Brevet FR2947232A1 — publié le 20101231

La présente invention permet d' améliorer la sécurité des passages à niveaux sur les lignes ferroviaires. Le passage à niveau, selon l'invention, devient un élément actif du système de communication sans fils utilisé dans la surveillance du trafic ferroviaire: GSM-R ou autres. Equipé de systèmes de comptage et d'accéléromètres, le passage à niveaux détecte si un ou plusieurs véhicules sont à l'arrêt entre les barrières ou demi-barrières et prévient le ou les trains qui arrivent; ainsi que le PC sécurité. Dans le système actuel, le passage à niveau n'est pas un élément du système GSM-R. Il ne peut ni détecter un incident, ni prévenir les systèmes de sécurités pour éviter une collision. Dans la nécrologie funèbre, on peut citer les 7 décès du car scolaire sur la commune d'Allinges en juillet 2008. Ces accidents ont un cout humain pour les proches des victimes, un cout financier pour les assurances et les contribuables, un cout en termes d'image pour la ou les sociétés de transport impliquées. Le but de ce brevet est de pallier aux manques actuels, pour augmenter la sécurité Le passage à niveau selon l'invention permet de remédier à cet inconvénient. Il est capable de connaitre son état et de le communiquer par voie hertzienne à un train ou a un PC sécurité. Il comporte : 15 Une partie intelligente ou informatique: - Un système d'exploitation pour exécuter des programmes informatique. un ou plusieurs programmes informatiques pour échanger les informations et communique entre les capteurs, les systèmes de comptage, les registres, et la couche physique. - Une couche physique constituée d'un émetteur-récepteur aux normes du standard de communication 20 sans fils utilisé dans la surveillance du trafic ferroviaire: GSM-R ou autres. - Un registre pour stocker l'état du signal sonore. Un registre pour stocker l'état du signal lumineux. - Un registre pour le compteur � nombre de trains en approche �. - Un registre pour le compteur � nombre de véhicule sur la voie �. 25 - Un registre par barrière ou demi-barrière pour en stocker l'état, dans l'hypothèse que le passage à niveau est équipé de barrières ou demi-barrières. Une partie matérielle - un système de comptage placé a proximité de chaque barrière ou demi-barrière si le passage à niveau en possède. 30 - un accéléromètre sur chaque barrière ou demi-barrière pour en connaitre la position-et la vitesse, dans l'hypothèse que le passage à niveau est équipé de barrières ou demi-barrières,. Les dessins annexés illustrent l'invention : La figure 1 représente l'architecture informatique du passage à niveau , avec un système d'exploitation (1) ; un ou plusieurs programmes informatique (2) ; un registre du compteur � nombre de 35 véhicule sur la voie � (3), un registre d'état associé a chaque barrière ou demi- barrière (40,41) ; un registre d'état du signal lumineux (5) ; un registre d'état du signal sonore (6) ; un registre du compteur � nombre de trains en approche � (20) ; sa couche physique constituée d'un émetteur-récepteur aux normes du standard de communication sans fils utilisé dans la surveillance du trafic ferroviaire (GSM-R ou autres). -2- La figure 2 représente le passage à niveau vu de dessus avec les barrières ou demi- barrières (9) en position haute ; les véhicules (11) ; les systèmes de comptage (10) ; le registre du compteur � nombre de véhicule sur la voie � (3) à +2 et le registre du compteur � nombre de trains en approche � (20) à zéro. Les deux véhicules sortant décrémente le compteur initialement incrémenté lors de leurs entrés, ce qui donne un bilan global de zéro pour ces deux véhicules sortant. Il reste donc les deux véhicules entrant, ce qui mets le compteur � nombre de véhicule sur la voie � à +2. La figure 3 représente le passage à niveau vu de dessus avec les barrières ou demi- barrières (9) en position basse ; un véhicule (11) à l'arrêt sur la voie ; un train en approche (8) ; le registre du compteur � nombre de véhicule sur la voie � (3) à +1 ; le registre du compteur � nombre de trains en approche � (20) à +1. La figure 4 représente les coordonnées cartésiennes de l'accéléromètre (12) placé sur la barrière ou demi-barrière (9), dans le repère cartésien de la barrière ou demi-barrière lorsque celle-ci est en position haute. La figure 5 représente les coordonnées cartésiennes de l'accéléromètre (12) placé sur la barrière ou demi-barrière (9), dans le repère cartésien de la barrière ou demi-barrière lorsque celle-ci est en mouvement entre la position haute et la position basse. La figure 6 représente les coordonnées cartésiennes de l'accéléromètre (12) placé sur la barrière ou demi-barrière (9), dans le repère cartésien de la barrière ou demi-barrière lorsque celle-ci est en position basse. La figure 7 représente les coordonnées cartésiennes de l'accéléromètre (12) placé sur la barrière ou demi-barrière (9), dans le repère cartésien de la barrière ou demi-barrière lorsque celle-ci est coincée par un véhicule (11). La figure 8 représente le passage a niveau vu de dessus, lorsque le trainl (8) est à l'arrêt pour prendre des passagers ; les barrières ou demi-barrières (9) sont en position basse ; le compteur � nombre de véhicule sur la voie � (3) à zéro, et le compteur � nombre de trains en approche � (20) à +1. La figure 9 représente le passage a niveau vu de dessus, lorsque le trainl (8) est à l'arrêt pour prendre des passagers ; le train2 (81) va franchir le passage à niveau sans s'arrêter ; les barrières ou demi-barrières (9) sont en position basse ; le compteur � nombre de véhicule sur la voie � (3) à zéro, et le compteur � nombre de trains en approche � (20) à +2. La figure 10 représente le passage a niveau vu de dessus, lorsque le trainl (8) est à l'arrêt pour prendre des passagers ; le train2 (81) a franchi le passage à niveau sans s'arrêter ; les barrières ou demi-barrières (9) sont en position basse ; le compteur � nombre de véhicule sur la voie � (3) à zéro, et le compteur � nombre de trains en approche � (20) à +1. La figure 11 représente le passage a niveau vu de dessus, lorsque le trainl (8) a franchi le passage à niveau ; les barrières ou demi-barrières (9) sont en position basse ; le compteur � nombre de véhicule sur la voie � (3) à zéro, et le compteur � nombre de trains en approche � (20) à zéro. En référence à ces dessins, le passage à niveau selon l'invention est défini par un système d'exploitation (1) pour exécuter un ou plusieurs programmes informatique (2) ; un émetteur récepteur et l'antenne associée, qui correspondent à la couche physique (7) d'un standard de communication sans fils utilisé dans la surveillance du trafic ferroviaire (GSM-R ou autres); un programme informatique (2) pour -3 analyser, traiter et transférer les informations stockées dans les registres vers la couche physique (7) ; le registre du compteur � nombre de véhicule sur la voie � (3), les registres associés à chaque barrière ou demi-barrière (40,41,...), dans l'hypothèse ou le passage à niveau est équipé de barrières ou demi-barrières ; le registre du signal lumineux (5), le registre du signal sonore (6) et le registre du compteur � nombre de trains en approche � (20) . Les informations contenues dans les registres viennent : des systèmes de comptage (10) qui alimentent le registre du compteur � nombre de véhicule sur la voie � (3), des accéléromètres (12) placés sur chacune des barrières ou demi-barrières (9) , dans l'hypothèse ou le passage à niveau est équipé de barrières ou demi-barrières, qui alimentent le registre d'état de la barrière associée (40,41,...), du signal sonore qui alimente le registre d'état du signal sonore, du signal lumineux qui alimente le registre d'état du signal lumineux, du ou des trains qui écrivent dans le registre du compteur �nombre de trains en approche � (20) au moyen du standard de communication utilisé dans la surveillance du trafic ferroviaire (GSM-R ou autres). Le passage à niveau, ainsi structuré, devient un élément actif et intelligent au sein du système de communication sans fils utilisé dans la surveillance du trafic ferroviaire (GSM-R.ou autres). A titre d'exemple, la figure 1 décrit une telle architecture pour un passage à niveau équipé d'une barrière ou demi-barrières (40) pour un sens de la circulation, et d'une deuxième barrière ou demi-barrières (41) pour le sens opposé. Le passage à niveau selon l'invention est caractérisé en ce qu'il possède des états définis par les paramètres suivant : - l'état du signal sonore : actif ou non actif. - l'état du signal lumineux : actif ou non actif. - l'état du registre du compteur � nombre de trains en approche �. Ce registre stocke la valeur d'un compteur qui est incrémenté de +1 par le train en approche au moyen du système de communication sans fils utilisé dans la surveillance du trafic ferroviaire à un instant Ti , prédéterminé par la distance du train au passage à niveau et la vitesses du train à cet instant, avant que le train franchisse le passage à niveau, et décrémenté de -lau moyen du même système de communication sans fils, par le train dès qu'il a franchi le passage à niveau , à un instant Td , prédéterminé par la distance du train au passage à niveau et la vitesses du train à cet instant . A titre d'exemple, la figures 8, la figures 9, la figures 10 et la figures 11 représentent une vue de dessus d'un passage à niveau avec l'évolution du registre du compteur � nombre de trains en attente �. - l'état du registre du compteur � nombre de véhicule sur la voie � (3) Ce registre est réinitialisé à zéro après que le registre du compteur � nombre de trains en attente � (20) soit passé de un à zéro et avec la condition que toutes les barrières soient en position basse, dans l'hypothèse ou le passage à niveau est équipé de barrières ou demi-barrières. Chaque véhicule (11) détecté en entrée par le système de comptage (10) incrémente le registre du compteur � nombre de véhicule sur la voie � (3) de +1. Chaque véhicule (11) détecté en sortie par le système de comptage (10), décrémente le compteur � nombre de véhicule sur la voie � (3) de -1. Le système de comptage (10) peut être soit à base de composants infrarouge, soit à base de composants RF, soit à base de cellules photo-électrique, soit a base de câbles sur la chaussée, soit à base de cameras. Le registre du compteur � nombre de véhicule sur la voie � (3) égale à zéro signifie l'absence de véhicule (11) entre les capteurs du système de comptage. A titre -4- d'exemple la figure 2 représente une vue de dessus du passage à niveau avec deux véhicules (4) qui sortent et deux véhicules qui entrent. - l'état de chaque barrière ou demi-barrières (9), dans l'hypothèse ou le passage à niveau est équipé de barrières ou demi-barrières, dans son repère cartésien. Elles peuvent être levées en position haute avec l'abscisse de l'accéléromètre égale à zéro, l'ordonnée de l'accéléromètre égale à Yh, et la vitesse de l'accéléromètre égale à zéro comme le décrit la figure 4 ; baissées en position basse avec l'abscisse de l'accéléromètre égale à Xb, l'ordonnée de l'accéléromètre égale à Yb et la vitesse de l'accéléromètre égale à zéro comme le décrit la figure 6 , en mouvement entre la position haute et basse avec l'abscisse de l'accéléromètre supérieur à zéro et inférieur à Xb, l'ordonnée de l'accéléromètre supérieur à Yb et inférieur à Yh, et la vitesse de l'accéléromètre supérieur à zéro comme le décrit la figure 5; ou coincées avec l'abscisse de l'accéléromètre supérieur à zéro et inférieur à Xb, l'ordonnée de l'accéléromètre supérieur à Yb et inférieur à Yh, et la vitesse de l'accéléromètre égale à zéro comme le décrit la figure 7. Ces informations sont acquises par des accéléromètres (12) placés sur chaque barrière ou demi-barrières (9), dans l'hypothèse ou le passage à niveau est équipé de barrières ou demi-barrières. Les barrières ou demi-barrières, dans l'hypothèse ou le passage à niveau est équipé de barrières ou demi-barrières, passent de la position haute à la position basse après que le registre du compteur � nombre de trains en approche � passe de la valeur zéro à une valeur supérieure à zéro. Les barrières ou demi-barrières, dans l'hypothèse ou le passage à niveau est équipé de barrières ou demi-barrières, restent en position basse tant que le registre du compteur � nombre de trains en approche � est supérieur à zéro. Les barrières ou demi-barrières, dans l'hypothèse ou le passage à niveau est équipé de barrières ou demi-barrières, passent de la position basse à la position haute après que le registre du compteur � nombre de trains en attente � passe d'une valeur supérieure à zéro à la valeur zéro. Le passage à niveau selon l'invention est caractérisé en ce que le programme informatique lit à intervalles réguliers les informations en provenance des accéléromètres pour écrire en temps réel, dans les registres associé à chaque barrière ou demi-barrière (2), dans l'hypothèse ou le passage à niveau est équipé de barrières ou demi-barrières. Le programme informatique lit à intervalles réguliers les informations en provenance des systèmes de comptage pour écrire en temps réel, dans le registre associé au compteur � nombre de véhicule sur la voie �. Le programme informatique lit à intervalles réguliers le contenu du registre � nombre de trains en approche � pour connaitre le nombre de trains qui va franchir le passage a niveau. Les informations contenues dans ces registres peuvent être transmises au moyen de la couche physique (7) du standard de communication utilisé dans la surveillance du trafic ferroviaire (GSM-R ou autres), sur demande de la part d'un train (8), d'un PC sécurité ou de tout autre élément ou personne lançant une requête. A un instant Ti prédéterminé par la distance du train au passage à niveau et la vitesses du train à cet instant, avant que le train franchisse le passage à niveau, le train (8), incrémente de +1 le registre du compteur � nombre de trains en approche � et lancent une demande d'information sur le contenu des registres du passage à niveau au moyen du standard de communication utilisé dans la surveillance du trafic ferroviaire (GSM-R ou autres). Le passage à niveau utilise la couche physique (7) du standard utilisé dans la surveillance du trafic ferroviaire (GSM-R ou autres) pour renvoyer au train (8) les accusés de réception et les informations sur l'état des registres du passage à niveau. Selon l'information sur le contenu des registres, plusieurs cas de figure peuvent se poser : a) Si l'information de l'état du registre de chaque barrières ou demi-barrières (40 , 41 ...), dans l'hypothèse que le passage à niveau est équipé de barrières ou demi-barrières, indique qu'elle sont à l'état bas ET (fonction logique) l'information de l'état du registre du signal sonore indique qu'il est active ET l'information de l'état du registre du signal lumineux indique qu'il est active ET l'information de l'état du registre du compteur � nombre de véhicule sur la voie � (3) indique qu'il est égal à zéro , alors le train (8) franchi le passage à niveau et décrémente de -1 le registre du compteur � nombre de trains en approche � à un instant Td , prédéterminé par la distance du train au passage à niveau et la vitesses du train à cet instant. b) Si l'information de l'état du registre du compteur � nombre de véhicule sur la voie� (3) indique qu'il est strictement supérieur à zéro, alors un ou plusieurs véhicules (11) sont entre les capteurs du système de comptage. Quelque soit l'information sur l'état des autres registres, le train (8) doit s'arrêter et informer le PC de sécurité. A titre d'exemple, la figure 3 représente une vue de dessus du passage à niveau dans une telle situation. c) Si l'information sur l'état du registre de chaque barrière ou demi-barrière (4), dans l'hypothèse ou le passage à niveau est équipé de barrières ou demi-barrières, indique que au moins une d'entre elles soit levée ou au moins une d'entre elles soit en mouvement ou au moins une d'entre elles soit coincée, alors le train (8) doit s'arrêter, quelque soit l'information sur l'état des autres registres, et avertir le PC sécurité d) Si l'information de l'état du registre de chaque barrière ou demi-barrière (4), dans l'hypothèse ou le passage à niveau est équipé de barrières ou demi-barrières, indique qu'elles sont toutes à 1 état bas et l'information de l'état du registre du compteur � nombre de véhicule sur la voie� (3) indique qu'il est égal à zéro et les informations de l'état des registres des signaux sonore et lumineux indiquent que au moins l'un des deux n'est pas actif; alors le train (8) dans un premier temps force la ou les commandes défectueuses en envoyant au passage à niveau l'ordre ou les ordres d' allumage au moyen du standard de communication sans fils utilisé dans la surveillance du trafic ferroviaire (GSM-R ou autres), puis interroge, pour vérification , le passage à niveau sur l'état du ou des registres de la ou des commandes défectueuses. En cas d'échec, le train (8) interroge le PC sécurité sur la conduite à tenir : continuer, ralentir ou s'arrêter. Le passage à niveau selon l'invention est caractérisé en ce que, le registre du compteur � nombre de trains en approche � (20) étant égale à zéro, si le registre du compteur � nombre de véhicule sur la voie � reste à une valeur supérieur à zéro au delà d'un temps supérieur à un temps Tmax prédéfini, cela signifie qu'un véhicule est à l'arrêt entre les capteurs des systèmes de comptage (panne, incident routier, tentative de suicide, etc..). Le programme informatique utilise la couche physique du standard utilisé dans la surveillance du trafic ferroviaire (GSM-R ou autres) pour avertir le ou les PC sécurité et déclencher les secours. Le passage à niveau selon l'invention est caractérisé en ce qu'une extension pour des véhicules sensibles, tel que les bus scolaires, peut être envisagée dans le cas ou ils seraient équipés d'un système de communication compatible avec le système de communication sans fils utilisé dans la surveillance du trafic ferroviaire (GSM-R ou autres). Le système de freinage et le système d'injection du carburant doivent être contrôlables par une commande venant de l'interface avec le système de communication sans fils. Tant que le compteur � nombre de trains en approche � est supérieur à zéro, le passage à niveau émet à intervalles réguliers des signaux, à l'intention de ces véhicules sensibles. Le véhicule sensible en accuse réception, puis : - déclenche un signal sonore dans le véhicule sensible pour en avertir le chauffeur. Le véhicule sensible 5 doit d'abord diminuer sa vitesse puis s'arrêter avant les barrières ou demi-barrières. - le véhicule sensible peut soit émettre en permanence un signal caractéristique permettant au passage à niveau de calculer sa vitesse et sa position, soit envoyer son information de vitesse au moyen du système de communication sans fils utilisé dans la surveillance du trafic ferroviaire (GSM-R ou autres). Si le passage à niveau ne détecte pas un ralentissement dans un premier temps puis un arrêt total du véhicule 10 sensible dans un second temps, alors le passage à niveau transmet l'information de danger au train pour qu'il s'arrête. En cas d'impossibilité d'arrêt immédiat du train, le passage à niveau envoie une commande au véhicule sensible, au moyen du système de communication sans fils utilisé dans la surveillance du trafic ferroviaire (GSM-R ou autres) pour actionner l'électrovanne et actionner les freins. 15 Revendications1 Dispositif d'amélioration de la sécurité des passages à niveau, caractérisé en ce qu'il possède un système d'exploitation (1) pour exécuter un ou plusieurs programmes informatique (2) ; un émetteurûrécepteur et l'antenne associée, qui correspondent à la couche physique (7) d'un standard de communication sans fils utilisé dans la surveillance du trafic ferroviaire: GSM-R ou autres; un programme informatique (2) pour analyser, traiter et transférer les informations stockées dans les registres vers la couche physique (7) ; le registre du compteur � nombre de véhicule sur la voie � (3) qui reçoit les informations provenant des systèmes de comptage (9) ; les registres associés à chaque barrière ou demi-barrière (40) qui reçoivent les informations provenant des accéléromètres (12) placés sur chacune des barrières ou demi-barrières (9), dans l'hypothèse que le passage à niveau est équipé de barrières ou demi-barrières ; le registre du signal lumineux (5)) qui reçoit l'information de l'état du signal lumineux, le registre du signal sonore (6) qui reçoit l'information de l'état du signal sonore ; le registre du compteur � nombre de trains en approche � (20) qui reçoit l'information d'arrivé du ou des trains transmise par le ou les trains au moyen du standard de communication sans fils utilisé dans la surveillance du trafic ferroviaire: GSM-R ou autres. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il peut transmettre l'état de ses registres, ou recevoir des ordres ou des informations au moyen de la couche physique du standard de communication sans fils utilisé dans la surveillance du trafic ferroviaire: GSM-R ou autres. 3 Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une extension pour des véhicules sensibles, tel que les bus scolaires, peut être envisagée dans le cas ou ils seraient équipés d'un système de communication compatible avec le système de communication sans fils utilisé dans la surveillance du trafic ferroviaire: GSM-R ou autres; d'une alarme sonore contrôlables par une commande venant de l'interface avec le système de communication sans fils utilisé dans la surveillance du trafic ferroviaire: GSM-R ou autres; d'un système de freinage contrôlables par une commande venant de l'interface avec le système de communication sans fils utilisé dans la surveillance du trafic ferroviaire: GSM-R ou autres; d'un système d'injection du carburant contrôlables par une commande venant de l'interface avec le système de communication sans fils utilisé dans la surveillance du trafic ferroviaire: GSM-R ou autres. 4 Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est applicable aux passages a niveaux sans barrières.