Brevet FR2757982A1 — publié le 19980703

La présente invention concerne un dispositif permettant de créer un écart de distance quasiment constant entre plusieurs véhicules de capacité d'accélération différentes et roulant à vitesse élevée, en ne laissant passer qu'un seul véhicule à la fois, ces véhicules pouvant ainsi mieux s'insérer dans le trafic. Le trafic automobile aux heures de pointe, sur les routes et autoroutes, se trouve très facilement ralenti à cause des véhicules entrant par les accès secondaires et ce malgré les voies d'accélération. En effet, il suffit de quelques véhicules arrivant simultanément sur ces voies d'accès, pour que les distances entre les véhicules deviennent quasiment nulles et du coup leurs vitesses aussi. II s'en suit un trafic sur la voie principale extrêmement réduit. Le plus étonnant est que le débit secondaire reste bien souvent supérieur au débit sur la route principale. II existe certains dispositifs prévus pour réguler le débit entrant par de tels accès secondaires. C'est le cas notamment de dispositifs lumineux pilotés par des capteurs placés en aval à plusieurs dizaines de kilomètres. Ce dispositif bloque un grand nombre de véhicules mais ceux ci sont libérés simultanément ce qui a pour conséquence de recréer un ralentissement local dès le déblocage des véhicules. II existe également un dispositif décrit dans le brevet WO 89 11138 Al 1989 1116, permettant de mesurer les vitesses et débits de différentes files de voitures et d'adapter ces vitesses au débit maximal fixé à l'avance. Ce dispositif, qui gère les voitures dans leur ensemble (moyenne des vitesses), est donc incapable d'éviter des engorgements locaux crées par quelques véhicules trop proches les uns des autres sur une voie d'accès. Le dispositif selon l'invention permet de remédier à cet inconvénient. II comporte en effet selon une première caractéristique un système d'arrêt actif destiné à stopper l'avance de tout véhicule et placé à quelques centaines de mètres en amont de la fin de la voie d'accélération. Cette distance est nécessaire pour que les véhicules puissent ensuite aborder la route principale avec une vitesse suffisante. Avant le système d'arrêt, on fait ralentir les véhicules grâce à des brise-vitesse, de plus les véhicules doivent arriver à la file indienne, c'est à dire sur une seule voie. Ce système actif d'arrêt est en position fermée en l'absence de véhicule. Le système d'arrêt est pourvu d'un boîtier de commande recevant les informations de capteurs d'une part et commandant le système d'arrêt d'autre part. Un premier capteur placé en amont de ce système permet de détecter la présence d'un premier véhicule. Après une temporisation de quelques secondes, nécessaire pour garantir l'arrêt d'un véhicule lancé à vive allure, le système autorise le passage du premier véhicule. Un deuxième capteur placé en aval de ce systéme, à une distance inférieure à la longueur du plus petit véhicule, permet de détecter le passage du premier véhicule et par la suite d'actionner le système pour stopper la progression du deuxième véhicule. Un troisième capteur placé, également en aval, à plusieurs dizaines de mètres du systéme d'arrêt, permet de connaître le pouvoir d'accélération du premier véhicule (par exemple, le temps mis par le véhicule entre le deuxième capteur et le troisième capteur). A partir de cette information, le boîtier de commande détermine au bout de combien de temps il faudra mettre le système d'arrêt en position ouverte et laisser passer le deuxième véhicule. Lorsque ce temps sera écoulé, le deuxième véhicule s'élancera mais ne pourra pas rejoindre le premier véhicule avant la fin de la voie d'accélération, garantissant même un espace important (plusieurs dizaines de mètres) entre ces deux véhicules, nécessaire à l'entrée fluide dans le flux de la voie principale. Le même raisonnement s'applique à tous les véhicules suivants après le premier et le deuxième véhicules, une voie latérale sera spécialement prévue pour les véhicules à deux roues. Ce dispositif permet donc, en contrôlant les distances entre véhicules sur la voie d'accès, d'augmenter de manière significative le débit sur la voie principale. Selon des modes particuliers de réalisation: - le système d'arrêt peut être lumineux (feu tricolore, feu rouge/vert, feu clignotant,...), sonore (son, message parlé,...), constitué d'un mécanisme physique d'arrêt (barrière, casse vitesse actif,...), ou tout autre système éventuellement combinaison des précédents. - les capteurs peuvent être de type magnétique, optique, sonore ou ultrasonore, infrarouge, hyperfréquence, pneumatique, contact électrique, jauges de contraintes, caméras ou de toute autre technologie éventuellement combinaison des précédentes. - il est possible de rajouter un capteur pour avoir une estimation du pouvoir d'accélération du deuxième véhicule en amont du système d'arrêt (à partir de la mesure du poids par essieu, par exemple), afin de diminuer le temps d'attente si le premier véhicule et le deuxième possèdent des pouvoirs d'accélération similaires (notamment dans le cas de deux véhicules lents de type semi-remorque, par exemple). - il est possible également de rajouter d'autres capteurs en aval du troisième capteur afin d'affiner la détermination du pouvoir d'accélération des différents véhicules. - il est possible de réguler le temps d'attente en prenant également en compte des informations de type: météorologique (pluie, neige, verglas, brouillard,...), période de la journée (jour/nuit, entrée/sortie de bureaux,...), période de l'année (dates de vacances, fêtes,...). - il est également possible de réguler le temps d'attente en tenant compte d'informations sur le trafic sur l'axe principal en amont de la voie d'accélération (débit, distance entre véhicules, synchronisation éventuelle avec le présent système d'arrêt,...), sur le trafic en aval (débit, accident, travaux,...) ou sur le trafic régional voire national. - le système peut également comporter un ensemble de transmission (émission/réception), capable de transmettre des télémesures de l'ensemble des informations prélevées et également de recevoir des télécommandes destinées au système d'arrêt (des caméras vidéo pourraient être utilisées à cette fin). Selon un mode particulier, plus simple, de réalisation, le système d'arrêt peut être prévu sans le troisième capteur, une simple temporisation assez longue (quelques dizaines de secondes) permet d'obtenir un fonctionnement identique sauf que le débit sur la voie d'accès sera plus faible qu'avec une régulation fonction du pouvoir d'accélération des véhicules. Les dessins annexés illustrent une réalisation possible de l'invention La figure 1 représente une vue de dessus d'une voie d'accélération équipée du dispositif d'arrêt et d'une route principale. La figure 2 représente un diagramme des vitesses et distances d'un véhicule de tourisme ainsi que l'écart de distance par rapport à un véhicule sportif parti 5 secondes après, le tout fonction du temps. La figure 3 représente un diagramme des vitesses et distances d'un véhicule de type poids lourd ainsi que l'écart de distance par rapport à un véhicule sportif parti 10 secondes après, le tout fonction du temps. En référence à ces dessins, le dispositif selon l'invention comporte un boîtier de commande (1) sur lequel se connecte un système d'arrêt (par exemple lumineux de type feu rouge ou vert) (2) et trois capteurs. Le premier capteur (3) est placé juste avant le feu pour détecter la présence d'un véhicule, le deuxième capteur (4) est placé juste après le feu pour détecter le démarrage du véhicule et le troisième capteur (5) sert à mesurer le temps mis par le véhicule entre le deuxième capteur et le troisième capteur. La voie d'accélération (6) permet d'accéder à une route principale (7). D'autre part, une voie spéciale est prévue pour les deux roues (8) qui se prolonge au delà du capteur 5 afin que leur présence ne perturbe pas le système d'arrêt. En amont du système d'arrêt, sur la voie d'accélération (6) sont placés des brise-vitesse ainsi que des panneaux latéraux de rétrécissement afin d'amener les véhicules sur une seule voie assez étroite pour que les véhicules passent les uns derrière les autres. Le système d'arrêt est placé suffisamment loin du point d'insertion pour qu'un véhicule de type poids lourd puisse atteindre une vitesse d'entrée sur la route principale assez élevée pour s'insérer dans le trafic. Supposons cette distance égale à 200 m, elle permet à un camion d'atteindre une vitesse d'environ 60 km/h au bout de 20 secondes (voir figure 3 avec t = 20 s, v = 60 km/h et d = 200 m). Pour déterminer la position du capteur 5, nous allons utiliser la figure 2. Cette figure tient compte d'un retard de 5 secondes entre une voiture de tourisme et une voiture sportive. Cet écart nous permet d'avoir une distance entre les deux véhicules supérieure à 50 m lorsque le premier véhicule a parcouru 200 m, c'est à dire la distance séparant le système d'arrêt du point d'insertion sur la route principale. A partir de la figure 2, on mesure la distance parcourue par la voiture de tourisme en 5 secondes, soit environ trente mètres. Par conséquent, le capteur 5 sera placé à 30 m du capteur 4, de telle sorte qu'un véhicule de tourisme mette 5 secondes pour passer entre ces deux capteurs. Le capteur 4 est placé en aval du système d'arrêt à deux mètres et le capteur 3 est placé en amont du même système et couvre une surface de détection importante de manière à détecter n'importe quel type de véhicule. Les véhicules arrivent les uns derrière les autres jusqu'au système d'arrêt. Lorsqu'un premier véhicule est détecté par le capteur 3, on attend 2 secondes avant d'autoriser le passage de ce véhicule. Dès que le véhicule est détecté par le capteur 4, le système d'arrêt se réactive pour bloquer le passage du véhicule suivant et un chronomètre est mis en route. Lorsque le véhicule passe devant le capteur 5, on mesure le temps sur le chronomètre. Si le temps mesuré est inférieur ou égal à 6 secondes, alors on débloque instantanément le système d'arrêt (à condition qu'il y ait un nouveau véhicule détecté par le capteur 3) car on est au moins en présence d'un véhicule de tourisme et qu'il suffit d'un retard de 5 secondes pour garantir un écart supérieur à 50 m au bout de la distance de 200 m entre le système d'arrêt et le point d'insertion sur la route principale (voir figure 2) en considérant qu'il y a une voiture sportive arrêtée au système d'arrêt. Si le temps est supérieur à 6 secondes, alors on est en présence d'un véhicule de type poids lourd et on ne débloquera le système d'arrêt qu'au bout d'un temps total de 10 secondes d'arrêt (à condition qu'il y ait un nouveau véhicule détecté par le capteur (3), car il suffit de 10 secondes pour garantir un écart supérieur à 50 m au bout de la distance de200 m entre le système d'arrêt et le point d'insertion sur la route principale (voir figure 3) en considérant qu'il y a une voiture sportive arrêtée au systémed'arrêt. Dans le cas où le capteur (5) ne détecte rien (panne possible du véhicule ou autre problème) le système d'arrêt sera automatiquement ouvert au bout d'une temporisation de l'ordre de 15 secondes (à condition qu'il y ait un véhicule détecté par le capteur (3)). Les différentes valeurs sont données à titre d'exemple, elles devront être adaptées à chaque site (pente, virage, longueur de la voie d'accès, capacité de stockage de véhicules en amont du système d'arrêt,...) et aux caractéristiques réelles des véhicules rencontrés. On pourra avantageusement rajouter un quatrième capteur placé à une distance double de la distance entre le deuxième et le troisième capteur, c'est à dire 60 m du deuxième capteur dans notre exemple et traiter les signaux comme pour le troisième capteur mais autour d'une durée chronométrée de 10 secondes. Le boîtier de commande sera avantageusement basé sur une technologie de type numérique qui permettra d'éviter des fluctuations des différentes temporisations dans le temps (forte variation avec la température constatée avec de l'électronique de type analogique). De plus, cette technologie permet une ouverture vers d'autres moyens de commande à distance, de télémesure, de télémaintenance, de télésurveillance, Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné à une gestion optimale du trafic routier et autoroutier, pour les accès comportant notamment des voies d'accélération. Revendications 1) Dispositif permettant de créer un écart de distance quasiment constant entre plusieurs véhicules de capacité d'accélération différentes et roulant à vitesse élevée, en ne laissant passer qu'un seul véhicule à la fois caractérisé en ce qu'il comporte un système d'arrêt (2), un boîtier de commande du système d'arrêt (1), un capteur (3) destiné à détecter la présence d'un véhicule pour ouvrir le système d'arrêt après une courte temporisation, un capteur (4) destiné à détecter le passage du même véhicule afin de refermer immédiatement après son passage le système d'arrêt et un capteur (5) destiné à moduler le temps d'ouverture du système d'arrêt en fonction du type de véhicule en présence. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le capteur (5) est remplacé par l'emploi d'une simple temporisation fixant le temps de fermeture du système d'arrêt. 3) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'un capteur est rajouté en aval du capteur (5) pour affiner le temps d'ouverture du système d'arrêt en fonction des catégories de véhicule. 4) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le capteur (4) peut être supprimé et l'information nécessaire est alors donnée par la non détection de véhicule sur le capteur (2). 5) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les capteurs (2, 3 et 4) peuvent être remplacé par un nombre inférieur de capteurs mais avec la même fonctionnalité (emploi d'une caméra avec traitement d'image, par exemple). 6) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que d'autres capteurs ou liaisons externes sont ajoutés afin de faire varier la durée des différentes temporisations.