Brevet FR3054991A1 — publié le 20180216

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un procédé de com- mande d'un aiguillage d'une voie ferrée, l'aiguillage ayant au moins une unité de capteur qui détermine la position et/ou la vitesse d'un véhicule circulant sur la voie ferrée. L'invention se rapporte également à un programme d'ordinateur pour appliquer ce procédé et à une mémoire lisible par une machine contenant un tel programme d'ordinateur ou encore un appareil de commande de l'aiguillage avec une mémoire lisible par une machine. Etat de la technique On constate de plus en plus d'accidents de déraillement dans les transports ferroviaires. Les déraillements peuvent avoir plusieurs causes qui sont souvent liées au passage d'un aiguillage. Par exemple, le passage trop rapide d'un aiguillage ou le mouvement de l'aiguillage en cours de passage peuvent entraîner le déraillement. Le document DE 199 12 219 A 1 décrit un dispositif de retenue de véhicules dans le domaine ferroviaire. Le dispositif est installé notamment sur les quais et comporte un capteur composé de deux éléments de capteurs séparés dont l'un détecte l'objet et l'autre, la vi- tesse. En outre, selon le document DE 10 2004 024 756 A1, on connaît un système de surveillance vidéo aux intersections de voies ou de segments de voie pour signaler la fin d'un train de véhicules ferroviaires. Exposé et avantages de l'invention L'invention a pour objet un procédé de commande d'un aiguillage d'une voie ferrée, l'aiguillage ayant au moins une unité de capteur qui détermine la position et/ou la vitesse d'un véhicule circulant sur la voie ferrée, procédé caractérisé en ce qu'on commande l'aiguillage en fonction de la position déterminée et/ou de la vitesse déterminée. Un aiguillage commandé (encore appelé aiguille) est notamment un segment de voie ferroviaire permettant de passer sans interruption d'une voie à une autre à la différence des aiguillages passifs dans lesquels le véhicule lance le changement de voie. Pour ce change- ment de voie, on déplace au moins un rail de l'aiguillage. A titre 3054991 2 d'exemple, un segment d'une voie peut se poursuivre par un segment à plusieurs voies. L'aiguillage commandé peut être commandé dans différentes positions dans lesquelles chaque fois la voie du segment à une seule voie est reliée à une voie du segment à plusieurs voies. La com- 5 mutation de l'aiguillage peut être faite par une unité de commande qui est avantageusement électronique. On peut envisager de commander l'unité de commutation à partir d'un véhicule et/ou à partir d'un poste de commande. De façon préférentielle, l'unité de commutation est commandée par l'appareil de commande relié à l'unité de capteur, en fonc- 10 tion des signaux de sortie fournis par l'unité de capteur. L'unité de capteur comporte notamment au moins un élément de capteur. L'élément de capteur est par exemple un élément de capteur radar, un élément de capteur à ultrasons, un élément de capteur laser ou tout autre élément de capteur connu pour déterminer 15 la position et/ou la vitesse d'un véhicule en mouvement. L'unité de cap- teur associée à l'aiguillage est notamment installée dans l'environnement de l'aiguillage pour déterminer la vitesse et/ou la position des véhicules circulant sur la voie ferrée en amont de l'aiguillage et sur l'aiguillage et notamment également en aval de l'aiguillage. L'unité 20 de capteur peut être installée dans ou sur le ballast, dans la zone des rails, à côté ou entre les rails. Avantageusement, le procédé améliore la sécurité de la circulation ferroviaire et évite les déraillements. La possibilité de commande de l'aiguillage pourra être li- mitée si la détermination de la position montre que le véhicule se trouve 25 au moins en partie engagé sur l'aiguillage, et notamment l'unité de commande de l'aiguillage sera neutralisée si le véhicule se trouve sur l'aiguillage. Aussi longtemps que l'unité de commande de l'aiguillage est neutralisée, l'aiguillage ne pourra changer d'état. En limitant la possibilité de commande de l'aiguillage, on garantit avantageusement que 30 l'aiguillage ne sera pas commuté lorsqu'un véhicule se trouve sur l'aiguillage. En fonction de la position déterminée du véhicule en amont ou en aval de l'aiguillage commandé, on pourra activer l'aiguillage ou limiter sa possibilité de commutation. En particulier, on 35 active l'unité de commande de l'aiguillage si le véhicule est en amont 3054991 3 et/ou en aval de l'aiguillage. De façon avantageuse, on utilise une unité de commande activée qui met l'aiguillage dans sa position correcte pour un train entrant. L'unité de capteur émet un signal de défaut si la vitesse 5 déterminée du véhicule est supérieure à un premier seuil. Un seuil se- lon l'invention est notamment une vitesse qui varie en fonction de la position du véhicule. En particulier, le seuil pourra diminuer fortement en fonction de la distance entre le véhicule et l'aiguillage jusqu'à un seuil de vitesse ne permettant pas le passage en sécurité de l'aiguillage. 10 Le premier seuil est choisi avantageusement pour que le passage de l'aiguillage avec une vitesse supérieure au premier seuil reste possible mais la poursuite de l'augmentation de la vitesse du véhicule pourrait conduire à une situation critique allant jusqu'au déraillement. En émettant un signal de défaut, on évite par avance le déraillement. 15 L'émission du signal de défaut peut se faire par le signal d'une installation d'avertissement. L'installation d'avertissement est située avantageusement dans la zone en amont de l'aiguillage. L'installation d'avertissement est avantageusement réalisée pour envoyer un signal de défaut au conducteur du véhicule. Le signal de dé- 20 faut peut être un signal optique et/ou acoustique. On peut par exemple envisager que l'installation d'avertissement comporte une lampe qui s'éclaire dans différentes couleurs. En variante, l'installation d'avertissement peut également être un écran qui affiche l'information de la vitesse actuelle du véhicule. L'émission du signal de défaut par 25 l'installation d'avertissement constitue avantageusement l'émission d'un signal de défaut qui est indépendante de l'équipement du véhicule. L'émission du signal de défaut peut se faire par un signal envoyé au véhicule. De manière avantageuse, l'unité de capteur communique par une liaison sans fil avec l'unité d'émission du véhicule. 30 L'unité d'émission du véhicule est par exemple sous la forme d'un écran qui présente le signal de défaut au conducteur du véhicule, le signal ayant été transmis par l'unité de capteur. De manière avantageuse, on aura ainsi une émission efficace du signal de défaut présentée au conducteur du véhicule. 3054991 4 L'émission du défaut peut se faire par un signal envoyé à un poste de commande. L'unité de capteur peut également transmettre ces informations, notamment par une liaison sans fil à un poste de commande. Le poste de commande est notamment un poste 5 d'intervention qui surveille le fonctionnement correct du réseau ferro- viaire et assure la coordination. Si nécessaire, en cas de signal de défaut, le poste de commande peut intervenir pour éviter le déraillement. La possibilité de commande de l'aiguillage commandé sera limitée si la vitesse déterminée du véhicule dépasse un second seuil. 10 En particulier, la possibilité de commande de l'aiguillage sera limitée de façon à réduire le nombre de positions dans lesquelles l'unité de commande peut commuter l'aiguillage. Le second seuil est notamment choisi pour qu'en cas de son dépassement, la vitesse du véhicule est encore suffisamment élevée pour qu'à cause du temps de commutation, 15 l'aiguillage ne pourra plus être commuté à temps dans toutes les posi- tions possibles sans risquer de déraillement. De façon avantageuse, cette mesure augmente d'autant la sécurité. Un ordre de freinage peut être envoyé au véhicule si la vi- tesse déterminée du véhicule dépasse un troisième seuil. L'ordre de 20 freinage comporte par exemple des informations fixant l'intensité et la durée du freinage à exécuter. En variante, l'ordre de freinage peut également comporter des informations concernant la vitesse à laquelle il faut freiner le véhicule pour éviter une situation critique ou le déraillement. De manière avantageuse, l'ordre de freinage est exécuté immédia- 25 terrent par le véhicule qui freine en réponse à cet ordre. En particulier, le troisième seuil est choisi pour que la vitesse du véhicule au-delà du troisième seuil sur l'aiguillage correspondante à une situation critique ou un risque de déraillement. De manière avantageuse, le freinage de secours permettra d'éviter le déraillement. 30 L'aiguillage commandé peut être commuté pour que le véhicule circule sur un rayon de courbure minimum si la vitesse déterminée du véhicule dépasse un second seuil. Notamment le second seuil est choisi pour qu'à une vitesse du véhicule supérieure au quatrième seuil, il y aurait un déraillement du véhicule si le véhicule devait rester 35 à une vitesse supérieure au quatrième seuil. De manière avantageuse, 3054991 5 on commute l'aiguillage pour que le véhicule passe par une liaison droite sur le segment en aval de l'aiguillage pour ne pas passer de rayon de courbure et ainsi éviter le déraillement. De façon préférentielle, le quatrième seuil est supérieur 5 au troisième seuil ; le troisième seuil est supérieur au second seuil et le second seuil est supérieur au premier seuil. En variante, on peut également envisager une autre combinaison ou un autre ordre. De manière avantageuse, on peut avoir deux ou plusieurs seuils qui sont pratiquement identiques. En particulier, le premier seuil peut avoir pratique- 10 ment la même valeur que le second, le troisième et/ou le quatrième seuil. Cela a l'avantage qu'un signal de défaut est toujours envoyé en plus, informant le conducteur ou le poste de contrôle d'une éventuelle vitesse élevée. La première position et/ou la première vitesse détermi- 15 nées d'au moins un véhicule pourront être comparées à une seconde position et/ou une seconde vitesse déterminées d'un véhicule et en fonction de cette comparaison, on détermine le nombre de véhicules et on commande l'aiguillage en fonction du nombre de véhicules. L'unité de capteur peut comporter un premier élément de 20 capteur et un second élément de capteur ; le premier élément de cap- teur détermine au moins la position et/ou la vitesse d'un véhicule en amont de l'aiguillage commandé et le second élément de capteur détermine la position et/ou la vitesse d'un véhicule se trouvant sur l'aiguillage. De façon avantageuse, l'unité de capteur détermine la vi- 25 tesse et/ou la position sur deux segments différents de la voie ferrée en fonction de cela. Une première position et/ou une première vitesse d'au moins un véhicule, déterminées par le premier élément de capteur pourront être comparées à la seconde position et/ou la seconde vitesse 30 d'un véhicule déterminées par un second élément de capteur pour dé- terminer le nombre de véhicules et commander en fonction du nombre de véhicules. Si on détermine notamment un unique véhicule, il faut déterminer la vitesse fournie par le premier élément de capteur, la vitesse fournie par le second élément de capteur et ces vitesses doivent se 35 correspondre pratiquement. 3054991 6 L'invention a également pour objet un programme d'ordinateur pour appliquer le procédé décrit ci-dessus. Le programme d'ordinateur est enregistré sur un support lisible par une machine. En outre, l'invention a pour objet un appareil de commande d'un aiguillage 5 commandé comportant une mémoire. L'appareil de commande est no- tamment conçu pour exécuter le procédé tel que proposé en exécutant le programme enregistré avec l'unité de calcul de l'appareil de commande. Dessins 10 La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation du procédé de l'invention, représenté dans les dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une vue schématique d'une voie ferrée équipée d'un aiguillage, 15 la figure 2 montre un ordinogramme pour la commande d'un ai- guillage commandé. Description d'un mode de réalisation La figure 1 montre un exemple de voie ferrée 10 équipée d'un aiguillage 12. La voie ferrée 10 permet la circulation d'un véhicule 20 20 dans la direction 1. Au passage de l'aiguillage 12 dans la direction 1, le véhicule 20 se déplace d'abord en amont de l'aiguillage 12 sur un segment à une voie 14 puis sur l'aiguillage et sur un segment d'aiguillage 16 et en aval de l'aiguillage 12, sur un segment 18 à plusieurs voies, par exemple à deux voies. Le véhicule 20 circulant sur la 25 voie ferrée 10 se trouve par exemple sur le segment à une voie 14. Le véhicule 20 est par exemple un train de marchandises. Mais on peut également envisager que le véhicule 20 soit un autre véhicule 20 sur rail 10 comme par exemple un train de voyageurs ou un tramway. Un train est notamment une combinaison de véhicules ferroviaires. Le vé- 30 hicule 20 circulant sur la voie ferrée 10 se déplace dans le sens 1 sur le segment 16 de la voie 10. Au niveau du segment 16, la voie ferrée 10 passe d'un segment à une voie 14 vers un segment 18 à deux voies. Au niveau du segment de voie 16 l'aiguillage 12 est commutable pour faire passer, en commutant l'aiguillage 12, le véhicule 20 sur la première voie 35 22 ou sur la seconde voie 24 du segment à deux voies 18 de la voie fer- 3054991 7 rée 10. Au passage du segment à une voie 14 vers la première voie 22 du segment à deux voies 18, le mouvement du véhicule 20 est pratiquement en ligne droite alors qu'au passage du segment à une voie 14 vers la deuxième voie 24 du segment 18, le véhicule 20 parcourt une 5 courbe. L'aiguillage 12 a une unité de commutation 30 pour déplacer les rails dans le segment de voie 16 pour que le véhicule 20 passe en ligne droite sur la première voie 22 ou en courbe sur la seconde voie 24. Une unité de capteur 40 est associée à l'aiguillage 12 pour déterminer la position et/ou la vitesse du véhicule 20 circulant sur 10 la voie ferrée 10. L'unité de commutation ou de commande 30 de l'aiguillage 12 peut être commandée par un appareil de commande 42 associé à l'unité de capteur 40. L'unité de capteur 40 se trouve par exemple dans le segment de voie 16. De façon avantageuse, l'unité de capteur 40 est installée pour déterminer la position et/ou la vitesse du 15 véhicule 20 circulant sur la voie ferrée 10 et passant sur le segment 14 à une voie, le segment 16 de l'aiguillage et/ou le segment à deux voies 18. L'unité de capteur 40 comporte au moins un élément de capteur 42 mais on peut envisager une unité de capteur 40 ayant un élément de capteur pour chacun des segments 14, 16, 18. L'élément de capteur 42 20 est par exemple un capteur radar qui saisit une grandeur d'état rappor- tée à la vitesse du véhicule 20 et un capteur à ultrasons qui saisit la grandeur d'état rapportée à la position du véhicule 20. De façon avantageuse, un élément de capteur 42 de l'unité de capteur 40 permet de déterminer la position et la vitesse du véhicule pratiquement en tout point 25 de l'environnement de l'aiguillage 12. De façon préférentielle, l'unité de capteur 40 détermine en continu la position et la vitesse du véhicule 20. La voie ferrée 10 a également une installation de signalisation ou d'avertissement 60 pour émettre un signal de défaut au conducteur du véhicule 20. Le signal de défaut est par exemple transmis de 30 manière optique. L'installation d'avertissement a par exemple une lampe qui émet un signal rouge dans le cas du dépassement d'un seuil de vitesse déterminé par l'unité de capteur 40. La figure 2 montre un ordinogramme qui décrit par exemple le déroulement du procédé de commande de l'aiguillage com- 3054991 8 mandé 12 pour un véhicule 20 circulant sur la voie ferrée 10 en amont de l'aiguillage 12. Dans une première étape 100, on saisit la position du vé- hicule 20 circulant sur la voie ferrée 10 par l'unité de capteur 40. Dans 5 l'étape 110 l'unité de capteur 40 détermine si le véhicule 20 circulant sur la voie ferrée 10 se trouve au niveau de l'aiguillage 12. Si l'émission indique que le véhicule 20 se trouve au moins partiellement sur l'aiguillage 12, on limite la possibilité de commande de l'aiguillage 12 dans l'étape 120. Par exemple, on limite la pos- 10 sibilité de commande de l'aiguillage 12 pour un véhicule 20 se trouvant sur la voie 12 de façon que l'unité de commande 30 puisse neutraliser l'aiguillage 12. Si l'émission indique que le véhicule 20 n'est pas posi- tionné au moins partiellement sur l'aiguillage 12, l'unité de capteur dé- 15 termine dans une étape 130 si le véhicule 20 est placé en amont de l'aiguillage 12. Si l'on détermine que le véhicule 20 se trouve en amont de l'aiguillage 12, on active l'aiguillage 12 dans l'étape 140. Dans une autre étape 200, on saisit la vitesse du véhicule 20 20 circulant sur la voie ferrée 10. L'unité de capteur 40 détermine dans l'étape 210 si la vitesse du véhicule 20 dépasse un quatrième seuil. Si la vitesse du véhicule 20 dépasse le quatrième seuil, on commute l'aiguillage 12 dans l'étape 220 pour que le véhicule 20 passe un rayon de courbure minimum. A titre d'exemple, l'aiguillage 12 25 est commuté sur la figure 1 pour ne pas avoir à passer notamment par un rayon de courbure et arriver du segment à une voie 14 par l'aiguillage 12, sur le segment 18 à deux voies. Si la vitesse du véhicule 20 ne dépasse pas le quatrième seuil, on détermine dans l'étape 230 si la vitesse du véhicule dépasse 30 un troisième seuil. Si la vitesse du véhicule 20 dépasse le troisième seuil, un ordre de freinage est envoyé au véhicule 20 dans la troisième étape 240. Si la vitesse du véhicule 20 ne dépasse pas le troisième seuil, on détermine dans l'étape 250 si la vitesse du véhicule 20 dépasse 35 un second seuil. 3054991 9 Si la vitesse du véhicule 20 dépasse le second seuil, alors dans l'étape 260, on limite la possibilité de commande de l'aiguillage 12. On peut par exemple limiter le nombre de positions possibles de l'aiguillage. 5 Si la vitesse du véhicule 20 ne dépasse pas le second seuil, alors dans l'étape 270, on détermine si la vitesse du véhicule 20 dépasse un premier seuil. Si la vitesse du véhicule 20 dépasse le premier seuil, alors dans l'étape 280, on émet un défaut. L'émission du défaut peut se 10 faire par l'installation d'avertissement 60, par un signal envoyé au véhi- cule 20 et/ou par un signal envoyé au poste de commande. 15 3054991 10 NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX 1 Sens de circulation 10 Voie ferrée 5 12 Aiguillage 14 Segment à une voie 16 Segment d'aiguillage 18 Segment à plusieurs voies 20 Véhicule 10 22 Voie droite 24 Voie courbe 30 Unité de commande Unité de capteur 42 Elément de capteur 15 60 Installation d'avertissement/installation de signalisation 100-281 Etapes du procédé sous forme d'un ordinogramme 20 REVENDICATIONS1°) Procédé de commande d'un aiguillage (12) d'une voie ferrée (10), l'aiguillage (12) ayant au moins une unité de capteur (40) qui détermine la position et/ou la vitesse d'un véhicule (20) circulant sur la voie ferrée (10), procédé caractérisé en ce qu' on commande l'aiguillage (12) en fonction de la position déterminée et/ou de la vitesse déterminée. 2°) Procédé selon la revendication 1, procédé caractérisé en ce qu' on limite la possibilité de commande de l'aiguillage commandé (12) si la détermination de la position montre que le véhicule (20) est au moins en partie engagé sur l'aiguillage commandé (12). 3°) Procédé selon l'une des revendications précédentes, procédé caractérisé en ce qu' en fonction de la position obtenue du véhicule (20) en amont ou en aval de l'aiguillage commandé (12), on active cet aiguillage (12) ou on limite la possibilité de commande de cet aiguillage commandé (12). 4°) Procédé selon l'une des revendications précédentes, procédé caractérisé en ce que l'unité de capteur (40) émet un défaut si la vitesse obtenue du véhicule (20) dépasse un premier seuil. 5°) Procédé selon la revendication 4, procédé caractérisé en ce que l'émission du défaut est faite par un signal transmis à une installation d'avertissement (60). 6°) Procédé selon la revendication 4 ou 5, procédé caractérisé en ce que l'émission du défaut est faite par un signal dans le véhicule (20). 3054991 12 7°) Procédé selon les revendications 4 à 6, procédé caractérisé en ce que l'émission du défaut se fait par un signal envoyé à un poste de commande. 5 8°) Procédé selon l'une des revendications précédentes, procédé caractérisé en ce qu' on limite la possibilité de commande de l'aiguillage commandé (12) si la vitesse déterminée du véhicule (20) dépasse un second seuil. 10 9°) Procédé selon l'une des revendications précédentes, procédé caractérisé en ce qu' on émet un ordre de freinage transmis au véhicule (20) si la vitesse déterminée du véhicule (20) dépasse un troisième seuil. 15 10°) Procédé selon l'une des revendications précédentes, procédé caractérisé en ce qu' on commute l'aiguillage commandé si la vitesse déterminée du véhicule (20) dépasse un seuil. 20 11°) Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu' on commute l'aiguillage commandé de façon que le véhicule (20) circule selon un rayon de courbure minimum si la vitesse déterminée du véhi- 25 cule (20) dépasse un quatrième seuil. 12°) Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu' on compare la première position déterminée et/ou la première vitesse 30 d'au moins un véhicule (20) à une seconde position déterminée et/ou seconde vitesse d'au moins un véhicule (20) et en fonction de cette comparaison, on détermine le nombre de véhicules (20) et on commande l'aiguillage en fonction du nombre de véhicules (20). 35 3054991 13 13°) Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'unité de capteur (40) a un premier élément de capteur (42) et un second élément de capteur, le premier élément de capteur (42) détermine 5 au moins la position et/ou la vitesse d'un véhicule (20) se trouvant en amont de l'aiguillage (12) et le second élément de capteur détermine au moins la position et/ou la vitesse d'un véhicule (20) se trouvant sur l'aiguillage (12). 10 14°) Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce qu' on compare la première position et/ou la première vitesse d'au moins un véhicule (20), déterminées par le premier élément de capteur (42) à la seconde position et/ou la seconde vitesse d'au moins un véhicule (20) 15 déterminées par le second élément de capteur et en fonction de la com- paraison, on détermine le nombre de véhicules (20) et on commande l'aiguillage en fonction du nombre de véhicules (20). 20