Brevet FR2601142A3 — publié le 19880108

FR 2601142 A3 19880108 FR 8609875 A 19860704 La présente invention concerne un contrôleur de vitess pour la circulation sur voix ferrée. I1 s'applique à la conduite des trains, laisse toute initiative aux conducteurs, mais déclenche la VACMA, dispositif d'arrêt d'urgence en service sur la SNCF, dès que la sécurité l'impose. Le réglage de la vitesse des trains est actuellement effectué par le conducteur de l'engin moteur.S'il ne prend pas garde,un excès de vitesse peut provoquer des catastrophes dans les cas suivants: Siljle vitesse dépasse les possibllités de guidage du rail et produit un déraillement, Si la circulation ne peut s'arrêter et franchit un signal d'arrêt en engageant le parcours d'un autre mouvement. Le dispositif selon l'inventeur,permet de remédier à ces inconvénients. I1 comporte en effet un dispositif de contrôle de vitesse ponctuel ,complété par un dispositif de contrôle de vitesse continu ,une double piste pour le contrle de la vitesse dens l'observation des signaux mobiles fermés, avec adaptation de la courbe de freinage programmée au train @un dispositif commendant l'annulation de le double piste par le signal ouvert,un dispositif de réarmement permettant la remise en marche du train après déclenchement du contrôleur de vitesse; d'un dispositif permettant, en cas de danger,d'arrdter le train automatiquement depuis la voie. Le dispositif de contrôla de vitesse ponctuelle représenté sur la figure 1 comporte un équipement voie constitué par d es informateurs de vitesse (1) fixés sur la voie (3) suivant une normalisation préétablie,qutil faut rigoureusement respecter pour tous les informateurs.Au préalable l'utilisateur doit définir cette normalisation en tenant compte du gabarit disponible entre voie et le train,choisir le côté, gauche ou droit dans le sens de marche,sur le plage (4) disponible entre l'axe et le bout de la traverse de voie,à l'intérieur ou à l'extérieur des rails,cela permet l'équipement des voies uniques.Ceci étant défini,l'informateur sera paralléle et rapproché è un fil de rail (2).La figure 2 représente la forme de l'informateur de vitesse,il est rectangulaire avec au centre sur le champ supérieur une partie évidée (22), un saillie è angles rectilignes choque extrémité (21) et (23). La distance (21) correspond è la distance de référence qui doit etre la meme pour tous les informateurs, supposons 0,5 m. La distance (22) correspond à le vitesse de déclenchement de l'informateur de vitesse.La distance (23) correspond à l'ordre è donner au lecteur : soit contrôle d'une vitesse continu , soit contrôle d'une chute de vitesse en fonction de la distance sur le terrain. Le fer profilé en T est préconisé pour la confection des informateurs, mais d'autres matériaux conviennent pourvu qu'ils soient opaques au rayon utilisé par le lecteur et indéformeblesen latéral. Le premier véhicule dans le sens de marche est équipé d'un lecteur à barrière de rayonnement continu représenté figure 3 et réalisé par un émetteur (32), un récepteur (33). Le rayon infrarouge (31) est choisi dans la fréquence insensible aux éléments parasitas, neige, verglas, poussière, luminosité. Pour cela le rayon est renforcé et orienté côté émetteur par une lentille (34) et protégé côté récepteur par un filtre (35). Emetteur et récepteur sont chacun placés dans un caisson étanche aux intempéries (36). Emetteur et récepteur sont positionnés de manière que le passage d'un informateur passent entre eux coupe le rayon à deux reprises avec les parties (21) et (23). La distance entre émetteur et récepteur est rapprochée mais les caissons ne doivent jamais toucher les informateurs. La hauteur du rayon du lecteur par rapport aux informateurs doit rester rigoureusement constante. La fixation du lecteur par un support sur une boite de roue, apporte la solution. Las caissons du lecteur doivent etre protégés par des tlesssbrosses, et ensemble chauffant, car la neige ou le verglas ne doivent pas obstruer le passage des informateurs entre les caissons (36) du lecteur.Le fonctionnement du contrôleur de vitesse ponctuel est basé sur la durée du rayon entre deux coupures consécutives. Cette durée est en rapport directe avec la distance (22) de l'informateur (1) et de le vitesse du mobile. Le contrôleur de vitesse ponctuel réalisé en partie en circuits intègrés est présenté figure 4 en relais mécaniques pour faciliter l'explication. Il comporte deux lecteurs identiques, un par sens de marche, sélectionné par les touches de l'inverseur (40.1) pour le sens 1 et (40.2) pour le sens 2. Le passage d'un informateur (1 ) coupe le rayon, commanda le relais (41) d'où l'action des touches (41.1) et (41.2).La touche (41.2) est temporisée avec une précision au millième de seconde, elle a la particularité de se fermer pendant le temps de temporisation & l'excitation du relais (41), cette durée de fermeture est assurée, mme si le relais (41) se désexcite avant ce temps. En dehors de cette temporisation de fermeture, la touche (41.2) est ouverte meme avec le relais (41) excité. Par contre, le touche (41.1) suit le mouvement du relais (41). Grace à ce dispositif, une simple coupure de rayon est sans effet. Une double coupure n'est active sur le relais (42) que si la durée du rayon, entre ces deux coupures est égale ou inférieure à le temporisation de la touche (41.2).Supposons cette temporisation à 0,1 seconde, si la durée du rayon entre deux coupures est supérieure à ce temps, c'est que le mobile a une vitesse inférieure è l'informateur. Dans le cas contraire, c'est que la vitesse a atteint la vitesse de déclenchement. Dans ce cas, les touches (41.1) et (41.2) sont fermées en meme temps, le relais (42) est excité, sa touche (42.1) l'automatient, la touche (42.2) ouvre le circuit de la VACMA (46), la traction se coupe et le freinage d'urgence entre en action. Les lampes témoins (43) et (44) se trouvent dans la cabine de conduite. La lampe témoin (43) avise que le contrôleur de vitesse ponctuelle est en service, la lampe témoin (44) confirme le déclenchement du contrôleur de vitesse. Le bouton poussoir (45) se trouve dans un coffre plombé hors cabine, le réarmement par appui sur (45) autorise la remise en marche du train. Pour compléter la sécurité circulation entre deux informateurs, il faut un contrôleur de vitesse continu présenté figures 2 et 4, voici son fonctionnement. L'ensemble électronique de surveillance identifie l'informateur de vitesse en comparant les temps de (21) et de (22). Eschant que le temps de (21) correspond à 0,50 m, il calcule la distance (22) et de là connait la vitesse de contrôle de l'informateur. Exemple : si le temps de (21) est de 0,015 seconde et le temps de (22) = 0,1 seconde, la distance (22) = 0,5X0,1:8,015=3,333 m =information de 120 km/h.En fonction de cette donnée,l'ensemble électronique de surveillance (50) limite en courant électrique le curseur de l'indicsteur de vitess (51) jusqu's la vitesse autorisée.Si la vitesse dépasse l'alimentation du curseur d'un cran,son contact se trouve dans une zone sans courant d'où déclenchement de la VACMA (46).5i la vitesse reste dans la zone de vitesse sutorisée,il ne se passe rian.L'alimentation du curseur de l'indicateur de vitesse reste inchangée jusqu'au passage sur l'informateur suivant qui indique la nouvelle vitesse ponctuelleipuis continue à ne pas dépasser. L'ensemble électronique (50) identifie rodre de l'informateur.Il reçoit du lecteur le durée de'coupure (21) et (23) et compare ces durées.Si (21) égale (23),vitasse continue expliquée précédemment.Si (23) supérieure à (21) égale chute de vitesse en fonction dune courbe préétablie.Dans ce cas l'ensemble électronique de surveillance (50) élimine le courant cran par cran du curseur (52) de l'indicateur de vitesse pour obtenir la courbe de chute de vitesse désirée jusqu'à 30 kmSh par exemple.Cette courbe est plus ou moins prononcée en fonction de le distance sur le terrain et du rapport MASSE-FREIN, donné par (53).C'est le rapoort temps entre (21) et (23) qui renseigne l'ensemble électronique de la distance.Plus (23) est grand,plus le parcours sur le terrain est petit.Exemple:Pour une distance de 2500m,l'informateur a (21) de 0,5m et (23) de lm.Pour une distance de 1250m (21) est de 0,5m et (23) est de 2m.Plus la distance est courte,plus le dispositif est précis. La diversité des signaux oblige l'utilisation d'une double piste.La figure 5 représente la piste haute pour signaux mobiles son lecteur se trouve placé au dessus de celui de la figure 4, utilisé pour les signaux fixes.0es deux lecteurs par sens de marche,se trouvent sur l'engin moteur.La figure 6 représente l'informateur (1B) pour les signaux fixes,l1informateur haut (1H) pour les signaux mobiles.(I.33.H) et (1.33) représentent les signaux reçu aux récepteurs (33H) et (33),selon le t ype d'informateur (1B) ou (1H)rencontré.Ls comparaison de ces deux lignes indique la différence du code reçu.Le contrôleur de vitesse de la piste haute fonctionne de la même manière que le contrdleur de vitesse expliqué précédemment.En réunissant la figure 4 et 5 par le fil 0,le montage double pistes est réalisé. La figure 5 représente le dispositif commandant l'annulation de la piste haute.Cette annulation se fait par l'ouverture de la touche (60.I),commandé par le relais (60). Ce relais est éxcité par le récepteur (63) au reçu d'une fréquence codée émis par l'émetteur (62) lorsque le signal principal est en position d'ouverture.Ls fréquence codée passe de l'émetteur (62) au récepteur (63) en utilisant le rail (61) comme conducteur. L'informateur du signal principal doit changer de valeur; exemple: Arrêt, 40 , 120 .La figure 7 représente un informateur variable mécanique(1MV),le déplacement du curseur (24),modifie la distance (22),donc la vitesse de contrle.L'informateur (1R) est annulé par la mise en service d'un rayon infrarouge couvrant la surface (25). Linformateur (1RV) est modifié par la mise en service de parcelles de rayon infrarouge changeant.la distance (22) donc la vitesse du contrôle. Sur une ligne circulent des trains,dont le rapport MASSE FREIN différe ,impose une vitesse limite différente suivant le catégorie du train. C'est l'information MASSE-FREIN reçu avant départ (53H)qui modifie la temporisation de la touche (41.2.H) et réalise cette adaptation.Exemple: Un informateur 160 pour train rapide a une distance (22) de 4,44 m avec une temporisation de 0,1 seconde.Si cette temporisation est changée à 0,2 seconde le même informateur avec (22) de 4,44m contrdle la vitesse 80 pour train de marchandises.Il suffit de changer la temporisation de la touche (41.2.H) pour adapter le contrôleur de vitesse à la catégorie de train.Cette temporisation se répercute sur l'ensemble électronique de surveillance pour programmer la chute de vitesse de 160km/h a 0,ou de 80km/h à 0,Pour que cette courbe de chute de vitesse soit précise, l'ensemble électronique de surveillance (50) et (51) doit recevoir du compteur de distance (54),l'avancement sur le terrain, depuis l'informateur jusqu'su point d'arrêt.A cette effet il transmet une impulsion à chaque tour de ltentrainement du compteur de vitesse. La figure 8 représente un informateur portable (1P). Il permet à un agent de commander l'arrêt du train automatiquement depuis la voie.Il comporte deux évidements(22).Le premier pour être efficace dans les vitesses élevées, le second pour les basses vitesae.Sa fixation aux rails (2) est assurée par une barre de shuntage (80) déjà en service sur la SNCF. Le bon choix, l'emplacement de l'informateur conditionne l'efficacité du système. La figure 9 représente des exemples d'applications. SYMBOLES DES INFORMATEURS DE VITESSE DU C.V.A. r Informateur ponctuel,le carré indique contrôle de vitesse continu,le chiffre pleré en dessous indi que la vitesse de contrôle. = Informateur ponctuel et continu 120, le double trait inférieur indique piste haute. 1500 =Informateur ponctuel 100, le trisnle indique con trôle de chute de vitesse progremee, le chiffre qui suit donne la distance en métras de la courbe d'ar rêt. Informateur d'arrêt, A signifie arret. F1500 r Informateur ponctuel 60,contrôle de chute de vites se programmée, F indique que l'ouverture du signal envoie la fréquence d'annulation. = Informateur ponctuel et continu mécanique variable, arrêt, 40, 120. TABLEAU DONNANT LA VITESSE DE CONTROLE DE L'INFORMATEUR EN FONCTION DE LA DISTANCE 22,POUR UNE TEMPORISATION DE 0,1 SECONDE DE LA TOUCHE (41.2). Km/h Distance 22 Arrêt -------------------- 0.02 métras 10 ------------------------ 0.27 n 20 -------------------------- 0.55 30 --------------------------------- 0.83 n 40 -------------------------- 1.11 " 50 -------------------------- 1.38 n 60 ---------------------------- 1.66 n 70 ---------------------- 1.94 n 80 -------------------------- 2.22 n 90 ---------------------------- 2.50 n 100 ---------------------- 2.77 n 110 ---------------------------- 3.05 " 120 -------------------------- 3.33 n 130 ---------------------- 3.61 n 140 ---------------------------- 3.88 150 -------------------------- 4.16 n 160 ----------------------- 4.44 n REVENDICATIONS 1) Dispositif pour contrôler la vitesse des trains, caractérisé en ce qu'il commanda automatiquement l'arret d'urgence du train, dès que la vitesse de déclenchement que l'on s'est fixée est atteinte sur le parcours contrôlé, en vitesse ponctuelle, continue, en courbe de freinage. Après déclenchement, la remise en marche du train est subordonnée à un réarmaient conditionné. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce ou'il comporte des informateurs de vitesse fixés sur la voie et un lecteur de vitesse à barrière de rayonnement continu infrarouge placé sur le mobile. 3) L'informateur de vitesse selon la revendication 2 caractérisé en ce que sa forme produit deux coupures au rayon à son lec teurSqui transforme les longueurs (21), (22), (23), sous forme de signaux électriques. 4) Le contrôleur de vitesse ponctuel selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif temporisé de très haute précision, qui compare la durée de cette temporisation à celle du rayon entre deux coupures (22), produit par l'informateur. Si le temps du rayon est égal ou inférieur, il déclenche l'srret. 5) Le contrdleur de vitesse continu selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte un ensemble électronique de surveillanceJdont un des rôles est d'identifier la vitesse de contrôle de l'informateur, l'ordre d'application jusqu'au pro chain informateur : soit vitesse continue informateur, a' ne pas atteindre.; soit chute de vitesse programmée, à ne pas atteindre. 6) Le contrôleur de vitesse pour signaux mobiles, selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une double piste, identique à la première mais placée au-dessus. Son lecteur ne reçoit que les coupures de rayon des informateurs du type haut. 7) Le contrôleur de vitesse en fonction du apport Masse-Frein selon la revendication 1 et 4, caractérisé en ce qu'il modifie le temps de la temporisation (41.2) en fonction des données reçues concernant le composition du train. (53.H.) 8) Le contrôleur de vitesse pour signaux mobiles fermés selon les revendications 1 et 6, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'annulation de la piste haute sur le mobile commandé par le signal en position d'ouverture dans sa zone d'influence par une fréquence codée en utilisant le rail comme conducteur. 9) Le contrôleur de vitesse selon les revendications précédentes prises dens leur ensemble, caractérisé en ce qu'il comporte des informateurs de vitesse, dont la position du signal mobile modifie la vitesse de contrôla* soit mécaniquement (1MU), soit par rayon nement (1R) et (1RV). 10) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la remise en marche du train est subordonnée au réarmement du contrôleur de vitesse, à l'arret du train, après déplombage d'un coffre situé hors cabine de conduite. 11) Le contrôleur de vitesse en cas de danger selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'utilisation d'un informateur portable (1P) permet à un agent de commander l'arrêt du train automatiquement depuis la voie.