Brevet FR2586845A1 — publié le 19870306

DESCRIPTION Nature du Projet Système de Sécurité Anti-Collision pour les Mobiles. But Comme son nom l'indique, -le but du Système est a - d'éviter que tous mobiles en mouvement se heurtent aec pour cause - I'erreur humaine - I'erreur technique b - d'éviter qu'un mobile en mouvement ne heurte un autre mobile à l'arrêt avec pour cause les mêmes causes que précédemment c - de faire stopper impérativement des mobiles en mouvement suivant des consignes de sécurité dans un environnement donné, programmé, codé. L'existant Actuellement, la majeure partie des mobiles sont pilotés par l'homme et stoppés par celui-ci. Cependant, il existe des cas de figure où les sens de l'homme ne sont pas suffisants pour arrêter rapidement un mobile en action, le résultat est souvent catastrophique. Comme nous l'avons vu plus haut, le rôle de SACM est de donner un ordre impératif et de faire cesser ainsi tout mouvement à des mobiles situés dans un environnement donné, programmé, codé. Résolution Nous allons maintenant voir de quelle manière nous pouvons réaliser un système répondant aux critères que nous nous sommes fixés. Problème posé :. x et xn mobiles peuvent se rencontrer au temps To dans le plan ou l'espace e à une vitesse V. Contraintes : Quels que soient x et xn, ils ne doivent se rencontrer au temps To dans le plan ou l'espace e à une vitesse V. Solution existante : Imaginons une solution'de type centra lisé, c'est à dire x et xn seraient reliés à un central qui recevrait les Inc Informations codées de x et les enverrait vers les xn, donnant ainsi la réponse au problème posé. La solution existe, le système est coûteux et moins fiable que ce que nous allons proposer et techniquement difficile à réaliser, à mettre en oeuvre pour les raisons que nous ve nones d'évoquer. Solution SAC : Fonction des contraintes, imaginons un système décentralisé, autonome, constitué des Ensembles xn pouvant subir l'intersection, mais avec pour solution la condamnation absolue de l'intersection des xn représentant des mobiles en mouvement ou à l'arrêt, dans le plan ou l'espace e, au temps To en ne faisant intervenir aucune action étrangère et humaine aux mobiles eux-mêmes. Fonctionnement xn mobiles sont en mouvement dans le plan ou l'espace e, chaque x est muni de capteurs de détection codés, programmés, appropriés à l'environnement dans lequel évoluent les mobiles. Les capteurs. Ils seront étroitement liés à ltenvironnement dans ans lequel évoluent les mobiles, ils pourront être de type Electro-magnétique (émission - Réception) Résistif (liaison entre les mobiles) . Ultra son de niveau (Pression atmosphérique, poussée d'Archimède) Vision (Reconnaissance de forme) . Magnétique - Capacitif - Thermique - Optique. Principe fondamental Le principe est ainsi élaboré et on peut définir le fonctionnement de l'Anti-Collisio.n par une interdépendance des mobiles puisque ; Vx2 tend vers O ; vil tend vers O -Sans pour cela que les~vecteurs xl et x2 ou mobiles xl et x2 soient actifs, c'est à dire en mouvement. Pour les mobiles évoluant dans l'espace ou le plan e, nous pourrons avoir une interdépendance facteur den mobiles, et nous aurons ainsi la résolution suivante ; # Vxn tendent vers O Vxi tend vers O Nous observerons une réciprocité dans la relation R et R-l notée Interdépendance ici. Capteurs électro-magnétiques Nous retrouvons notre principe et l'lnterdépendance des ensembles de la relation pour le fonctionnement du système Fonctionnement ex Les capteurs électro-magnétiques seront composés de deux circuits accordés sur une fréquenee de 3 à 30 KHz nous nçr- mettant ainsi de définir un FtlagtSclrcula;re et orientable ae JuuU m, zone qui sera dite de travail, de détection sur une fréquence choisie et pouvant être codifiée, progran- me, pour ne pas perturber la détection qui se réalisera sur un circuit de réception pour xn mobiles.Ainsi, le mobile xl possèdera son circuit d'Emission - de Réception, son alimentation, un circuit de décodage - modulateur démodulateur - un circuit Etage Amplificateur - un circuit de puissance permettant la commande du mobile De la même manière que précédemment x2 possèdera les mêmes circuits éleçtroniques. Les avantages du fiSystème SACM Emission - Récept; on Ce Système SACM Emission - Réception est tout à fait étudie pour fonctionner dans le plan ou l'espace é et du fait de sa conception est approprié à l'espace qans lequel évoluent les mobiles en mouvement, puisque ceux-ci voient leur trajectoire libre d'obstacle, donc une facilité de diffusion des informations. Le Système peut donc équiper tout mobile en mouvement éo- luant dans des environnements différents -terrestre,- maritime, aérien-, seul le choix des capteurs sera fonction de l'environnement, sans bousculer les règles essentielles du principe de fonctionnement basé sur la réciprocité. Choix de 'Emission - Réception Lebchoix de L'émission Réception sera fonction des distances parcourues par xl et x2 pendant un temps TI - To = Chaque mobile aura pour valeur une V Max et un coefficient de décélération en fonction de cette V Max ou une vitesse moyenne de décélération qui ne sera pas forcément linéaire. ex Nous pourrons avoir une vitesse moyenne de décélération de 36 Km/h soit un arrêt sur 10O m en 10 s pour une V Max de 120 Km/h. La vitesse totale moyenne de décélération sera égale à la vitesse moyenne de décélération de xl plus la vitesse moyenne de décélération de x2 correspondant chacune à une distance d totale et une V totale nous donnant la valeur de Tl - To = dl + d2 = dt A T&alpha; et dt nous pourrons ajouter une valeur TA et une valeur dA nous couvrant de tout risque de collision, valeur qui pourra être calculée en fonction des cas les plus défavorables de vitesse de décélération, valeur max combinée avec une marge de sécurité pour les mobiles considérés - Voir constructeur. Capteur Résistif Imaginons un circuit complexe dans lequel les résistances a, b et R sont connues et x à mesurer. Pont de Wheatstone. Nous en déduisons que ail bI2 soit a = b et t W a R o xil RI2 x Tsar b Lorsque nous tomberons dans cette égalité, nous pourrons basculer dans l'interdiction puisque nous nous trouverons à l'intersection des Ensembles xn. Fonctionnement xl se déplace sur des rails, avec une valeur ohmique entre le rail Rl et le rail R2. x2 se déplace sur des rails, avec une valeur ohmique entre le rail R1 et le rail R2. Lorsque xl et x2 avançant l'un vers l'autre à une vitesse V dans le plan e réaliseront simultanément l'égalité ci-dessus l'ordre impératif du capteur xl résultat de la présence de x2 indiquera au mobile xi de stopper. De même l'ordre impératif du capteur de x2 résultat de la présence de xl indiquera au mobile x2 de stopper. La valeur ohmique du capteur xl dépend de la présence et de la distance qui sépare xl de x2. La valeur ohmique du capteur x2 dépend de la présence et de la distance qui sépare x2 de xl. Cette valeur ohmique sera biensûr calcu distance pour tomber dans l'égalité que lée en fonct nousSerons ion de la fixée et de la résistivité des matériaux emploves Nous venons de voir une autre manière de détecter la présence des mobiles dans l'intersection. Ces principes de fonctionnement nous permettront de placer le produit dans les utilisations suivantes. Utilisation Ce produit peut être utilisé dans les domaines suivants Les chemins de fer Les trains de la SNCF qui circulent sur une seule voie pourront être munis de ce dispositif afin d'éviter tout risque de collision (but NO 1). Les maisonnettes des passages à niveau pourront être munies de ce dispositif (but NO 2). Pour donner un ordre quelle qu'en soit la raison (but NO 3). - Les navires - de commerce, etc. Les navires circulant sur des canaux, fleuves, ports sans visibilité, etc. Les engins volants II est bien évident qu'un circuit de puissance sera à adapter au besoin à satisfaire fonction du mobile . ordre impératif d'arrêt changement de trajectoire ralentissement, accélération . changement de sens de marche - M - AR Les différentes définitions Produit Elles seront choisies à partir de l'environnement du mobile et des capteurs. Principale application SACM Emission - Réception Les trains de la SNCF circulant sur une seule voie pourront être munis de ce dispositif. Les capteurs seront des antennes Réception - Emission. Les fréquences seront choisies et pourront être programmées, codées, suivant des normes fixées par la SNCF, les PTT et les différentes parties concernées tout en conservant le schéma principe. Le dispositif de sécurité anti-collision pour les mobiles caractérisé par le schéma de la fig. 5 est composé en 1 d'une alimentation générale nécessaire au fonctionnementdes autres circuits électroniques, en 2 d'un circuit d'émission 2 permettant de rayonner des ondes électromagnétiques d'une fréquence choisie en fonction des distances à couvrir et liées à l'environnement donné, codé, programmé en 3 d'un circuit de réception 3 permettant de détecter la présence d'un danger provenant d'une émission 2A en 4 d'un circuit de modulation nous permettant de coder les signaux pour le circuit 2 d'émission, en 5 d'un circuit de démodulation nous permettant d'exploi- ter les signaux provenant de 3, en 6 d'un circuit de coïncidence ou comparateur 6 nous confirmant la détection, en 7 d'un circuit étage amplificateur de puissance pour attaquer 8 le circuit d'asservissement du mobile ou la logique de fonctionnement de celui-ci, en 8 du circuit d'asservissement du mobile. REVENDICATIONS ùi Le dispositif de sécurité anti-collision pour les mobiles caractérisé en ce qu'il est constitué de 1) d'une alimentation générale i nécessaire au fonctionnement des autres circuits électroniques -9) d'un circuit d'émission 2 d'une variable physique 3) d'un circuit de réception 3 de la dite variable physique permettant de détecter la présence d'un danger provenant d'une émission 2A d'un autre mobile 4) d'un circuit 4 permettant la mise en forme de i'infor- malien relative à l'environnement donné, codé, programmé en vue de son émission par le circuit 2 de la dite va riable physique 5) d'un circuit 5 permettant la mise en forme des signaux reçus 2A, provenant de 3 circuit de réception, ces gnaux devant etre interprétés par le circuit suivant 6 6) d'un circuit de coïncidence ou comparateur 6 nous con firmant une détection provenant du circuit 5, soit la présence d'un mobile, soit la présence d'un danger. La référence du comparateur étant l'environnement donné, codé, programmé pour chaque mobile 7) d'un étage amplificateur de puissance 7 pour attaquer le circuit suivant 8 l'asservissement du mobile 8) d'un circuit d'asservissement du mobile 8 permettant d'asservir celui-ci ou d'attaquer la logique de fonctionnement de celui-ci. - Dispositif, selon la revendication 1, caractérisé en ce que la variable physique est définie par une onde électromagnétique d'une fréquence choisie, codée, pro grammée dans un environnement donné. F13 - Dispositif, selon la revendication 1, caractérisé en ce que la variable physique est un courant destiné à effectuer une mesure résistive. 4 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il a pour fonction de donner un ordre impératif d'arrêt ou de changement de trajectoire à 2 mobiles se déplaçant l'un vers l'autre ou de stopper un mobile se dirigeant sur un obstacle ou de changer sa trajectoire. - L'application du dispositif, selon l'une quelconque des revendications précédentes, est étudiée pour équiper les locomotives dont l'environnement nécessite un système de sécurité. 6 L'application du dispositif, selon les revendications 1 - 2 - 3 - 4, est etudiée pour équiper les navires, les sous-marins dont l'environnement nécessite un système de sécurité. 0 L'application du dispositif, selon les revendications 1 - 2 - 3 - 4, est étudiée pour équiper les engins volants dont l'environnement nécessite un système de sécurité.