Brevet FR2898322A1 — publié le 20070914

La présente invention concerne un système et un procédé de vérification de l'intégrité d'un train. La vérification de l'intégrité d'un train consiste à contrôler que le train n'a pas perdu de wagon. Actuellement cette vérification se fait par des dispositifs spécialement conçus à cet effet, installés le long des voies, et adaptés pour compter le nombre d'essieux du train. Ces dispositifs sont onéreux puisque nécessitant une adaptation particulière de la voie. Le but de l'invention est donc de proposer un système et un procédé de vérification de l'intégrité d'un train qui soient de coût réduit tout en assurant la sécurité nécessaire pour répondre aux normes ferroviaires. L'objet de l'invention est un système de vérification de l'intégrité d'un train de longueur prédéterminée, ledit système étant embarqué à bord dudit train et comportant : - des moyens de communication et de synchronisation avec des moyens de détection d'un circuit de détection, lesdits moyens de détection étant aptes à détecter la présence / absence d'un train sur le circuit de détection, - des moyens d'odométrie, connectés aux moyens de communication et de synchronisation, et aptes à fournir une référence odométrique au début de l'occupation du circuit de détection par le train et lors de la libération du circuit de détection par le train, - des moyens de calcul de la distance parcourue par le train entre l'instant de début d'occupation et l'instant de libération par différence des deux références odométriques, - des moyens de calcul d'une estimation minimum de la longueur du train, celle-ci étant égale à la distance parcourue calculée diminuée de la longueur du circuit de détection, - des moyens d'information d'intégrité aptes à transmettre une information indiquant que le train est intègre quand la longueur calculée du train est supérieure à la longueur prédéterminée du train moins la longueur d'un wagon. D'autres caractéristiques sont : 2 - les moyens d'odométrie ayant une incertitude relative déterminée, la distance parcourue calculée s'exprime sous forme d'un intervalle de confiance entre une distance minimale et une distance maximale tel que la probabilité que le train n'ait pats parcouru une distance incluse dans cet intervalle de confiance soit inférieure à une probabilité compatible avec les normes de sécurité ferroviaire, et la longueur du train est alors calculée comme la différence entre la distance minimale et la longueur du circuit de détection ; - il comporte des moyens de validation de la mesure telle que si la longueur prédéterminée du train est supérieure à la longueur maximale du train, cette longueur maximale mesurée étant calculée comme la différence entre la distance maximale et la longueur du circuit de détection, alors la mesure de distance parcourue est considérée comme non valide ; - le circuit de détection comporte un premier circuit de voie court et un second circuit de voie court distant d'une distance déterminée du premier circuit de voie court, distance inférieure à la longueur prédéterminée du train et situé en aval dudit premier circuit de voie court par rapport au sens de marche du train, chaque circuit de voie court comportant des moyens de détection de présence dudit train, le début d'occupation du circuit de détection correspondant au début de l'occupation du second circuit de voie court, la libération du circuit de détection correspondant à la libération du premier circuit de voie court, la longueur du circuit de détection étant égale à la distance entre les deux circuits de voie courts, et la longueur calculée étant la somme de la longueur du circuit de détection et de Ila distance calculée ; et - le circuit de détection comporte un circuit de voie court comportant des moyens de détection de présence dudit train, le début d'occupation du circuit de détection correspondant au début de l'occupation du circuit de voie court, et la libération du circuit de détection correspondant à la libération dudit circuit de voie court, et la longueur du circuit de détection étant égale la longueur du circuit de voie court. Un autre objet de l'invention est un procédé de vérification de l'intégrité d'un train de longueur prédéterminée lors du passage dudit train sur un circuit de détection de longueur déterminée, et ledit train ayant une odométrie embarquée, et ledit procédé comportant les étapes de : 3 a) stockage de la référence odométrique du train à l'instant de début d'occupation du circuit de détection par le train, b) stockage de la référence odométrique du train à l'instant de libération du circuit de détection par le train, c) calcul de la distance parcourue par le train entre l'instant de début d'occupation et l'instant de libération par différence des deux références odométriques précédemment stockées d) calcul de la longueur du train, celle-ci étant égale à la distance parcourue calculée diminuée de la longueur du circuit de détection, e) vérification de l'intégrité du train par vérification que la longueur calculée est supérieure à la longueur prédéterminée du train moins la longueur d'un wagon. D'autres caractéristiques de cet objet sont : - les moyens d'odométrie ayant une incertitude relative déterminée, la distance parcourue s'exprime sous forme d'un intervalle de confiance entre une distance minimale et une distance maximale tel que la probabilité que le train n'ait pas parcouru une distance incluse dans cet intervalle de confiance soit inférieure à une probabilité compatible avec les normes de sécurité ferroviaire, et la longueur du train est calculée comme la différence entre la distance minimale et la longueur du circuit de détection ; - préalablement à l'étape e) il comporte une étape de validation de la mesure telle que si la longueur prédéterminée du train est supérieure à la longueur maximale du train, cette longueur maximale étant calculée comme la différence entre la distance maximale et la longueur du circuit de détection, alors la mesure de distance parcourue est considérée comme non valide et l'étape e) de vérification de l'intégrité n'est pas effectuée ; - le circuit de détection comporte un premier circuit de voie court et un second circuit de voie court distant d'une longueur déterminée du premier circuit de voie court, distance inférieure à la longueur prédéterminée du train, et situé en aval dudit premier circuit de voie court par rapport au sens de marche du train, chaque circuit de voie court comportant des moyens de détection de présence dudit train, le début d'occupation du circuit de détection correspondant au début de l'occupation du second circuit de voie court, la libération du circuit de détection correspondant à la libération du premier circuit de voie court, la longueur du 4 circuit de détection étant égale à la distance entre les deux circuits de voie courts, et la longueur calculée étant la somme de la longueur du circuit de détection et de la distance calculée ; et - le circuit de détection comporte un circuit de voie court comportant des moyens de détection de présence dudit train, le début d'occupation du circuit de détection correspondant au début de l'occupation du circuit de voie court, et la libération du circuit de détection correspondant à la libération dudit circuit de voie court, et la longueur du circuit de détection étant égale la longueur du circuit de voie court. Un autre objet est un produit programme d'ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour mettre en oeuvre les étapes du procédé lorsque ledit programme fonctionne sur un ordinateur. Un autre objet est un système de vérification de l'intégrité d'un train de longueur prédéterminé comportant : - un système de vérification embarqué dans le train, et - au moins un dispositif de détection par circuit de voie, ledit dispositif étant adapté pour détecter la présence/absence d'un train sur le circuit de voie, et comportant des moyens de communication et de synchronisation avec le système de vérification embarqué pour transmettre à ce système l'instant de début ou de fin d'occupation du circuit de voie par le train. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, faite uniquement à titre d'exemple, et en relation avec les dessins en annexe dans lesquels : - la figure 1 est un schéma d'un train sur une voie, le train étant équipé du système de vérification d'intégrité ; - la figure 2 est le schéma d'un train pénétrant sur un circuit de voie court ; - la figure 3 est le schéma d'un train libérant un circuit de voie court ; - la figure 4 est un ordinogramme du procédé de vérification de l'intégrité d'un train ; - la figure 5 est un schéma d'une variante du système ou du procédé de vérification ; et - la figure 6 est le schéma d'une variante du système de vérification. En référence à la figure 1, un train 1 circule sur une voie ferrée 2 comportant un circuit de détection. Dans le mode de réalisation décrit, ce circuit est formé d'un circuit de voie court 3. De façon classique, on appelle circuit de voie, le circuit électrique 5 d'une portion de voie parfaitement délimitée de longueur connue, isolée électriquement et permettant le contrôle d'occupation de tronçons de voie ou d'aiguilles. Un circuit de voie court correspond à une portion de voie dont la longueur est réduite au minimum tout en garantissant que, lors du passage d'un train, au moins un essieu de ce train se trouve en permanence sur la portion de voie. Par simplification, on appellera indifféremment circuit de voie court le circuit électrique et la portion de voie correspondante. Le circuit de voie court 3 comporte des moyens 4 de détection de la présence d'un train sur celui-ci. Le train 1 comporte un odomètre 5. Cet odomètre 5 indique la distance parcourue par le train avec une incertitude relative connue du fabriquant. En règle générale, les odomètres montés sur les trains ont une incertitude relative de 2%. Le circuit de voie court 3 et le train 1 comportent également des moyens de communication 6, 7 leur permettant d'échanger des informations. Ces moyens 6, 7 de communication sont des moyens de communication radio, ou des moyens de communication par courant porteur sur les rails ou tout autre système adapté. Ces moyens de communication 6, 7 sont adaptés pour permettre la synchronisation entre les événements de début de présence du train sur le circuit de voie court 3 et de libération du train 1 sur le circuit de voie court 3 et l'odomètre 5, de façon à ce que l'odomètre 5 détermine les valeurs odométriques correspondant à ces deux événements. Le train comporte des moyens 8 de stockage des valeurs odométriques déterminées par l'odomètre 5. Le train comporte également des moyens 9 de calcul de la distance parcourue par le train entre l'instant de début d'occupation et l'instant de libération. 6 Des moyens 10 de calcul de détermination de la longueur minimale du train sont connectés aux moyens 9 de calcul de la distance. Le train comporte aussi des moyens 11 d'information d'intégrité pour prévenir le conducteur par exemple. Dans un mode de réalisation préféré, les moyens 8, 9 et 10 sont intégrés dans un calculateur embarqué dans le train. Le fonctionnement du système va maintenant être explicité en référence aux figures 2 et 3. La figure 2 illustre l'instant où le train 1 commence à occuper le circuit de voie court 3, c'est-à-dire que son premier essieu pénètre sur le circuit de voie court 3. A cet instant, l'odomètre 5 indique une référence odométrique DI. Le circuit de voie court 3 a une longueur l , le train une longueur It et le dernier wagon une longueur lW. La figure 3 illustre l'instant où le train 1 libère le circuit de voie court 3. A cet instant, l'odomètre 5 indique une référence odométrique D2. Ainsi, en l'absence d'incertitude, la distance parcourue D2-Dl est égale à la longueur du train lt plus la longueur lu du circuit de voie court, ou It=D2ùD1ùIcv (1) Sans que cela nuise à la généralité du système, et par souci de simplification, les essieux sont supposés être positionnés aux limites avant et arrière du train. On conçoit aisément que la longueur du circuit de voie court 3 a une longueur supérieure à la distance maximale entre deux essieux de façon à ce qu'au moins un essieu se trouve à l'intérieur du circuit de voie court pendant toute la durée du passage du train. La longueur lu du circuit de voie court est parfaitement connue et est mémorisée dans les moyens de calcul du train. Par exemple, les moyens 6 de communication du circuit de voie court 3 ont transmis au train la valeur lu dans une étape préalable d'initialisation. Par contre, les valeurs odométriques DI et D2 comportent des incertitudes liées à l'odomètre 5, à la précision de la synchronisation entre les moyens 4 de détection du circuit de voie court et l'odomètre 5, et aux retards liés aux délais de libération ou d'occupation des voies. Connaissant les différentes incertitudes des mesures, les moyens de calcul déterminent un intervalle de distances (Drain, Dmax) tel que la probabilité que la distance parcourue par le train ne soit pas dans cet intervalle soit inférieure à une probabilité compatible avec les normes de sécurité ferroviaires, par exemple 10-12. La longueur mesurée du train varie donc, d'après l'équation (1), entre Drain-Icv et Dmax-Ilcv avec Drain correspondant à la valeur minimale de D2-Dl et Draax à la valeur maximale de celle-ci. En général, Drain = D2min ù D1max et Dmax = D2max ù D1rain. Cependant, dans certains types d'odométrie Drain peut être égal à D2rain D1min et Dmax à D2max-Dlmax• Les moyens 10 de calcul comparent la longueur mesurée avec la longueur prédéterminée ir diminuée de la longueur du wagon iW . Si la longueur minimale mesurée Drain-Icv est supérieure ou égale à la longueur prédéterminée du train moins la longueur d'un wagon It-lw, alors le train est intègre. Cette information d'intégrité est utilisable pour libérer le canton précédent. Si, par contre, la longueur minimale mesurée est inférieure à la longueur prédéterminée du train moins la longueur d'un wagon, alors on considère que le train n'est pas intègre. Le système ainsi décrit permet donc avantageusement de détecter l'intégrité d'un train pour un coût réduit puisque les circuits de voie courts sont déjà installés sur les voies pour détecter la présence ou l'absence d'un train et les nouveaux trains actuellement mis en service comportent des odomètres embarqués. Dans un mode de réalisation, un calculateur embarqué spécialement programmé et connecté à l'odomètre 5 et aux moyens 4 de contrôle du circuit de voie court perrnet alors d'effectuer les calculs et de transmettre l'information d'intégrité. Le programme d'ordinateur met alors en oeuvre le procédé suivant, figure 4 a) stockage en 40 de la référence odométrique Dl du train à l'instant de début d'occupation du circuit de voie court par le train, b) stockage en 41 de la référence odométrique D2 du train à l'instant de libération du circuit de voie court par le train, 8 c) calcul en 42 de la distance parcourue par le train entre l'instant de début d'occupation et l'instant de libération par différence des deux références odométriques précédemment stockées, soit D2 û D1. Comme expliqué précédemment, cette distance s'exprime sous forme d'un intervalle de confiance entre une distance minimale et une distance maximale tel que la probabilité que le train n'ait pas parcouru une distance incluse dans cet intervalle de confiance soit inférieure à une probabilité compatible avec les normes de sécurité ferroviaire, d) calcul en 43 de la longueur minimale du train, celle-ci étant égale à la distance parcourue minimale calculée diminuée de la longueur du circuit de voie court, e) vérification en 44 de l'intégrité du train par vérification que la longueur minimale calculée est supérieure à la longueur prédéterminée du train moins la longueur d'un wagon. Dans une variante, figure 5, on utilise deux circuits de voie courts 3, 50 distants d'une longueur 112 pour délimiter le circuit de détection, tels que cette longueur 112 est inférieure à la longueur du train. Les instants de relevé des références odométriques correspondent alors à l'instant où le train 1 pénètre sur le second circuit de voie court 50 et à l'instant où il libère le premier circuit de voie court 3, celui-ci se trouvant donc en amont du second circuit de voie court 50 par rapport à la marche du train. L'ensemble se comporte alors comme le circuit de voie court du mode de réalisation précédent dans lequel l'équation (1) devient 1t=D2ùD1+112 (2) La longueur calculée du train est égale à la somme entre la distance minimale parcourue et la distance entre ces deux circuits de voie courts, et est donc indépendante de la longueur des circuits de voie courts. Cette variante de réalisation permet, en allongeant la distance parcourue mesurée, de diminuer l'incertitude de la mesure et donc d'augmenter la précision du système de détection. Dans une deuxième variante de réalisation, figure 6, le système comporte des rnoyens 60 de validation de la mesure. Ces moyens 60 de validation utilisent la distance parcourue maximale Dmax• 9 En effet, d'après l'équation (1), la longueur mesurée du train est comprise dans l'intervalle (Dm;n-Icv, Dmax-Icv)• Si la longueur prédéterminée du train est supérieure à Dmax-Icv, voire à Dmax, les moyens 60 de validation concluent que la mesure est non valide et déclenchent une alarme. Cette variante est avantageusement utilisable lors de la constitution du convoi en gare de triage, en complément avec un système classique de comptage de wagons pour valider le système de contrôle de l'intégrité. Dans une troisième variante, les circuits de voie courts sont adaptés pour transmettre l'information de détection d'occupation/libération accompagnée de l'heure à laquelle s'est effectuée cette occupation/libération. La précision du système est augmentée par réduction des incertitudes des valeurs odométriques Dl et D2 liées aux délais de transmission du signal. Le système et le procédé ainsi décrits permettent donc, avantageusement, une vérification de l'intégrité des trains pour un coût réduit par l'utilisation d'éléments préexistants sur les réseaux ferroviaires et les machines de traction. REVENDICATIONS 1. Système de vérification de l'intégrité d'un train de longueur prédéterminée, ledit système étant embarqué à bord dudit train et comportant : - des moyens (7) de communication et de synchronisation avec des moyens (4) de détection d'un circuit de détection (3), lesdits moyens (4) de détection étant aptes à détecter la présence / absence d'un train sur le circuit de détection (3), - des moyens (5) d'odométrie, connectés aux moyens (7) de communication et de synchronisation, et aptes à fournir une référence odométrique au début de l'occupation du circuit de détection par le train et lors de la libération du circuit de détection par le train, - des moyens (9) de calcul de la distance parcourue par le train entre l'instant de début d'occupation et l'instant de libération par différence des deux références odométriques, - des moyens (10) de calcul d'une estimation minimum de la longueur du train, celle-ci étant égale à la distance parcourue calculée diminuée de la longueur du circuit de détection, - des moyens (11) d'information d'intégrité aptes à transmettre une information indiquant que le train est intègre quand la longueur calculée du train est supérieure à la longueur prédéterminée du train moins la longueur d'un wagon. 2. Système de vérification de l'intégrité d'un train selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'odométrie ayant une incertitude relative déterminée, la distance parcourue calculée s'exprime sous forme d'un intervalle de confiance entre une distance minimale et une distance maximale tel que la probabilité que le train n'ait pas parcouru une distance incluse dans cet intervalle de confiance soit inférieure à une probabilité compatible avec les normes de sécurité ferroviaire, et la longueur du train est alors calculée comme la différence entre la distance minimale et la longueur du circuit de détection. 3. Système de vérification de l'intégrité d'un train selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (60) de validation de la mesure telle que si la longueur prédéterminée du train est supérieure à la longueur maximale du train, cette longueur maximale mesurée étant calculée comme la 11 différence entre la distance maximale et la longueur du circuit de détection, alors la mesure de distance parcourue est considérée comme non valide. 4. Système de vérification de l'intégrité d'un train selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que le circuit de détection comporte un premier circuit de voie court et un second circuit de voie court distant d'une distance déterminée du premier circuit de voie court, distance inférieure à la longueur prédéterminée du train et situé en aval dudit premier circuit de voie court par rapport au sens de marche du train, chaque circuit de voie court comportant des moyens de détection de présence dudit train, le début d'occupation du circuit de détection correspondant au début de l'occupation du second circuit de voie court, la libération du circuit de détection correspondant à la libération du premier circuit de voie court, la longueur du circuit de détection étant égale à la distance entre les deux circuits de voie courts, et la longueur calculée étant la somme de la longueur du circuit de détection et de la distance calculée. 5. Système de vérification de l'intégrité d'un train selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que le circuit de détection comporte un circuit de voie court comportant des moyens de détection de présence dudit train, le début d'occupation du circuit de détection correspondant au début de l'occupation du circuit de voie court, et la libération du circuit de détection correspondant à la libération dudit circuit de voie court, et la longueur du circuit de détection étant égale la longueur du circuit de voie court. 6. Procédé de vérification de l'intégrité d'un train de longueur prédéterminée lors du passage dudit train sur un circuit de détection de longueur déterminée, et ledit train ayant une odométrie embarquée, et ledit procédé comportant les étapes de : a) stockage (40) de la référence odométrique du train à l'instant de début d'occupation du circuit de détection par le train, b) stockage (41) de la référence odométrique du train à l'instant de libération du circuit de détection par le train, c) calcul (42) de la distance parcourue par le train entre l'instant de début d'occupation et l'instant de libération par différence des deux références odométriques précédemment stockées d) calcul (43) de la longueur du train, celle-ci étant égale à la distance parcourue calculée diminuée de la longueur du circuit de détection, 12 e) vérification (44) de l'intégrité du train par vérification que la longueur calculée est supérieure à la longueur prédéterminée du train moins la longueur d'un wagon. 7. Procédé de vérification de l'intégrité d'un train selon la revendication 6, caractérisé en ce que, les moyens d'odométrie ayant une incertitude relative déterminée, la distance parcourue s'exprime sous forme d'un intervalle de confiance entre une distance minimale et une distance maximale tel que la probabilité que le train n'ait pas parcouru une distance incluse dans cet intervalle de confiance soit inférieure à une probabilité compatible avec les normes de sécurité ferroviaire, et la longueur du train est calculée comme la différence entre la distance minimale et la longueur du circuit de détection. 8. Procédé de vérification de l'intégrité d'un train selon la revendication 7, caractérisé en ce que préalablement à l'étape e) il comporte une étape de validation de la mesure telle que si la longueur prédéterminée du train est supérieure à la longueur maximale du train, cette longueur maximale étant calculée comme la différence entre la distance maximale et la longueur du circuit de détection, alors la mesure de distance parcourue est considérée comme non valide et l'étape e) de vérification de l'intégrité n'est pas effectuée. 9. Procédé de vérification selon la revendication 6, 7 ou 8, caractérisé en ce que le circuit de détection comporte un premier circuit de voie court et un second circuit de voie court distant d'une longueur déterminée du premier circuit de voie court, distance inférieure à la longueur prédéterminée du train, et situé en aval dudit premier circuit de voie court par rapport au sens de marche du train, chaque circuit de voie court comportant des moyens de détection de présence dudit train, le début d'occupation du circuit de détection correspondant au début de l'occupation du second circuit de voie court, la libération du circuit de détection correspondant à la libération du premier circuit de voie court, la longueur du circuit de détection étant égale à la distance entre les deux circuits de voie courts, et la longueur calculée étant la somme de la longueur du circuit de détection et de la distance calculée. 10. Procédé de vérification de l'intégrité d'un train selon la revendication 6, 7 ou 8, caractérisé en ce que le circuit de détection comporte un circuit de voie court comportant des moyens de détection de présence dudit train, le début d'occupation du circuit de détection correspondant au début de 13 l'occupation du circuit de voie court, et la libération du circuit de détection correspondant à la libération dudit circuit de voie court, et la longueur du circuit de détection étant égale la longueur du circuit de voie court. 11. Produit programme d'ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour mettre en oeuvre les étapes du procédé selon l'une des revendications 6 à 10 lorsque ledit programme fonctionne sur un ordinateur. 12. Système de vérification de l'intégrité d'un train de longueur prédéterminé caractérisé en ce qu'il comporte : - un système de vérification embarqué dans le train selon l'une des 10 revendications 1 à 5, et - au moins un dispositif de détection par circuit de voie, ledit dispositif étant adapté pour détecter la présence/absence d'un train sur le circuit de voie, et comportant des moyens de communication et de synchronisation avec le système de vérification embarqué pour transmettre à ce système l'instant de 15 début ou de fin d'occupation du circuit de voie par le train.