Brevet FR2779697A1 — publié le 19991217

Procédé et dispositif pour évaluer l'état des rails d'une voie L'invention se rapporte à un procédé et à un dispositif pour évaluer l'état des rails d'une voie en intégrant au moins un rail de la voie à un système de transmission entre un émetteur d'énergie et un récepteur d'énergie, un signal de test étant envoyé au au moins un rail et la réponse au signal produite à partir de celui-ci étant comparée à une fonction normale de la réponse au signal pour évaluer l'état instantané des rails. Un procédé de ce genre et un dispositif de ce genre sont décrits dans la demande de brevet allemand n 19 826 230 non publiée io antérieurement à la date de priorité dont bénéficie la présente demande. Des signaux de test sous forme d'impulsions y sont envoyés pour surveiller les rails à au moins un rail d'une voie à rail; ces signaux de test provoquent des réponses aux signaux dont les fréquences et les amplitudes permettent de faire une assertion sur l'état des rails de la voie à évaluer. Les réponses aux signaux instantanées se distinguent de façon marquante de réponses aux signaux de référence mises en mémoire pour les rails individuels d'une voie, si les propriétés de réflexion des rails de la voie ont changé par rapport aux propriétés de réflexion présentes à la réception des réponses aux signaux de référence. Des variations de ce genre des propriétés de réflexion apparaissent cependant notamment en cas de rupture des rails, même si les voies sur rails sont occupées par des véhicules sur rail, la mesure de l'écart entre la réponse aux signaux instantanés et la réponse aux signaux de référence dépendant de la distance des véhicules sur rail aux points d'entrée et de départ des signaux de test. Le dispositif suivant la demande de brevet allemand pour évaluer l'état d'une voie sur rail prévoit une entrée stationnaire des signaux de test dans les rails d'une voie sur rail et une sortie stationnaire de réponses aux signaux des rails. Notamment là o des véhicules sur voie doivent effectuer un trajet d'une manière dont ils sont proprement responsables sans coopération 2 2779697 d'un poste de commande, il est nécessaire que ces véhicules aient connaissance de l'état des voies sur rail qu'ils parcourent. Ils doivent notamment identifier si le trajet qui se présente devant eux est exempt d'autres véhicules sur voie et si l'état de la voie sur rail autorise par ailleurs de la parcourir à une vitesse non réduite ou seulement à une vitesse réduite; la raison d'une telle réduction de la vitesse peut tenir par exemple à l'identification d'une rupture de rail ou à l'identification de manipulation sur les rails, par exemple par une équipe de travail ou par des personnes qui n'y sont pas autorisées. o La présente invention vise à perfectionner le procédé décrit dans ce qui précède de manière à pouvoir l'utiliser sur les véhicules parcourant l'installation de voie. L'invention vise de plus un dispositif approprié à la mise en oeuvre de ce procédé. Pour le procédé, on y parvient, suivant l'invention, par le fait que i5 des signaux acoustiques sont envoyés par au moins un véhicule sur rail occupant la voie sur rail au au moins un rail et que les réponses aux signaux produites alors dans le au moins un rail sont évaluées par au moins un véhicule du même train de véhicules pour décrire l'état instantané de la voie sur rail, d'éventuels bruits de roulement propres, se superposant aux 2() réponses aux signaux, étant filtrés des signaux de réponses reçus pour l'évaluation des réponses aux signaux. Un perfectionnement avantageux du procédé suivant l'invention est caractérisé en ce que les signaux acoustiques sont représentés par les bruits de roulement des véhicules sur rail. Un perfectionnement avantageux du procédé suivant l'invention est caractérisé en ce que les signaux acoustiques sont représentés soit exclusivement, soit en plus des bruits de roulement, par des signaux ultrasonores introduits par les véhicules dans le au moins un rail. Un perfectionnement avantageux du procédé suivant l'invention 3o est caractérisé en ce que la courbe des signaux tant des réponses aux signaux instantanées que des réponses aux signaux représentant les fonctionnements normaux de la voie sur rail sont représentées sous forme numérisée par les amplitudes et/ou les fréquences des composantes de signaux des réponses aux signaux sur des durées de réponse prescrites. 3 2779697 Un perfectionnement avantageux du procédé suivant l'invention est caractérisé en ce que le fonctionnement normal d'une réponse aux signaux est, dans le cas d'un écart inférieur à une valeur admissible par rapport à la fonction d'une réponse aux signaux instantanée, remplacé pour les opérations d'évaluation suivantes par cette fonction. Le dispositif de mise en oeuvre du procédé suivant l'invention est caractérisé en ce qu'il est mis en mémoire sur les véhicules sur rail, dans un atlas de trajet, des fonctions normales de réponse aux signaux qui sont relatifs à la voie sur rail et qui sont valables pour des voies sur rail non occupées, se trouvant dans un état correct, en ce que les véhicules comparent ces fonctions normales, d'une manière rapportée au lieu de passage, aux réponses aux signaux instantanées reçues par eux, et filtrées d'éventuels bruits de roulement, et en ce des écarts, rapportés au lieu, ils tirent, en pondérant les écarts, des conclusions sur l'état libre et correct de la voie sur rail ou sur des occupations de la voie, des ruptures de rail ou des manipulations sur les rails. Un perfectionnement avantageux du dispositif suivant l'invention est caractérisé en ce que, dans le cas d'une occupation de la voie détectée, les véhicules tirent des conclusions à partir des modèles d'impulsions des réponses aux signaux et/ou de leur amplitude, sur la distance par rapport aux autres véhicules sur la voie sur rail concernee. Un perfectionnement avantageux du dispositif suivant l'invention est caractérisé en ce que les véhicules, pour séparer par filtrage leurs bruits de roulement des réponses aux signaux instantanées, tiennent compte de fonctions de filtre dépendant de la vitesse propre de déplacement et/ou de la composition du propre train de véhicule. L'invention est explicitée plus en détail dans ce qui suit, à l'aide d'un exemple de réalisation représenté schématiquement au dessin. Le dessin représente schématiquement une voie B sur rail qui est parcourue par un véhicule T; le véhicule T peut être un véhicule moteur ou un convoi de train comportant plusieurs véhicules couplés. Le véhicule est muni d'une source Q d'informations pour produire des signaux acoustiques de préférence sous forme d'impulsions. Ces signaux acoustiques sont envoyés par l'intermédiaire des roues R du véhicule T ou par l'intermédiaire d'un générateur G distinct dans au moins un rail de roulement de la voie B sur rail. Les signaux acoustiques peuvent être par exemple des signaux ultrasonores; de 4 2779697 préférence, les signaux acoustiques peuvent être formés aussi par les bruits de roulement du véhicule au moins si le véhicule T moteur se déplace sur le trajet. Les signaux de test acoustiques envoyés par le véhicule dans le au moins un rail de la voie sur rail y provoquent la formation de réponses aux signaux qui caractérisent des valeurs instantanées déterminées d'état de la voie sur rail; les réponses aux signaux se distinguent de manière marquante dans la forme dans laquelle ils apparaissent des signaux de test qui les ont fait se former. Ils peuvent donc en être distingués. Elles sont reçues par le o véhicule par l'intermédiaire d'un récepteur A et/ou par l'intermédiaire d'au moins une roue du véhicule et envoyées à un destinataire S d'impulsions. Pour l'évaluation qualitative des réponses aux signaux, le destinataire les envoie à un filtre F. Ce filtre sert à éliminer les composantes de bruits de roulement des signaux de réponses aux signaux reçus par le destinataire et parasités par des i5 bruits suivant les bruits de roulement instantanés. Le filtre est muni à cet effet d'un dispositif M microphone pour identifier les bruits de roulement instantanés. Les réponses aux signaux filtrés sont comparées, en se rapportant au lieu, à des fonctions normales des réponses aux signaux mémorisées dans un atlas C de trajet. Sert à cet effet un comparateur V, auquel sont envoyées, sous forme numérisée par les amplitudes et/ou les fréquences des réponses aux signaux apparaissant sur des durées de réponses prescrites, tant les réponses aux signaux instantanées, filtrées, que les réponses aux signaux représentant les fonctions normales de la voie sur rail. Les fonctions normales des réponses aux signaux sont représentées par des réponses aux signaux produites à un instant antérieur pour une voie sur rail libre, intacte. Le comparateur identifie à partir des signaux d'entrée qui lui sont transmis l'état de la voie sur rail à évaluer, du point de vue de l'occupation des rails, de l'état des rails et des travaux de construction sur les rails. A cet effet, le comparateur pondère les écarts fixés par lui entre les fonctions normales des réponses aux signaux et les réponses aux signaux instantanées, filtrées. La comparaison des réponses aux signaux instantanés aux réponses aux signaux de référence mémorisés est sélective, si bien que l'on peut conclure entre autre non seulement à une éventuelle occupation d'une voie sur rail, mais aussi à la distance à laquelle des véhicules occupant la voie se trouvent du point d'entrée ou du point de départ. 2779697 De manière particulièrement avantageuse, une réponse aux signaux instantanés, filtrés, doit, dans le cas o elle ne s'écarte que très peu de la fonction normale associée relative au lieu, remplacer la valeur mémorisée de la fonction normale pour les opérations d'évaluation qui suivent. On obtient ainsi que des variations lentes dans la photographie de l'état d'une voie sur rail, comme il y en a par exemple en raison de corrosion des rails, d'influences de température sur les fixations des rails et de ballasts qui se modifient, n'ont pas d'influence sur le résultat de l'évaluation de l'état d'une voie sur rail. Pour la comparaison, rapportée au lieu de passage, des réponses aux signaux instantanées aux fonctions normales mémorisées de réponses aux signaux, on peut choisir un procédé approprié pour appeler, de manière rapportée au lieu de passage, les réponses aux signaux mises en mémoire. L'auto-localisation du véhicule peut s'y effectuer en l'occurrence par localisation par satellite, mais aussi de toute manière connue pour la détermination du lieu de passage. Que le véhicule détermine ses propres bruits de roulement, comme dans l'exemple de réalisation représenté, par l'intermédiaire d'un microphone externe ou par le bruit de structure à l'intérieur du véhicule, est en principe à la convenance de l'homme de métier. Le genre des signaux acoustiques et l'introduction de ces signaux dans le rail de roulement est aussi laissé à l'homme de métier et devrait être optimisé par des essais. Il est considéré comme particulièrement avantageux que le véhicule entre ses propres bruits de roulement comme signaux de test dans les rails. Il s'ensuit toutefois que les bruits de roulement et donc aussi les réponses aux signaux contiennent une composante qui dépend de la vitesse et qui est à prendre en compte lors de l'évaluation des réponses aux signaux. En outre, ce genre d'évaluation d'état ne fonctionne que tant que le véhicule est en mouvement; si une évaluation d'état de la voie sur rail doit avoir lieu aussi lorsque le véhicule est à l'arrêt, il faut envoyer dans les rails en tout cas des signaux acoustiques supplémentaires, de préférence des signaux ultrasonores sous forme d'impulsions, et comparer les réponses aux signaux qui en résultent aux fonctions normales adéquates de réponses aux signaux. 6 2779697 REVENDICATIONS 1. Procédé pour évaluer l'état d'une voie sur rail, en intégrant au moins un rail de la voie sur rail à un système de transmission entre un émetteur d'énergie et un récepteur d'énergie, un signal de test étant envoyé au au moins un rail et la réponse aux signaux qui en résulte étant, pour évaluer l'état instantané des rails, comparée à une fonction normale de la réponse aux signaux, caractérisé en ce qu'il est introduit dans au moins un rail des signaux acoustiques par au moins un véhicule sur rail occupant la voie sur rail et en ce o que les réponses aux signaux produites alors dans le au moins un rail sont évaluées par au moins un véhicule du même convoi de véhicules pour décrire l'état instantané de la voie sur rail, d'éventuels bruits de roulement propres, se superposant aux réponses aux signaux, étant filtrés des signaux de réponses reçus pour l'évaluation des réponses aux signaux. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les signaux acoustiques sont représentés par les bruits de roulement des véhicules sur rail. 3. Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les signaux acoustiques sont représentés soit exclusivement, soit en plus des bruits de roulement, par des signaux ultrasonores introduits dans le au moins un rail par les véhicules. 4. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la courbe des signaux tant des réponses aux signaux instantanées que des réponses aux signaux représentant les fonctions normales de la voie sur rail sont représentées sous forme numérisée par les amplitudes et/ou les fréquences des composantes des signaux des réponses aux signaux sur des durées de réponses prescrites. 5. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la fonction normale d'une réponse aux signaux est, dans le cas d'un 7 2779697 écart inférieur à une petite valeur par rapport à la fonction d'une réponse aux signaux instantanée, remplacée par cette fonction pour les opérations d'évaluations suivantes. 6. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il est mémorisé sur les véhicules (T) sur rail, dans un atlas (C) de trajet, des fonctions normales de réponse aux signaux qui sont relatives à la voie sur rail et qui sont valables pour des voies (B) sur rail non occupées, se trouvant en un état correct, en ce que les véhicules comparent ces fonctions normales, d'une manière rapportée au lieu o de passage, aux réponses aux signaux instantanées, reçues par eux et filtrées d'éventuels bruits de roulement, et en ce qu'ils déduisent des écarts, rapportés au lieu, par pondération des écarts, I'état libre correct de la voie sur rail ou des occupations de la voie, des ruptures de rail ou des manipulations sur les rails. 7. Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que les véhicules déduisent, dans le cas d'une occupation de rail détectée, des modèles d'impulsions des réponses aux signaux et/ou de leur amplitude la distance par rapport à d'autres véhicules sur la voie sur rail concernée. 8. Dispositif suivant la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que les véhicules, pour séparer par filtrage leur bruit de roulement des réponses aux signaux instantanées, tiennent compte de fonctions de filtre dépendant de leur propre vitesse de roulement et/ou de la composition du propre convoi de véhicules.