Brevet FR2696543A1 — publié le 19940408

DISPOSITIF DE CONTROLE DE LA POSITION D'UNE VOIE FERREE PAR RAPPORT A UN TRACE DE REFERENCE La présente invention a pour objet un dispositif de contrôle de la position d'une voie ferrée par rapport à un tracé de référence constitué notamment par un rail d'une voie ferrée contigüe ou par un piquetage. Sur les chantiers de voie ferrée, les engins utilisés pour les opérations de renouvellement ou d'entretien soulèvent et déplacent la voie sur laquelle ils évoluent. Cependant, durant ces opérations, la circulation de trains n' est pas interrompue sur la ou les voies contigües à celle qui fait l'objet de ces opérations. I1 est donc primordial de pouvoir guider et contrôler le travail de la machine afin que le positionnement de la voie en cours de traitement soit correctement réalisé et que le gabarit de circulation des trains sur les voies ne soit pas engagé en cas de dérive du système de traitement de l'engin d'intervention. Malgré la haute technicité de ces machines, le guidage et le contrôle de la position de la voie en cours de réparation ou d'entretien nécessite toujours actuellement l'intervention humaine. L'homme réalise une mesure physique de la position de la voie, soit par rapport à un piquetage toujours situé en entre-voie, soit par rapport à un rail de la voie contigüe. La zone d'intervention humaine est donc très dangereuse et, nonobstant d'importantes règles de sécurité du personnel, le risque d'accident mortel n'est pas totalement écarté.La mesure à l'aide d'une règle graduée spéciale est aussi délicate dans le contexte particulier d'un chantier : pour obtenir une précision optimum de mesure, l'opération doit tenir compte des différences de niveaux parfois importantes entre les points de référence (voie en chantier et piquetage ou voie contigüe), tâche difficile à accomplir si l'on considère le rendement des machines modernes. Un objet de la présente invention est de fournir un dispositif de contrôle de la position d'une voie ferrée par rapport à un tracé de référence qui puisse se faire automatiquement sans intervention humaine directe dans la zone dangereuse tout en assurant une grande précision dans le contrôle de la position. Pour atteindre ce but, le dispositif de contrôle de la position d'une voie ferrée par rapport à des éléments d'un tracé de référence, constitué notamment par un rail d'une voie contigüe ou par un piquetage, se caractérise en ce qu'il comporte: un véhicule apte à se déplacer sur la voie ferrée à contrôler; un dispositif de télé-mesure monté sur ledit véhicule; des moyens pour viser, pour des positions successives du véhicule, l'élément correspondant du tracé de référence à l'aide dudit dispositif de télé-mesure, par quoi on obtient une mesure de distance ; et des moyens pour traiter ladite mesure afin d'en déduire la distance effective horizontale entre ladite voie ferrée à contrôler et ledit tracé de référence pour les différentes positions du véhicule. On comprend que, grâce à l'utilisation du dispositif de télémesure directement monté sur véhicule assujetti à suivre la voie à contrôler, on peut obtenir un relevé précis du tracé de la voie ferrée à contrôler sans qu'il y ait d'intervention humaine dans la zone dangereuse, c'est-à-dire dans ltentre-voie. Le véhicule peut être l'engin de voie à l'aide duquel on procède à l'entretien ou au renouvellement de la voie. Si le dispositif de télémesure est placé à l'avant de la machine, on peut réaliser ainsi un guidage de celle-ci à partir des mesures successives effectuées. On peut prévoir un asservissement du fonctionnement de cette machine à partir de ces mesures successives. Il peut également être monté sur ce véhicule et associé à un appareil enregistreur pour contrôler la position effective de la voie réalisée. Il peut également être installé sur un chariot léger. Il permet alors le relevé de la position de la voie par rapport au piquetage en supprimant l'intervention dans la zone dangereuse de l'entre-voie. Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, le dispositif de mesure est un télémètre à laser. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère aux figures annexées sur lesquelles - la figure 1 est une vue montrant deux voies contigües sur l'une desquelles est installé le dispositif de contrôle de position; - la figure 2 représente une vue partielle du dispositif de contrôle; - la figure 3 montre sous forme de schéma les principaux éléments du circuit électronique du dispositif de contrôle; et - la figure 4 est un schéma illustrant le mode de correction de la détermination de la position. En se référant tout d'abord aux figures 1 et 2, on va décrire l'ensemble du dispositif de contrôle. Sur la figure 1, on a représenté deux voies contigües V1, V2, la voie V1 étant celle qui fait l'objet de réparation, la voie V2 définissant le tracé de référence. Le problème est donc de vérifier que la distance entre la voie V1 et la voie V2 est conforme au gabarit prévu. Cette distance L à contrôler est par exemple la distance qui sépare les plans médians verticaux PP' et QQ' des voies V1 et V2. Sur la voie V1 qui est donc à contrôler, on a représenté de façon schématique le véhicule 10 du dispositif de contrôle. Le véhicule comprend en particulier une plate-forme 12 montée sur des bogies 14. La plate-forme 12 est parallèle au plan défini par les rails 16 et 18 de la voie V1 à contrôler. Sur le côté de la plate-forme 12 du véhicule, est monté de façon mobile un dispositif de télémesure 20 qui est de préférence un télémètre à laser. Ce télémètre 20 est destiné à viser les éléments du tracé de référence pour mesurer et contrôler la distance L pour différentes positions du véhicule 10. Le télémètre 20 est solidaire de l'extrémité d'une tige 22 qui peut être déplacée en translation par des moyens moteurs 24 tout en restant perpendiculaire au plan de la plate-forme 12. Le télémètre 20 est monté à l'extrémité de la tige 22 par l'intermédiaire d'un moteur 26 permettant de faire pivoter le télé-mètre 20 autour d'un axe horizontal qui reste perpendiculaire au plan de la figure. Lors de ces déplacements possibles, l'axe de visée XX' du télémètre 20 reste dans un plan vertical qui est orthogonal au plan médian de la voie à contrôler V1. Sur cette figure, on a également représenté la voie V2 avec ses rails 30 et 32. Comme on l'a déjà indiqué, le tracé de référence peut avantageusement être constitué par le rail 30 de la voie V2. En variante, le tracé de référence peut être constitué par un piquetage dans l'entre-voie. On a représenté sur la figure 1 un piquet 34. Avant de décrire plus en détails l'invention, on va en préciser le principe. Le véhicule 10 qui se déplace sur la voie à contrôler peut être soit l'engin de renouvellement de la voie Vi, soit un véhicule léger de contrôle de cette voie. Pour des positions successives du véhicule, le télé-mètre 20 vise soit un piquet 34, soit le champignon a du rail 30 de la voie contigüe V2. En outre, la ligne de visée du télé-mètre est assujettie à rester horizontale quelle que soit l'éventuelle inclinaison de la voie à contrôler Vi, c'est-à-dire le dévers de celle-ci. Pour viser le tracé de référence, par exemple le rail 30, le télémètre peut être déplacé verticalement grâce aux moyens moteur 24.On peut ainsi pour des positions successives du véhicule déterminer avec précision la distance 1 entre le télémètre et le champignon 30a du rail 30, ce qui permet immédiatement de déterminer ltentre-axe L entre les deux voies et de s'assurer que cet entre-axe est conforme au gabarit réglementaire. On comprend que cette mesure 21 donne directement l'entre- axe lorsque la voie à contrôler V1 est horizontale, c'est-à-dire sans dévers. On comprend qu'il n'en va pas de même si la voie présente un dévers. La figure 4 illustre les corrections à apporter à la mesure D effectuée par le télémètre lorsque la voie Vi est en dévers. Si l'on appelle a l'inclinaison de la voie Vi par rapport à l'horizontale et si l'on appelle h la distance entre le sol et l'axe de visée XX' du télémètre 20, on voit sur la figure que la correction d à apporter à la mesure est définie par : d= sinax h. Cette correction d est à retrancher de la valeur mesurée pour une visée à droite sur la figure 4 et à ajouter pour une visée à gauche sur cette même figure 4 compte tenu du sens du dévers. On voit donc que pour corriger la mesure de distance il suffit de disposer des valeurs de l'angle a et de la hauteur h.La hauteur h est obtenue à l'aide d'un détecteur de déplacement qui fournit, par un calcul simple, la position de l'axe de visée du télémètre par rapport au plan de la plate-forme 12 et donc par rapport au plan défini par les deux rails 16 et 18 de la voie V1. Ce détecteur détecte les déplacements de la tige 22 sous l'effet de l'actuateur 24 afin de viser effectivement l'élément du tracé de référence. L'angle a est obtenu directement par un inclinomètre électronique monté sur la plate-forme 12. La figure 3 illustre les circuits électriques de l'ensemble de traitement et de gestion du dispositif. Ce circuit comporte essentiellement un calculateur 50 qui reçoit sur ses différentes entrées des informations délivrées par des capteurs. Le micro-calculateur 50 est relié d'une part à un inclinomètre 52 qui est lié directement à l'inclinaison de l'axe de visée du télé-mètre par rapport à l'horizontale. Il reçoit également un signal délivré par un inclinomètre 54 lié à la plate-forme 12 du véhicule. Il reçoit également un signal représentatif de la hauteur h délivrée par un capteur de position ou de déplacement 56 coopérant avec la tige 22. Enfin, ce calculateur 50 reçoit bien sûr la mesure D non corrigée effectuée par le télémètre 26. Le signal délivré par l'inclinomètre 52 associé au télémètre sert à commander l'actuateur en site 26 pour maintenir la ligne de visée XX' du télémètre horizontale quel que soit le dévers de la voie V1. Le micro-calculateur 50 détermine, comme on l'a déjà expliqué à partir des valeurs numériques a, h et D, la distance corrigée 1 qui permet elle-même de déterminer avec précision l'entre-axe L entre les deux voies. La distance 1 corrigée est calculée par le calculateur 50 en appliquant les formules: I = D + h sin a ou 1= D - h sin a; selon le sens du dévers. Le déplacement du télémètre pour viser effectivement l'autre rail ou le piquet peut être fait manuellement par un opérateur. Cette opération peut également être réalisée automatiquement par la commande de l'actionneur 24 de la tige 22 qui porte le télémètre. Pour cela on entre dans le calculateur deux seuils de mesure SM et Sm qui sont définis à partir de l'écartement théorique entre les deux voies V1 et V2. Lorsque le seuil de mesure minimal 5m est atteint l'asservissement de l'actionneur 24 déclenche la remontée de la tige 22. Lorsque le seuil maximal SM est atteint, l'asservissement de l'actionneur 24 déclenche la descente de la tige 22. Lorsque le faisceau laser rejoint le champignon 30a du rail de référence 30, la mesure de distance D est prise en compte et transmise au calculateur 50 qui effectue la correction de distance comme on l'a expliqué précédemment. Un circuit de temporisation 60 peut être prévu pour initier les cycles successifs de visée, de prise de mesure et de correction. La durée de temporisation dépend de la vitesse de déplacement du véhicule 10 et de la distance qui doit séparer deux points de mesure successifs. REVENDICATIONS 1. Dispositif de contrôle de la position d'une voie ferrée par rapport à des éléments d'un tracé de référence, constitué notamment par un rail d'une voie contigüe ou par un piquetage, se caractérise en ce qu'il comporte: un véhicule (10) apte à se déplacer sur la voie ferrée à contrôler (vu); un dispositif de télé-mesure (20) monté sur ledit véhicule; des moyens pour viser (24, 26), pour des positions successives du véhicule, l'élément correspondant du tracé de référence (30, 34) à l'aide dudit dispositif de télé-mesure, par quoi on obtient une mesure de distance; et des moyens (50) pour traiter ladite mesure afin d'en déduire la distance effective horizontale entre ladite voie ferrée à contrôler et ledit tracé de référence pour les différentes positions du véhicule. 2. Dispositif de contrôle selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit dispositif de télé-mesure est un télé-mètre à laser (20). 3. Dispositif de contrôle selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ledit dispositif de télémesure (20) est mobile (24) par rapport à la plate-forme du véhicule selon une direction orthogonale à celle-ci, et en ce qu'il est également mobile en site en rotation (26) autour d'un axe horizontal orthogonal à la direction de visée dudit dispositif de télé-mesure. 4. Dispositif de contrôle selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (26) pour ajuster le site dudit dispositif de télé-mesure pour que la direction de visée reste horizontale. 5. Dispositif de contrôle selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (24) pour déplacer ledit dispositif de télé-mesure (20) selon ladite direction orthogonale et des moyens (56) pour repérer la position (h) dudit dispositif de télé-mesure lorsque la direction de visée passe par ledit élément du tracé de référence. 6. Dispositif de contrôle selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens (54) pour mesurer l'inclinaison (a) que fait ladite plate forme par rapport à l'horizontale. 7. Dispositif de contrôle selon les revendications 5 et 6, caractérisé en ce que lesdits moyens de traitement (50) comprennent des moyens pour corriger la distance mesurée (D) à partir de ladite position (h) du dispositif de télé-mesure et de ladite inclinaison () de ladite plate-forme.