selon l'une des revendications 1 -à 7, caractérisé en ce que le décodage est réalisé par des dispositifs électroniques. 9 Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que, après le décodeur, tout d'abord une séquence d'un nombre prédéterminé de mêmes signaux d'impulsions produit un signal de sortie corres- pondant. 10 Procédé selon la revendication 5 ou la revendication 6, caractérisé en ce que le décodeur compte numériquement les demi-ondes d'amorçage et d'interruption des impulsions de courant et des pauses de courant. 11 Procédé selon la revendication 10, carac- térisé en ce que le dispositif de comptage du décodeur est synchronisé à l'aide d'un circuit électronique à volant d'inertie avec la fréquence de la source de courant alternatif. 12 Procédé selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'on utilise un décodeur qui reproduit tous les signaux se trouvant dans la plage de variation du signal habituelle de façon indistincte comme un seul et même signal. 13 Procédé de préférence selon une ou plu- sieurs des revendications 1 à 12, pour transmettre des signaux d'au moins deux stations au sol présentant respectivement un codeur à un véhicule sur rails respectif muni d'un décodeur respectif et se trouvant sur une section de rail reliée à l'une des stations, les véhicules pouvant alors circuler sur les deux sections de rail, et les signaux délivrés séparément les uns des autres aux sections individuelles de rail étant capables d'être échangés mutuellement au moins dans le temps et au moins partiellement, procédé caractérisé en ce qu'on transmet au moins un signal auxiliaire d'au moins l'une des stations au sol à la section de rail reliée à celle-ci et en ce qu'au moins l'un des véhicules sur rails est muni d'un décodeur qui, lors de la présence du signal auxiliaire, produit une évaluation différente des signaux d'entrée à décoder. 14 Procédé selon la revendication 13, carac- térisé en ce que le signal délivré à l'une des sec- tions de rail ( 1) est modulé en fréquence d'impulsions et en ce qu'on module en largeur d'impulsions le signal délivré conjointement au signal auxiliaire modulé par impulsions codées à l'autre section de rail ( 2), et en ce que le décodeur de l'un des véhi- cules sur rails travaille en modulation de fréquence d'impulsions,tandis que l'autre véhicule sur rails travaille additionnellement en démodulation d'impul- sions en largeur ou respectivement en démodulation d'impulsions codées.