Brevet FR2916719A1 — publié le 20081205

La présente invention concerne une balise de communication à distance de message de signalisation, la balise étant destinée à être disposée le long d'une voie ferroviaire pour communiquer avec un dispositif de communication embarqué à bord d'un véhicule circulant sur la voie ferroviaire ou avec un dispositif de configuration. La balise comprend des moyens de réception d'un signal d'activation provenant du dispositif de communication embarqué, des moyens de transmission au dispositif de communication embarqué d'un signal de signalisation porteur du message de signalisation, au moins un moyen de stockage d'une information, des moyens de commande aptes à enregistrer des données dans le moyen de stockage d'une information. II est connu des balises disposées le long d'une voie de transport et aptes à communiquer à distance des informations de signalisation telles que, par exemple, la vitesse maximale limite à ne pas dépasser, avec des dispositifs de communication embarqués sur des véhicules de transport. II existe différents types de balises, chacune adaptée pour communiquer avec un type complémentaire de dispositif de communication embarqué. Chaque type de balise est configuré selon une norme donnée et est apte à communiquer uniquement avec un type de dispositif de communication complémentaire configuré suivant la même norme. Les normes définissent les spécifications des signaux échangés ainsi que le type de codage du message de signalisation. Toutefois, ces normes sont différentes dans chacun des pays d'Europe. De plus, un dispositif de communication d'un type ne peut pas décoder des messages de signalisation transmis par une balise d'un autre type. Par exemple, en France, les balises et les dispositifs de communication embarqués associés répondent aux spécifications de la norme KVB (contrôle vitesse par balise). Pour que les dispositifs de communication embarqués puissent communiquer avec des balises dans différents pays, la communauté européenne a déterminé une norme appelée norme Eurobalise qui définit la forme des signaux et le codage du message de signalisation échangés entre une balise de type Eurobalise et un dispositif de communication de type Eurobalise . Cette norme est appliquée dans certains pays d'Europe, mais n'est pas encore obligatoire. La norme Eurobalise définit le signal de type Eurobalise . La norme est accessible aux publics notamment par le document intitulé SUBSET 036 Version 2.3.0 (FFFIS for Eurobalise) disponible à l'adresse Internet suivante http://www.aeif.org/ccm/default.asp dans la rubrique intitulée Documents . Le signal de type Eurobalise est une sinusoïde pure de fréquence 27,095 MHz. Les balises de type Eurobalise sont conçues pour ne pas répondre de io façon automatique à des signaux émis par les équipements embarqués de génération antérieure. II existe cependant au moins trois cas de figure dans lesquels la balise ne doit pas répondre aux dispositifs de communication embarqués : a) Pour les limitations temporaires de vitesse : lorsque des travaux ont lieu sur les voies, des balises sont installées provisoirement de manière à abaisser la vitesse 15 limite autorisée. Les travaux se déroulant de façon discontinue, les balises doivent être silencieuses lorsqu'il n'y a pas de travaux en cours et elles doivent émettre lorsqu'il y a des travaux en cours. b) Lors des phases d'installation des balises : les balises peuvent être installées avant que les messages qu'elles doivent communiquer soient prêts. Dans 20 le cas où un dispositif de communication embarqué tente de lire le message théoriquement inscrit dans la balise, la balise émet des données qui sont non compréhensibles. Les rendre silencieuses permet d'avancer sur les phases d'installation qui sont longues sans avoir besoin d'attendre que les activités de création des messages soient terminées. II faut donc que les balises soient 25 silencieuses tant que les messages ne sont pas implémentés de façon à ce que les trains équipés de dispositif de communication de type Eurobalise ne soient pas perturbés par la réception de faux messages. c) Pour les activités de vérification des données programmées : certaines équipes programment les messages à implémenter dans les balises et d'autres 30 équipes vérifient que les bons messages sont implémentés dans les bonnes balises. Entre ces deux opérations, les trains ne doivent pas recevoir de messages car ces derniers n'ont pas encore vérifiés. Pour passer en mode silencieux , une plaque métallique doit être placée manuellement sur chaque balise afin d'empêcher physiquement toute transmission 5 de signaux. Toutefois, l'opération manuelle de mise en mode silencieux présente de nombreux inconvénients. La mise en place de cette plaque est longue et nécessite soit de faire travailler les équipes entre deux trains à des horaires où le trafic est moindre soit de bloquer la voie - et donc le trafic ferroviaire. De plus, l'accès aux 10 balises n'est pas toujours aisé soit parce que la voie est en région montagneuse, soit parce que la voie est éloignée de toute route, cet accès pouvant présenter des risques pour le personnel. Enfin, l'empêchement physique de transmission de messages de signalisation n'est pas une solution sûre car, dans le cas où la plaque est volée, plus aucun dispositif n'empêche la balise de transmettre des messages de 15 signalisation aux dispositifs embarqués à bord des véhicules circulant sur la voie. De plus, lorsque les balises doivent êtres mises en mode émission . L'opération s'effectue manuellement : le personnel doit accéder à chacune des balises pour ôter la plaque métallique avec les mêmes inconvénients que lors de la mise en mode silencieux. 20 Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients en proposant une balise et un dispositif de configuration qui soit rapide à configurer, qui ne mette pas la sécurité du personnel en jeu et qui n'émettent pas de signaux intempestifs. A cet effet, l'invention a pour objet une balise de communication à distance de 25 message de signalisation, du type précité caractérisée en ce que les moyens de réception sont également aptes à recevoir un signal de configuration contenant un message de configuration provenant du dispositif de configuration, le message de configuration définissant un mode d'opération de la balise parmi un mode émission ou un mode silencieux , et en ce que le moyen de stockage d'une information 30 est apte à contenir le mode d'opération contenu dans le message de configuration. Ainsi, les signaux intempestifs sont évités puisque l'interdiction ou l'autorisation d'émission n'est pas liée à un élément physique présent sur le boîtier de la balise. La balise conforme à l'invention permet également de réduire la quantité de matériau métallique nécessaire à l'interdiction des émissions de signaux puisque plus aucune plaque n'est nécessaire. La balise conforme à l'invention est par conséquent plus économique et plus sûre qu'une balise de l'art antérieur. La balise peut également présenter une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous: - les moyens de commande sont aptes à déterminer au moins un paramètre du Io signal de configuration réceptionné, - les moyens de commande sont aptes à déterminer deux paramètres du signal de configuration réceptionné, les paramètres comprenant les périodes consécutives du signal de configuration réceptionné, - les moyens de commande sont aptes à reconstituer le message de configuration 15 contenu dans le signal de configuration, - les moyens de commande sont aptes à commander l'enregistrement de la configuration dans le moyen de stockage d'une information en fonction du résultat de la comparaison effectuée du message de configuration reconstitué, et à commander la transmission du signal de signalisation porteur du message de signalisation en 20 fonction de la configuration enregistrée dans le moyen de stockage d'une information, - les moyens de commande interdisent aux moyens de transmission de transmettre le message de signalisation porteur d'un message de signalisation au véhicule quand la balise est configurée en mode silencieux , quel que soit le signal d'activation 25 émis par le dispositif de communication embarqué, - les moyens de commande autorisent les moyens de transmission à transmettre le message de signalisation porteur d'un message de signalisation au véhicule lorsque la balise est configurée en mode émission et que ledit signal d'activation émis par le dispositif de communication embarqué est de type Eurobalise . L'invention concerne également un dispositif de configuration d'une balise de communication conforme à l'invention comportant des moyens de modulation du signal de configuration porteur du message de configuration destiné à être enregistré dans la dite balise. Le dispositif de configuration conforme à l'invention présente l'avantage de configurer extrêmement rapidement les balises puisque aucune intervention manuelle sur chaque balise n'est nécessaire. Lorsque le dispositif de configuration est embarqué sur un véhicule, le temps de configuration des balises est réduit au minimum, c'est-à-dire au temps nécessaire au véhicule comportant le dispositif de configuration de parcourir la ligne où sont disposées les balises. La sécurité du personnel est grandement améliorée puisque celui-ci n'est plus sur la voie ferroviaire. Le dispositif de configuration peut présenter une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous : - le signal de configuration est une sinusoïde modulée en amplitude de 15 manière à porter ledit message de configuration, - le message de configuration comporte une trame constituée de bits à 1 et de bits à 0 , - un bit à 1 est défini par une série d'impulsions d'amplitude maximale et de première période, suivie d'une série d'impulsions d'amplitude minimale et de 20 seconde période différente de la première période, - un bit à 0 est défini par une série d'impulsions d'amplitude maximale et de première période, suivie d'une série d'impulsion d'amplitude minimale et de troisième période différente de la seconde période. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, 25 donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins, sur lesquels : - la figure 1 est une vue schématique de la communication entre un dispositif de communication embarqué à bord d'un véhicule et une balise selon l'invention, disposée le long d'une voie ferroviaire, - la figure 2 est une vue schématique de la configuration d'une balise selon l'invention, disposée le long d'une voie ferroviaire, par un dispositif de configuration embarqué à bord d'un véhicule, - la figure 3 est un schéma bloc d'une balise selon un mode de réalisation de l'invention, - la figure 4 est une représentation d'un signal de configuration SC. La balise selon l'invention est illustrée schématiquement sur la figure 1 et sur la figure 2. Sur la figure 1, la balise 1 est disposée le long d'une voie de transport 4, sur laquelle circule un véhicule 3 comportant un dispositif de communication embarqué 5 apte à transmettre un signal d'activation S1 aux balises 1. Lorsque la balise 1 fonctionne en mode émission : elle renvoie au dispositif de communication embarqué 5 un signal de signalisation S2 porteur d'un message de signalisation M. La balise 1 peut être configurée autant de fois que nécessaire dans le temps par le passage du dispositif de configuration 2 pour se mettre en mode silencieux ou revenir en mode émission . La figure 2 illustre schématiquement la configuration de la balise 1 par un dispositif de configuration 2 embarqué dans un véhicule 3'. A l'approche d'une balise, dont la position est connue géographiquement, le dispositif de configuration 2 émet un message de configuration SC contenant un message de configuration MC apte à configurer la balise en mode silencieux ou en mode émission . La balise 1 est illustrée sur la figure 3. La balise 1 comprend un boîtier 10 contenant une antenne 12, des moyens de transmission 14 et des moyens d'énergisation 16 connectés à l'antenne 12. L'antenne 12 est propre à recevoir le signal de configuration SC contenant le message de configuration MC envoyé par le dispositif de configuration 2 ou est propre à recevoir le signal d'activation S1 envoyé par le dispositif de communication embarqué 5. L'antenne 12 est également propre à transmettre le message de configuration MC aux moyens de commande 18 ou à transmettre un signal de signalisation S2 de type Eurobalise au dispositif de communication embarqué 5. Les moyens d'énergisation 16 sont propres à récupérer l'énergie électrique contenue dans le signal d'activation S1 pour alimenter les composants électroniques de la balise 1. Les moyens de transmission 14 sont constitués par un modulateur / démodulateur, propre à moduler en amplitude ou en fréquence le signal de signalisation S2 et à le transmettre à l'antenne 12 pour diffusion. Les moyens de transmission 14 sont également propres à démoduler le signal de configuration SC et à le transmettre aux moyens de commande 18 pour traitement. Les moyens de commande 18 sont propres à commander les moyens de ~o transmission 14 afin que ceux-ci modulent en amplitude ou fréquence le signal de signalisation S2 porteur du message de signalisation M. Les moyens de commande 18 sont également propres à traiter le signal de configuration SC afin d'interpréter le message de configuration MC en le comparant avec des messages types implémentés dans les moyens de commande 18. Les moyens de commande 18 sont 15 constitués par exemple par un calculateur implémenté dans un Asic. ou un FGPA. Les moyens de commande 18 sont connectés d'une part à un premier moyen de stockage d'une information, par exemple une mémoire, appelée dans la suite de la description mémoire de configuration 20. Les moyens de commande 18 sont aptes à enregistrer dans la mémoire de configuration 20 la configuration contenue dans le 20 message de configuration MC réceptionné pour attribuer cette configuration à la balise 1. La configuration est soit le mode silencieux soit le mode émission . Les moyens de commande 18 sont connectés d'autre part à un second moyen de stockage d'une information 22, par exemple une mémoire appelée dans la suite de la description seconde mémoire, et sont propres à enregistrer ou à récupérer un 25 message de signalisation M dans cette seconde mémoire 22. La seconde mémoire 22 est apte à stocker un ou plusieurs messages de signalisation M destinés à être transmis au dispositif de communication 5 embarqué dans le véhicule 3 dans le cas où la balise 1 est en mode émission . Ce message contient par exemple la localisation de la balise et la vitesse maximale à ne pas 30 dépasser. II est soit transmis périodiquement à la balise 1 par un équipement central de signalisation 40 par l'intermédiaire d'équipements au sol (non représentés), soit stocké dans la seconde mémoire 22 de manière permanente dans le temps avant l'installation, ou lors de l'installation, de la balise. Le module de récupération 24 est propre à récupérer un message de signalisation M, à le mettre en forme par modification de son format électrique et à 5 l'envoyer aux moyens de commande 18 qui l'envoient aux moyens de transmissions 14 ou l'enregistrent dans la seconde mémoire 22. Selon une variante de réalisation, la mémoire de configuration 20 et la seconde mémoire 22 ne forment qu'un seul et unique moyen de stockage. Le signal de configuration SC transmis aux balises est obtenu à partir d'une 10 modulation en amplitude d'une sinusoïde présentant une fréquence de 27,095 MHz. La figure 4 illustre le signal de configuration SC envoyé à la balise 1. La sinusoïde est modulée en amplitude. Le signal de configuration SC est représenté en figure 4 et comprend par exemple une série d'impulsions d'une période P1 et d'amplitude maximale (100%) et une série d'impulsions d'une période 15 P2 ou P3 différentes de P1 et d'amplitude inférieure à la moitié (50%) de l'amplitude maximale, que l'on appelle creux. La période P2 est plus courte que la période P3. Par exemple, P1 est une période de 20ps, P2 est une période de 2 ps et P3 est une période de 3ps. Le signal de configuration SC comprend ainsi une série d'impulsions et de 20 creux qui représentent la trame du message de configuration MC. Dans le dispositif de configuration conforme à l'invention, un bit égal à 1 est représenté par une série d'impulsions d'une période P1 suivie d'une série de creux d'une période P2, soit une période P d'une valeur de 22 ps, et un bit égal à 0 est représenté par une série d'impulsions d'une période P1 suivie d'une série de creux d'une période 25 P3, soit une période P' d'une valeur de 23 ps. La forme du signal de configuration S1 est illustrée sur la figure 2. La période P2 ou P3 du creux permet donc de définir si le bit est égal à 1 ou égal à 0 . La norme Européenne définit déjà un signal de forme identique au signal de configuration SC présentant alternativement les périodes P1 P2-P1 P3-P1 P2-30 P1 P3... . Réaliser un signal de configuration présentant cette forme d'alternance de périodes permet de réutiliser des blocs fonctionnels déjà existants dans les conceptions des balises 1 et de leur dispositif de configuration 2. D'autres signaux de configuration sont capables de réaliser cette même fonction, l'inconvénient est qu'il est alors nécessaire de créer dans la balise de nouveaux blocs fonctionnels. La réutilisation du signal de la norme Européenne évite de créer des nouveaux blocs en électronique, le seul élément impacté étant le software de l'unité de commande. II devient ainsi possible de transmettre un message de configuration à travers un signal de configuration SC à une balise qui comporte les moyens nécessaires au 1 o décodage de ce signal SC. La trame du message de configuration est composée d'une en-tête, qui a pour objectif d'informer la balise qu'un message va lui être envoyé, et du message proprement dit. Ce message est l'instruction du passage à la mise en mode silencieux ou à la mise en mode émission . 15 L'en-tête et le message sont représentés par une suite pré-définie de bits. Une trame est par exemple composée de quinze bits, cinq bits étant réservés pour l'en-tête et dix bits étant réservés pour le message. Par exemple, l'en-tête pourra être définie comme étant 10010 , le message de mise en mode silencieux pourra être défini comme étant 1110001111 et le 20 message de mise en mode émission pourra être défini comme étant 1010100010 . Le signal de configuration SC sera donc modulé en amplitude de manière à représenter ces quinze bits, 100101110001111 signifiant à la balise de se mettre en mode silencieux , 100101010100010 signifiant à la balise de se mettre en mode émission . 25 Le procédé de configuration est le suivant : le dispositif de configuration 2 est déplacé sur la voie 4 - soit manuellement soit en étant embarqué à bord d'un véhicule 3'- et il transmet à chaque balise 1 un signal de configuration SC modulé en amplitude contenant un message de configuration MC. Le signal de configuration SC est reçu par l'antenne 12 de la balise 1. L'antenne 12 transmet le signal SC aux moyens de transmission 14 qui le démodulent, reconstituent son enveloppe et l'envoient aux moyens de commande 18. Les moyens de commande 18 mesurent les périodes des creux et en déduisent s'il s'agit de bits à 1 ou à 0 . Le message de signalisation MC est reconstitué et est comparé aux messages types préalablement enregistrés dans les moyens de commandes 18. Si le message de configuration MC est du type silencieux ou émission , les moyens de commande 18 enregistrent le message de configuration MC dans la mémoire de configuration 20. Lorsqu'un véhicule 3 circulant sur la voie 4 s'approche d'une balise 1, le ~o dispositif de communication 5 embarqué émet un signal d'activation S1. Ce signal S1 est reçu par l'antenne 12 et transmis aux moyens de commande 18 via les moyens de transmission 14. Les moyens de commande 18 sont propres à rechercher dans la mémoire de configuration 20 la configuration attribuée à la balise 1. Pour ce faire, les moyens de 15 commande 18 sont aptes à comparer le message de configuration MC contenu dans la mémoire de configuration 20 avec les deux messages de configuration correspondants aux mode silencieux et émission stockés en mémoire dans les moyens de commande 18. Lorsque la balise 1 est configurée en mode silencieux , quel que soit le 20 signal d'activation S1 émis par le dispositif de communication embarqué 5, les moyens de commande 18 interdisent aux moyens de transmission 14 de transmettre un message de signalisation S2 au véhicule 3. Lorsque la balise 1 est configurée en mode émission , les moyens de commande 18 autorisent aux moyens de transmission 14 à transmettre un message 25 de signalisation S2 au véhicule 3, dans le cas où le signal d'activation S1 est du type Eurobalise . Ainsi, lorsque le message de configuration MC stocké dans la mémoire de configuration 20 correspond au mode émission et que le signal d'activation S1 est du type Eurobalise , les moyens de commandes 18 sont propres à récupérer 30 le message de signalisation M contenu dans la seconde mémoire 22 ou en provenance du module de récupération 24. Ce message de signalisation M est ensuite transmis aux moyens de transmission 14 puis à l'antenne 12, qui transmet au dispositif de communication embarqué 5 un signal de signalisation S2 codé selon la norme Eurobalise et comprenant le message de signalisation M. La configuration de la balise 1 est adaptée pour être modifiée sur réception d'un second message de configuration MC'. Pour modifier la configuration de la balise 1, le dispositif de configuration 2 transmet un second signal de configuration SC' contenant un second message de configuration MC', réceptionné par les moyens de commande 18 via l'antenne 12. ~o Les moyens de commande 18 sur réception de ce message MC' sont propres à enregistrer dans la mémoire de configuration 20 la nouvelle configuration contenue dans le message de configuration MC' en lieu et place de la configuration qui y est stockée, en traitant le second signal de configuration SC' de la même manière que le premier signal de configuration SC. 15 En variante, la balise est configurée en atelier avant sa mise en place le long de la voie. Le dispositif de configuration 2 est alors porté par les opérateurs. En variante, le dispositif de configuration 2 est apte à se connecter par liaison filaire à la balise 1. REVENDICATIONS 1. Balise (1) de communication à distance de message de signalisation (M), la balise (1) étant destinée à être disposée le long d'une voie ferroviaire (4) pour communiquer avec un dispositif de communication embarqué (5) à bord d'un véhicule (3) circulant sur la voie ferroviaire (4) ou avec un dispositif de configuration (2), comprenant - des moyens (12) de réception d'un signal d'activation (Si) provenant du dispositif de communication embarqué (5), - des moyens de transmission (14) au dispositif de communication embarqué (5) d'un signal de signalisation (S2) porteur du message de signalisation (M), - au moins un moyen de stockage d'une information (20, 22), - des moyens de commande (18) aptes à enregistrer des données dans le moyen de stockage d'une information (20), caractérisée en ce que : - lesdits moyens (12) de réception sont également aptes à recevoir un signal de configuration (SC) contenant un message de configuration (MC) provenant dudit dispositif de configuration (2), ledit message de configuration (MC) définissant un mode d'opération de la balise (1) parmi un mode émission ou un mode silencieux , - ledit moyen de stockage d'une information (20, 22) est apte à contenir ledit mode d'opération contenu dans ledit message de configuration (MC). 2. Balise (1) selon la revendication 1 caractérisée en ce que lesdits moyens de commande (18) sont aptes à déterminer au moins un paramètre dudit signal de configuration (SC) réceptionné. 3. Balise (1) selon la revendication 1 ou 2 caractérisée en ce que lesdits moyens de commande (18) sont aptes à déterminer deux paramètres dudit signal deconfiguration (SC) réceptionné, lesdits paramètres comprenant les périodes consécutives dudit signal de configuration (SC) réceptionné. 4. Balise (1) selon la revendication 3 caractérisée en ce que lesdits moyens de commande (18) sont aptes à reconstituer ledit message de configuration (MC) contenu dans ledit signal de configuration (SC) 5. Balise (1) selon la revendication 4 caractérisée en ce que lesdits moyens de commande (18) sont aptes à comparer ledit message de configuration (MC) avec deux messages de configuration correspondants aux mode silencieux et émission stockés en mémoire dans lesdits moyens de commande (18). 6. Balise (1) selon la revendication 5 caractérisée en ce que lesdits moyens de commande (18) sont aptes à commander l'enregistrement de ladite configuration dans ledit moyen de stockage d'une information (20, 22) en fonction du résultat de la comparaison effectuée du message de configuration reconstitué, et à commander la transmission dudit signal de signalisation (S2) porteur dudit message de signalisation (M) en fonction de ladite configuration enregistrée dans ledit moyen de stockage d'une information (20, 22). 7. Balise (1) selon la revendication 6 caractérisée en ce que lesdits moyens de commande (18) interdisent aux dits moyens de transmission (14) de transmettre ledit message de signalisation (S2) porteur d'un message de signalisation (M) audit véhicule (3) quand ladite balise (1) est configurée en mode silencieux , quel que soit le signal d'activation (Si) émis par ledit dispositif de communication embarqué (5). 8. Balise (1) selon la revendication 6 caractérisée en ce que lesdits moyens de commande (18) autorisent lesdits moyens de transmission (14) à transmettre ledit message de signalisation (S2) porteur d'un message de signalisation (M) auditvéhicule (3) lorsque ladite balise (1) est configurée en mode émission et que ledit signal d'activation (Si) émis par ledit dispositif de communication embarqué (5) est de type Eurobalise . 9. Dispositif de configuration (2) d'une balise (1) de communication définie selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit dispositif de configuration (2) comporte des moyens de modulation dudit signal de configuration (SC) porteur dudit message de configuration (MC) destiné à être enregistré dans ladite balise (1). 10. Dispositif de configuration (2) d'une balise (1) selon la revendication 9 caractérisé en ce que ledit signal de configuration (SC) est une sinusoïde modulée en amplitude de manière à porter ledit message de configuration (MC). 11. Dispositif de configuration (2) d'une balise (1) selon la revendication 9 ou 10 caractérisé en ce que ledit message de configuration (MC) comporte une trame constituée de bits à 1 et de bits à 0 . 12. Dispositif de configuration (2) d'une balise (1) selon la revendication 11 caractérisé en ce qu'un bit à 1 est défini par une série d'impulsions d'amplitude maximale et de première période (P1), suivie d'une série d'impulsions d'amplitude minimale et de seconde période (P2) différente de la première période (P1). 13. Dispositif de configuration (2) d'une balise (1) selon la revendication 12 caractérisé en ce qu'un bit à 0 est défini par une série d'impulsions d'amplitude maximale et de première période (P1), suivie d'une série d'impulsion d'amplitude minimale et de troisième période (P3) différente de la seconde période (P2).