Brevet FR2897326A1 — publié le 20070817

La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour l'optimisation de l'agencement des éléments constitutifs de trains dits de "travaux" lors d'opérations d'entretien ou de maintenance de voies ferrées. Elle convient tout particulièrement à la commande à distance par voie 15 hertzienne d'une ou plusieurs locomotives, tractant et/ou propulsant un train dit de "travaux", à partir d'un wagon ou d'une machine spéciale, lesquels sont associés au train de travaux, et ainsi de permettre un agencement optimum des éléments constitutifs du train de travaux en fonction des besoins des chantiers élémentaires d'entretien ou de maintenance. 20 D'une manière générale, on sait qu'un chantier d'entretien ou de maintenance, et notamment de renouvellement de voies ferrées se réalise avec des équipements lourds tels des trains dits de travaux de 750 mètres de longueur, comportant des locotracteurs, des plateformes de transport, des machines 25 d'entretien de voie telles les bourreuses, les régaleuses, les dégarnisseusescribleuses, et des machines spéciales. L'ordre d'agencement des différentes machines à l'intérieur du convoi ferroviaire est fonction du déroulement des étapes correspondantes de travaux ; lesquelles étapes peuvent concerner plusieurs chantiers élémentaires. 1 30 Le convoi ferroviaire en train de travaux a la particularité de pouvoir être fractionné en train de travaux élémentaires autonomes sur le chantier, chacun devant réaliser une opération sur son chantier élémentaire le concernant. En fin de chantier, ces trains de travaux élémentaires sont recomposés pour reformer le convoi d'origine afin de revenir au point de stationnement. Le sens d'acheminement du convoi peut se faire dans le sens opposé à celui du départ et nécessite ainsi des locomotives en tête et en queue. Sur le lieu de stationnement le convoi est à nouveau fractionné, dans une procédure normale de manoeuvre, afin de permettre l'appoint des matériaux et des consommables, d'effectuer des opérations de maintenance sur les machines ou éventuellement de changer de machine. Eventuellement, dans la recomposition du train de travaux avant son départ du chantier, un élément du train de travaux peut repartir de manière autonome ou se recomposer avec un autre train travaux. On sait par ailleurs, que les convois ferroviaires peuvent être tirés de manière différente, c'est-à-dire avec une unité simple ou une unité multiple en tête de train et/ou une unité simple ou une unité multiple en queue de train. Dans la plupart des cas, ils comportent une unité de traction en tête dans le sens de la marche du convoi à l'intérieur de laquelle doit se trouver le conducteur de la locomotive. Dans certaines configurations des trains de voyageurs, l'unité de traction de tête est remplacée par une cabine dite de réversibilité reliée par des liaisons 25 électriques filaires à l'unité de traction se trouvant en queue. Dans d'autres configurations de trains marchandises, des liaisons radio permettent de piloter des locomotives supplémentaires réparties dans le convoi sachant qu'il existe toujours une locomotive en tête de convoi qui commande 30 le convoi. 2897326 -3 En aucun cas, dans les convois de trains de travaux, il n'existe de possibilités de mettre une cabine de réversibilité pour piloter un unité simple ou multiple de traction. De même, dans les trains de travaux, il n'existe pas de cabine de réversibilité 5 avec une liaison radio qui permette un pilotage direct d'une unité simple ou multiple de traction que cette unité soit dans le convoi ou à l'autre extrémité. Par conséquent, un train de travaux qui usuellement doit pouvoir effectuer un acheminement dans les deux sens, comporte des unités de traction aux deux 10 extrémités avec un conducteur dans chaque unité de traction, les conducteurs étant reliés par l'intermédiaire d'une liaison vocale bidirectionnelle hertzienne. Avec une liaison vocale bidirectionnelle hertzienne, un train travaux peut être piloté à partir d'une cabine de tête mais à des vitesses réduites mal adaptées au besoin. 15 Ces différentes contraintes, imposées pour des raisons évidentes de sécurité, ne permettent pas généralement d'optimiser la conduite de trains dits de travaux, leur fractionnement sur le chantier en trains de travaux élémentaires adaptés aux chantiers élémentaires et leur positionnement respectif en fonction 20 du déroulement des travaux. Notamment dans le cas de chantiers multiples nécessitant une utilisation de machines d'entretien et /ou de maintenance sur des chantiers élémentaires en amont ou en aval de la zone des chantiers élémentaires, les dites machines doivent être acheminées séparément du convoi, ce qui nécessite du personnel et un sillon de circulation supplémentaire, ou doivent être acheminées à l'intérieur du convoi, ce qui nécessite le sectionnement sur le chantier entre les locomotives en tête ou en queue du train, la machine et le reste du convoi avec comme conséquence une configuration des locomotives en convoi indépendant sur le chantier, ce qui augmente le personnel de conduite et limite l'utilisation de ces locomotives pour un autre usage. L'invention a donc plus particulièrement pour but de supprimer ces inconvénients. A cet effet, elle propose un procédé pour l'optimisation de l'agencement des éléments constitutifs de trains dits de "travaux" lors d'opérations d'entretien ou de maintenance de voies ferrées à effectuer sur un chantier comprenant au moins un chantier élémentaire, lequel procédé comprend les étapes suivantes : une configuration du train dit de travaux au moyen d'au moins une unité de traction et d'au moins une machine d'entretien et/ou de maintenance de voie ou d'une cabine de pilotage fixe ou amovible selon la nature des opérations d'entretien et/ou de maintenance à réaliser, située en tête du susdit train de travaux, une configuration du train dit de travaux au moyen d'au moins une unité de traction située au centre du train de travaux et d'au moins une machine d'entretien et/ou de maintenance de voie ou d'une cabine de pilotage fixe ou amovible située à chaque extrémité du susdit train de travaux, permettant l'acheminement du susdit train de travaux dans les deux sens, une conduite du train dit de travaux au moyen de la susdite machine d'entretien et/ou de maintenance de voie ou au moyen de la susdite cabine de pilotage fixe ou amovible, située en tête et éventuellement en queue du susdit train de travaux, ou au moyen d'une susdite unité de traction, permettant un pilotage réversible du susdit train de travaux, un fractionnement sur le susdit chantier, du train de travaux en plusieurs trains de travaux élémentaires automoteurs et autonomes appropriés aux besoins des susdits chantiers élémentaires, une recomposition des susdits trains de travaux élémentaires en le susdit train de travaux à l'aboutissement des opérations d'entretien ou de maintenance, un acheminement du train de travaux vers le point de stationnement au moyen de la machine d'entretien et/ou de maintenance ou au moyen de la cabine de pilotage fixe ou amovible, placée en tête du susdit train de travaux, permettant un pilotage réversible du susdit train de travaux. Avantageusement, lors de la susdite opération de fractionnement du train de travaux sur le chantier, le fractionnement des unités de traction ne sera pas nécessaire lorsque la machine d'entretien et/ou de maintenance est située à l'intérieur du train de travaux. Par ailleurs, la susdite cabine de pilotage pourra être déposée de manière à permettre l'exploitation du wagon supportant ladite cabine, dans le cas notamment où ce wagon est équipé en tête d'une grue, laquelle permet la dépose de la cabine et la réalisation d'opérations de manutention en amont. Avantageusement, la susdite cabine de pilotage comprendra un dispositif de 15 télécommande au moyen d'une liaison par voie hertzienne d'au moins une unité de traction. La liaison par voie hertzienne pourra être unidirectionnelle ou de préférence bidirectionnelle ; dans le cas d'une liaison unidirectionnelle, les ordres de 20 télécommande seront transmis de la susdite cabine de pilotage vers au moins une unité de traction. Avantageusement, la susdite cabine de pilotage sera amovible ou fixe, c'est-à-dire soit solidaire pour la circonstance d'une plateforme roulante ou d'un 25 wagon, soit intégrée dans une machine d'entretien et/ou de maintenance. A cet effet, elle sera située en tête du train et répondra aux normes de visibilité exigées par la législation ; elle comprendra des moyens de génération autonome d'énergie électrique afin d'assurer notamment le bon 30 fonctionnement des moyens d'enregistrement des événements de conduite, ainsi que des moyens de signalisation embarqués tels les phares de signalisation blanc ou rouge selon le sens de circulation du train, la Répétition des Signaux, la Détection d'Arrêt Automatique des Trains, la Transmission Voie Machine, le Contrôle Voie Balise, la Radio Sol Train ; elle comprendra des moyens permettant de déverrouiller l'information "vitesse" d'au moins une unité de traction permettant d'atteindre une vitesse de croisière du train de travaux proche de 100 km/h, des moyens de liaison phonique avec au moins la susdite unité de traction incorporée dans le train de travaux, des moyens de commande de freinage d'urgence, des moyens d'indicateur de vitesse pris sur l'essieu de la plateforme roulant ou du wagon ou de la machine d'entretien et/ou de maintenance et des moyens d'enregistreur de vitesse, des moyens de mesure de pression de la conduite générale du train de travaux, des moyens d'avertissement sonore. De ce fait, la susdite cabine de pilotage sera en liaison avec la plateforme roulante ou le wagon ou la machine d'entretien et/ou de maintenance par l'intermédiaire de conduites d'air et de câbles électriques, lesquels conduites d'air et câbles électriques sont équipés de raccords rapides. Bien entendu, la susdite cabine de pilotage comprendra des moyens de verrouillage mécanique sur tout type de plateforme roulante dans sa version amovible, ou fera partie intégrante d'une machine d'entretien et/ou de maintenance. Ainsi, la susdite cabine de pilotage sera équipée de moyens permettant de commander à distance le freinage du train de travaux, l'augmentation ou la diminution de l'effort de traction, le sens de la marche, le sablage au voisinage des roues de l'unité de traction, et l'arrêt d'urgence de l'unité de traction. Avantageusement, la susdite cabine de pilotage sera équipée d'un écran de visualisation permettant d'informer le conducteur situé dans la susdite cabine de pilotage des paramètres de fonctionnement d'au moins une unité de 2897326 -7 traction ; ces informations seront transmises par voie hertzienne en mode bidirectionnel. Par ailleurs, en cas de rupture de la liaison hertzienne, l'arrêt d'urgence du 5 train sera déclenché automatiquement. Dans le cas de trains de travaux particulièrement longs, il sera prévu avantageusement des transmetteurs hertziens, situés le long du train, permettant de sécuriser la liaison hertzienne, notamment lorsque les conditions 10 environnementales sont délicates (tranchées, tunnels,...). Bien entendu, les caractéristiques des liaisons hertziennes (puissance d'émission, fréquence porteuse, type de modulation, largeur du spectre, rapport signal à bruit, ...) répondront aux normes exigées par la législation. 15 Ainsi, le procédé selon l'invention permettra de piloter un train dit de travaux configuré préalablement pour opérations multiples d'entretien et/ou de maintenance, c'est-à-dire pouvant comprendre des unités de traction simple ou multiple, situées en queue de train et/ou insérées dans ledit train, et ce sur de 20 longues distances, à n'importe quelle vitesse de croisière, selon l'une quelconque des deux directions. Ainsi, le dispositif selon l'invention comprendra une cabine de pilotage amovible ou fixe, comportant des moyens de génération autonome d'énergie 25 électrique, des moyens de télécommande par voie hertzienne d'au moins une unité de traction et des moyens de surveillance et de sécurité imposés par la législation. Un mode d'exécution sera décrit ci-après, à titre d'exemple non limitatif, avec 30 référence aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une représentation schématique d'un train dit de travaux selon l'art antérieur, la figure 2 est une représentation schématique d'un train de travaux selon une première version, comportant une cabine de pilotage amovible située sur une plateforme roulante, celle ci étant déposée sur le chantier et remplacée par une grue pour effectuer des opérations de manutention en amont, et la figure 3 est une représentation schématique d'un train de travaux selon une seconde version, comportant une cabine de pilotage amovible située sur une plateforme roulante, à une extrémité et une machine d'entretien et /ou de maintenance à l'autre extrémité et des unités de traction au centre du convoi. Dans l'exemple représenté sur la figure 1, un train dit de travaux selon l'art antérieur comprend un certain nombre d'unités de traction et un certain nombre de machines d'entretien et/ou de maintenance, selon la nature et le déroulement des travaux à effectuer. Dans le cas présent, le train de travaux comprend une unité multiple de traction UT1, UT~, en tête de convoi, une unité multiple de traction UT,,, UTp, en queue de convoi, et des machines d'entretien et/ou de maintenance MAi, Man. La configuration des machines d'entretien et/ou de maintenance MAS, Man, est déterminée par le déroulement des étapes correspondantes de travaux ; quant à la disposition des unités de traction UT1, UTi, et UT,,, UTp, elle permet audit convoi de se déplacer selon les deux directions. On conçoit aisément que cette disposition n'est pas optimale dans le cas de chantiers multiples nécessitant un agencement spécifique des machines d'entretien et/ou de maintenance et leur convoyage sur le site desdits chantiers multiples.30 Dans l'exemple représenté sur la figure 2, un train dit de travaux selon une première version comprend un certain nombre d'unités de traction et un certain nombre de machines d'entretien et/ou de maintenance, selon la nature des travaux à effectuer. Dans le cas présent, le train de travaux comprend une unité multiple de traction UT,,, UTp, en queue de convoi, des machines d'entretien et/ou de maintenance MAi, Mao, et une plateforme roulante PT équipée d'une cabine de pilotage CA en tête de convoi ; la cabine de pilotage CA est amovible et rendue solidaire de ladite plateforme PT par des moyens de verrouillage non représentés. D'autres machines d'entretien et/ou de maintenance, non représentées, peuvent être incorporées entre les susdites unités de traction UT,,, UTp ; il en est de même en ce qui concerne d'autres machines d'entretien et/ou de maintenance, non représentées, pouvant être incorporées entre les susdites machines d'entretien et/ou de maintenance MAS, Man. Par ailleurs, la susdite plateforme roulante PT équipée de la susdite cabine de pilotage peut être associée au convoi à l'une ou à l'autre de ses extrémités selon la direction de convoyage. La susdite cabine de pilotage CA comprend un dispositif de télécommande au moyen d'une liaison par voie hertzienne des unités de traction UT,,, UTp ; les ordres de télécommande sont transmis de la susdite cabine de pilotage CA vers les unités de traction UT,,, UTp. Ainsi, le train de travaux selon cette première version est amené sur les lieux des travaux et le positionnement des machines d'entretien et/ou de maintenance MAS, Maä est effectué au moyen de la plateforme roulante PT équipée de la cabine de pilotage CA et d'au moins une unité de traction UT,,, UTp, selon la nature et le déroulement des différents travaux à effectuer. 2897326 - 10 - Dans l'exemple représenté sur la figure 3, un train dit de travaux selon une deuxième version comprend un certain nombre d'unités de traction et un certain nombre de machines d'entretien et/ou de maintenance, selon la nature des travaux à effectuer. 5 Dans le cas présent, le train de travaux comprend une unité multiple de traction UTn, UTp, pas nécessairement en queue du convoi, des machines d'entretien et/ou de maintenance MAS, Man, une machine spéciale MS équipée d'une cabine de pilotage en tête ou en queue de convoi et un éventuellement une plateforme PT équipée d'une cabine de conduite CA à l'autre extrémité. 10 D'autres machines d'entretien et/ou de maintenance, pas toutes représentées, peuvent être incorporées entre les susdites unités de traction UTn, UTp ; il en est de même en ce qui concerne d'autres machines d'entretien et/ou de maintenance, non représentées, pouvant être incorporées entre les susdites 15 machines d'entretien et/ou de maintenance MAS, Man. Par ailleurs, la susdite machine spéciale MS équipée de la susdite cabine de pilotage peut être associée au convoi à l'une ou à l'autre de ses extrémités selon la direction de convoyage, ainsi que la plateforme PT à l'autre extrémité. 20 Les susdites cabines de pilotage, au niveau de la machine spéciale MS et de la plateforme PT, comprennent un dispositif de télécommande au moyen d'une liaison par voie hertzienne des unités de traction UTn, UTp ; les ordres de télécommande sont transmis des susdites cabines de pilotage vers les unités de traction UTn, UTp correspondantes. 25 Ainsi le train de travaux est amené sur les lieux des travaux par les unités de traction au moyen d'un pilotage effectué au moyen des cabines de pilotage ; lors des opérations de fractionnement sur le chantier, il n'est plus nécessaire de séparer une unité de traction pour permettre le convoyage des trains de 30 travaux élémentaires ; le nombre de convois est ainsi limité en incorporant les 2897326 -11- machines en tête et en queue du convoi sans engin de traction supplémentaires. Le couple machine spéciale MS/unité de traction UT,,, UTp, est considéré, 5 dans cette configuration, comme étant un seul élément de traction. Le procédé et le dispositif selon l'invention de commande à distance par voie hertzienne d'une ou plusieurs unités de traction UT,,, UTp, tractant et/ou propulsant un train dit de travaux, à partir d'une plateforme roulante PT ou 10 d'une machine spéciale MS, lesquels sont associés au train de travaux, permettent l'optimisation du déroulement des travaux lors d'opérations d'entretien ou de maintenance de voies ferrées, ainsi que l'optimisation du nombre de trains de travaux pour réaliser un chantier donné. Revendications 1. Procédé pour l'optimisation de l'agencement des éléments constitutifs de trains dits de "travaux" lors d'opérations d'entretien ou de 5 maintenance de voies ferrées à effectuer sur un chantier comprenant au moins un chantier élémentaire, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : une configuration du train dit de travaux au moyen d'au moins une unité de traction (UT,,, UTp,) et d'au moins une machine d'entretien 10 et/ou de maintenance de voie (MAi, Man,) ou d'une cabine de pilotage (CA) fixe ou amovible selon la nature des opérations d'entretien et/ou de maintenance à réaliser, située en tête du susdit train, une configuration du train dit de travaux au moyen d'au moins une unité de traction (UT,,, UTp,) située au centre du train de travaux et d'au 15 moins une machine d'entretien et/ou de maintenance de voie (MAi, Mao,) ou d'une cabine de pilotage (CA) fixe ou amovible située à chaque extrémité du susdit train de travaux, permettant l'acheminement du susdit train de travaux dans les deux sens, une conduite du train dit de travaux au moyen de la susdite machine 20 d'entretien et/ou de maintenance de voie (MAS, Mao,) ou au moyen de la susdite cabine de pilotage (CA) fixe ou amovible, placée en tête et éventuellement en queue du susdit train de travaux, ou au moyen d'une susdite unité de traction (UT", UTp,), permettant un pilotage réversible du susdit train de travaux, 25 un fractionnement sur le susdit chantier, du train de travaux en plusieurs trains de travaux élémentaires automoteurs et autonomes appropriés aux besoins des susdits chantiers élémentaires, une recomposition des susdits trains de travaux élémentaires en le susdit train de travaux à l'aboutissement des opérations d'entretien ou 30 de maintenance, 2897326 - 13 - un acheminement du train dit de travaux vers le point de stationnement au moyen de la machine d'entretien et/ou de maintenance de voie (MAi, Mac,) ou au moyen de la cabine de pilotage (CA) fixe ou amovible, placée en tête du susdit train de travaux, permettant un pilotage réversible du susdit train de travaux. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la susdite cabine de pilotage (CA) est solidaire d'une plateforme roulante (PT) ou d'un wagon. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la susdite cabine de pilotage est intégrée dans une machine d'entretien et/ou de maintenance (MS). 15 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la susdite cabine de pilotage (CA) comprend des moyens de télécommande par voie hertzienne d'au moins une unité de traction (UT,,, UTp,). 20 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que les susdits moyens de télécommande par voie hertzienne comprennent une liaison bidirectionnelle. 6. Procédé selon la revendication 4, 25 caractérisé en ce que les susdits moyens de télécommande par voie hertzienne comprennent au moins un transmetteur. 7. Dispositif solidaire d'une plateforme roulante (PT) ou d'un wagon, ou intégré dans une machine d'entretien et/ou de maintenance (MS), pour 30 l'optimisation de l'agencement des éléments constitutifs de trains dits de 2897326 - 14 - "travaux" lors d'opérations d'entretien ou de maintenance de voies ferrées, piloté par un conducteur, caractérisé en ce qu'il comprend : 5 des moyens de génération autonome d'énergie électrique, des moyens de télécommande par voie hertzienne d'au moins une unité de traction (UT", UTp,), des moyens d'enregistrement des événements de conduite, des moyens de signalisation embarqués tels les phares de signalisation 10 blanc ou rouge selon le sens de la circulation du train, la Répétition des Signaux, la Détection d'Arrêt Automatique des Trains, la Transmission Voie Machine, le Contrôle Voie Balise, la Radio Sol Train, des moyens permettant de déverrouiller l'information "vitesse" d'au moins une unité de traction permettant d'atteindre une vitesse de croisière du train de travaux proche de 100 km/h, des moyens de liaison phonique avec au moins la susdite unité de traction incorporée dans le train de travaux, des moyens de commande de freinage d'urgence, des moyens d'indicateur de vitesse pris sur l'essieu de la plateforme roulante (PT) ou du wagon ou de la machine d'entretien et/ou de maintenance (MS), des moyens d'enregistreur de vitesse, - des moyens de mesure de pression de la conduite générale du train de travaux, et des moyens d'avertissement sonore. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de visualisation permettant d'informer le susdit conducteur des paramètres de fonctionnement d'au moins une unité de traction (UTn, UTp,). 5- 15 - 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les susdits paramètres de fonctionnement d'au moins une unité de traction (UT,,, UTp,) sont transmis par voie hertzienne bidirectionnelle. 10. Dispositif selon les revendications 7 à 9, caractérisé en ce que les susdits moyens de télécommande par voie hertzienne d'au moins une unité de traction (UT,,, UTp,) comprennent au moins un transmetteur.