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Dispositif pour la protection de traîna et de voies dans des installations ferroviaires.
La présente invention concerne un système pour la proteotion de trains et de voies dans des installations ferroviaires, dans lesquelles les trains équipés d'ins- tallations d'émission et de réoeption déterminent le point de passage sur la voie subdivisée en sections de voies, ou de lignes, par comptage d'impulsions de lieux de passage qui sont produites, au passage, en des pointe caractéristiques du point de vue électrique d'un conduc- teur mis en place le long de la voie et par lequel l'ap- pareil de voie associé à cette dernière sollicite des trains, périodiquement et successivement, l'émission d'informations qui sont nécessaires pour assurer la pro- tection des trains et des voies.
Ces informations peu- vent également être transmises électriquement à d'autres trains et y être traitées avec des informations qui con- cernent leur lieux de passage, leur vitesse et leur pou- voir de freinage pour maintenir la distance qui les sé- . pare de trains qui les précède. Les trains roulent alors !
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avec un "contrôle électrique au lieu. d'un "contrôle optique" ou dans une portion de voie prédéterminée et contrôlée par des signaux fixes.
On a déjà proposé un système de sécurité dans le- quel des informations sont transmises par un système multiplex combiné à division de temps et de fréquence.
A cet effet, il est nécessaire d'associer à chaque train qui pénètre dans un parcours une autre fréquence d'émis- sion et d'équiper l'appareil de voie associé à ce par- cours d'un nombre Correspondant de récepteurs. En outre, on a déjà proposé un système de signalisation de trains d dans lequel un émetteur central émet, en une suite cyc- lique, des signaux d'interrogation, associés soit aux différents trains ou aux différentes sections du par- cours. Dans ce cas, un mot code différent est nécessaire pour chaque train ou pour chaque section.
Le problème qui est à la base de l'invention est de transmettre et de traiter avec des moyens aussi sim- ples que possible les informations qui sont nécessaires pour assurer la sécurité ou la protection des trains et voies. Le demandeur a trouvé que pour résoudre ce pro- blème de sécurité, chaque train peut signaler chaque in- formation qui peut être importante du point de vue de la sécurité pour d'autres trains ou pour des installa- tions d'avertissement aux passages à niveau, en caracté- risant ou en particularisant en un point déterminé une section de voie ou de parcours.
Le système suivant l'in- vention est réalisé de telle manière que l'appareil de voie associé à cette dernière émet périodiquement des séries d'au moins autant d'impulsions d'interrogation qu'il existe de seotions de voies et que chaque train comporte un appareil qui compare constamment la somme des impulsions d'interrogation reçues depuis le début de la série, avec la valeur d'au moins un nombre qu'il
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détermine à partir des impulsions d'envoi de passage et qui est associé à une section de voie déterminée, et que l'appareil du train émet, lors de la concordance entre la somme des impulsions d'interrogation et la valeur dudit nombre, une impulsion de réponse à la réception de laquelle les autres trains examinent si la,
section de voie ainsi désignée est importante pour eux du point de vue de la sécurité.
A titre d'exemple, on a décrit ci-dessous et re- présenté au dessin annexé un système conforme à l'inven- tion pour la sécurité des trains et des voies.
La figure 1 montre schématiquement une section de voie de chemin de fer E avec un signal S, un aiguillage
A et un dispositif d'avertissement W pour un passage à niveau. Sur cette voie on a ind.iqué schématiquement deux trains désignés par les références ZLet Z2. Le long de la voie se trouve mis en place, entre les rails ou à coté de ces derniers, un conducteur double L qui est alimenté avec un courant permanent de fréquence porteuse fT par un appareil de voie EG associé à la voie E. Au conduc- teur double sont raccordés en outre les appareils de voie AG, SG et WG associés au dispositif de sécurité de voie fixe A, S et W.
Chaque train comporte un appareil, désigné ci-après par appareil de train ou appareil mo- bile, et qui est accouplé à l'aide d'une bobine d'émis- sion et de réception, inductivement au conducteur doubler
Les fils du conducteur double sont croisés à des interval. les constants.
De ce fait, se trouvent créés dans le câ- ble à deux conducteurs ou à deux fils des points remar- quables du point de vue électrique auxquels se produisent dans les appareils montés dans les trains au moment de leur passage au droit de ces points, par suite des varia- tions d'amplitude et de phase de la tension induite dans lesdits appareils par le courant de fréquence ft, les
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impulsions de point de passage'..Par ces points remarqua- bles du point de vue électrique, la voie se trouve sub- divisée en vingt seotions référencées de el à e20, En comptant les impulsions d'endroit ou de lieux de passage depuis son entrée dans cette voie ou ce parcours, chaque appareil monté,dans le train peut déterminer la section de voie dans laquelle se trouve le train considéré,
en d'autres termes déterminer son point de parcours. Tous les appareils raccordés ou accouplés au câble à deux conducteurs sont équipés,avec des installations d'émis- sion et de réception pour au moins une autre fréquence porteuse, qu'ils doivent émettre vers les autres appa- reils ou recevoir de ces derniers. L'appareil cE-voie EG comporte un émetteur pour la fréquence fi. Tous les autres appareils sont munis d'un émetteur pour cette fré- quence fi et d'un émetteur pour la fréquence fO. En outre, il peut être avantageux d'équiper chacun des ap- pareils montés sur le train avec un émetteur pour les fréquences fb et fw ainsi qu'un récepteur pour la fré- quence fb, et d'équiper l'appareil de voie WG avec un récepteur pour la fréquence fw.
Ainsi que cela est indiqué dans la figure 2, l'ap- pareil de voie EG émet vers tous les autres appareils, avec la fréquence porteuse fi, périodiquement des sé- ries Hl, J2, Jx, Jy d'impulsions d'interrogation. Chaque série d'impulsions englobe au moins autant d'impulsions d'interrogation que la voie ou le parcours oomporte de sections, donc vingt impulsions il à i20. Tous les appa- reils déterminent dans chaque série d'impulsions la som- me de ces impulsions reçues depuis le début de la série, et comparsnt cette somme avec des valeurs de nombre qui sont toujours déterminées à nouveau par les appareils montés dans les trains ou véhicules mais qui,par oontre sont réglés une fois pour toutes dans les appareils fi.
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xes.
Les appareils montés dans les véhicules détermi- nent constamment la valeur du nombre de la section de voie ou de parcours occupée par le train considéré, et cela à l'aide d'un compteur d'impulsion d'endroit de passage qui compte les impulsions d'endroit de passage reçues depuis l'entrée du train dans cette voie ou dans ce paroours. Dans les endroits de passage visibles dune la figure 1 pour les trains Zl et Z2, dans la section e2 et e9, l'appareil correspondant monté dans le véhicule a déterminé, par ce compteur, lea nombres 2 et9.
En ou- tre, chaque appareil de véhicule détermine le nombre pour la fin de son chemin de freinage, donc pour celle dea sections de voie dans laquelle le train viendrait, à par- tir de sa vitesse considérée, à l'arrêt pour un freinage maximum possible, Le chemin de freinage ou la distance d'arrêt dépend de la vitesse et du pouvoir de freinage des différents trains et se trouve indiquée pour le train Zl par la flèche Bl et pour le train Z2 par la flèche B2.
L'appareil monté sur le véhicule ajoute à la somme d'im- pulsions de point de passage déterminée par le compteur d'impulsion d'endroit ou de point de passage, le nombre de sections de voies nécessaires pour le chemin de frei- et nage des trains associés/qui est respectivement de quatre sections pour le train Zl et de tois sections pour le train Z2. Il en résulte pour le train Zl qui roule dans la section e2 le nombre 6 de la section de voie e6, et pour le train Z2 qui roule dans la section e9 la valeur 12 de la section de voie e12.
Lors du contrôle par les trains d'installations d'avertissement pour des passagea à niveau ou d'emplacements occupés par des équipes d'ou- vriers, chaque appareil installé sur un véhicule déter- mine en outre la valeur du nombre de celle des sections de voies dans laquelle le train viendrait à rouler au bout d'un temps prédéterminé, par exemple de 30 secondes,
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sa vitesse étant supposée restée constante. On suppose que cette durée de 30 secondes est égale à celle dite de pré-avertissement et correspond 4 la durée nécessaire pour que soient mia en circuit les signaux d'avertisse- ment de l'installation d'avertissement W, avant qu'un train ne roule sur le passage à niveau.
La longueur de la voie parcourue par les trains Zl et Z2 pendant ce temps, et qui est désignée par distance d'avertissement, est indiquée dans le dessin par les flèches Wl et W2.
Par addition du nombre d'impulsions d'endroit de passage qui ont été comptées et du nombre de sections, dans le cas présent respectivement de trois et de quatre corres- pondant auxdites distances d'avertissement, on trouve pour le train Zl le nombre 5 de la section de voie e5 et pour le train Z2 le nombre 11 de la section da voie ell.
Les appareils montés sur les véhicules sont équi- pés avec un dispositif oomparateur qui compare les va- leurs des nombres déterminées pour le train correspondant dans chacune des séries des impulsions d'interrogation, avec la somme des impulsions d'interrogation, reçues de- puis le début de la série, et déclenche, s'il y a corres- pondance, l'émission d'une impulsion de réponse-.
Dans le lieu de passage désigné dans la figure 1 pour le train Zl dans la section e2, l'appareil monté sur le véhicule de ce train émet dans la série d'impulsions J1, à l'im- pulsion d'interrogation i2, une impulsion de réponse AZl de fréquence porteuse f0 qui est caractéristique pour cette section, ainsi qu'à l'impulsion d'interrogation i5, une impulsion de réponse wl avec la fréquence porteuse fw, ainsi qu'à l'impulsion d'interrogation 16, une impul-, sion de réponse bl avec la fréquence'porteuse fb.
Par les impulsions de réponse zl et wl, le train Zl signale que la fin de sa distance d'avertissement se situe dans
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la section e5 et la fin de son chemin de freinage dans la section e6. D'une manière analogue le train Z2 qui roule dans la section e9 envoie dans la série d'impul- sion Jl, pour les impulsions d'interrogation 19, ill et i12 respectivement, une impulsion de réponse z2,w2, b2 par lesquelles se trouvent désignée la section e9 (lieu de passage), ef2, (fin de la distance d'avertissement) et el2 (fin du chemin de freinage).
Dans la série d'im- pulsions i2 on suppose que le train Zl roule entretempa, avec une vitesse qui n'a pas diminué, dans la section e3 et émet par conséquent une impulsion de réponse pour chacune des impulsions d'interrogation 13, 16 et i7.
Dans l'appareil de voie SG du signal S est réglée la valeur du nombre 13 pour la section de voie e13 dans laquelle est disposé le signal S. De même, on a réglé dans l'appareil AG de l'aiguillage A la valeur du nombre 16 pour la section de voie e16, et dans l'appareil WG du dispositif d'avertissement W la valeur du nombre 19 pour la section de voie e 19. Ces appareils comparent, dans chaque série d'impulsions, la valeur du nombre ré- glé avec la somme des impulsions d'interrogation qu'ils ont comptés depuis le début de la série, et émettent, s' il y a concordance, une impulsion de réponse à la fréquen- ce porteuse f0, si dans l'état dans laquelle se trouve l'installation de sécurité, la section de voie corres- pondante ne doit pas être traversée par un train qui s'ap- proche.
Par exemple, l'appareil SG émet, à l'impulsion d'interrogation i13, une impulsion de réponse si le signal S fait apparaître l'indication qui correspond à l'arrêt. L'appareil AG émet, à l'impulsion d'interrogation i16, une impulsion de réponse a si l'aiguillage A n'est pas verrouillé dans l'une ou l'autre de ces deux posi- tions extrêmes, et l'appareil WG émet, à l'impulsion d'interrogation i19, une impulsion de réponse " si l'ins-
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lallation d'avertissement n'est pas mise en service.
- ,
De cette manière tous les trains, qui circulent sur cette voie ainsi que toutes les installations fixes de sécurité de celle-ci sont sollicitées, dans l'ordre qu'ils ont dans cette voie, dans chaque série d'impulsio@ ,et successivement les uns après les autres, pour envoyer des impulsions de réponse par lesquelles les sections de voie déterminée sont caractérisées. Il en résulte que ou les autres appareils qui sont raccordés/accouplés au les conducteur à deux,fils L, reçoivent/informations qui sont nécessaires pour assurer la sécurité du train et de la voie.
Ils peuvent donc contrôler si une section'de voie caractérisée par une impulsion de réponse d'un au- tre appareil constitue pour eux une information ayant un oertain intérêt du point de vue de la sécurité. Par exemple l'appareil mobile monté sur le train Zl peut examiner si le train Zl peut sans inconvénient continuer à rouler sans diminuer sa vitesse ou bien a'il doit être freiné afin qu'il soit immobilisé avant de pénétrer dans une section de voie caractérisée par le train Z2 qui le précède.
Dans un système de protection ou de couverture des trains pour les installations de chemin de fer, dans les.- quellas les trains doivent rouler sur la ligne l'un derr re l'autre, avec au moins une distance prescrite minima les séparant l'un de l'autre de par exemple huit sections chaque train contrôle si la distance qui le sépare du train qui le précède est plus grande ou égale ou plus petite que la distance prescrite.
A cet effet, l'appareil mobile du train Zl détermine par exemple, dans chaque série d'impulsions, par un compteur "start-stop" le nom- bre d'impulsions d'interrogation qu'il reçoit, après émis- sion de sa propre impulsion de réponse Zl de fréquence fO , jusqu'à réception de l'impulsion de réponse de fréquence f0 envoyée par le train qui le précède Z2, et compare ce !
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nombre avec la valeur du nombre huit préréglé pour la distance de séparation prescrite de huit sections. Si le nombre d'impulsions d'interrogation est supérieur à la valeur du nombre qui est préréglé, alors le train Zl peut continuer sans freiner.
Mais si ce nombre est égal ou plus petit, alors le freinage qui est nécessaire pour le train Zl se trouve déclenché soit automatiquement, soit indiqué par un signal d'abri ou "cab-signal".
Dans le cas où les trains roulent aveo des distan- ces entre eux qui correspondent à la distance de freinage, la distance du train Zl à la section de voie dans laquel- le le train précédent Z2 s'arrêterait le plus tôt lors de son freinage doit au moins être égale à la longueur de la distance de freinage du train Zl. Dans ce cas, les appareils mobiles montés sur les véhicules sur rails sont équipés d'un émetteur et d'un récepteur pour la fré- quence fb.
L'appareil mobile monté sur le train Zl déter- mine alors dans chaque série d'impulsions, par un oomp- teur "start-stop" , le nombre de signaux d'interrogation qu'il reçoit après émission de sa propre impulsion de réponse bl de fréquence fb jusqu'à .L'impulsion de répon- se b2 du train précédent Z2, et déolenohe le freinage si ce nombre est égal à 0.
Si les appareils fixes sur la voie SG, AG et WG sont équipés d'installations de réception pour la fré- quence fi et d'installations d'émission pour la fréquence fo, on peut alors inclure dans le système de sécurité leurs impulsions de réponse s, a et w. Ces impulsions de réponse peuvent alors être prises en considération par un train qui s'approche, de la même manière qu'un train arrêté sur la section correspondante tient compte de ces impulsions de réponse. Dans la série d'impulsion
Gx on a supposé par exemple que les trains Zl et Z2 sont entre-temps arrivés dans les sections de voies e4
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et elO et émettent une impulsion de réponse zl et z2 pour l'impulsion d'interrogation i4 et i10.
La fin de la distance de freinage B2 du train Z2 se situe mainte- nant dans la section e13 comportant le signal S, auquel est associée l'impulsion d'interrogation i13, De plus, on suppose que l'aiguillage A de la section e16 a été fermé et que de ce fait l'appareil de voie AG n'émet plus de signal de réponse a pour une impulsion d'inter- rogation i16, mais que le signal S montre encore le si- gne d'arrêt et que pour cette raison l'appareil de voie SG émet une impulsion de réponse a à la suite d'une im- pulsion d'interrogation i13.
Etant donné que le nombre d'impulsions d'interrogation, depuis l'impulsion de ré- ponse z2 du train Z2 jusqu'à l'impulsion de réponse s, est égal au nombre de seotions de voies pour la distanoe de freinage B2, le freinage est déclenché sur le train Z2. Dans la série d'impulsions Jy on suppose que le si- gnal S a changé et fait apparaître le signe de voie li- bre, de sorte que l'appareil de voie SG n'émet plus d'im- pulsions de réponse à la suite d'une impulsion d'inter- rogation 113. Il en résulte que le frein peut être des- serré sur le train Z2.
Il est également possible de simuler par les im- pulsions de réponse d'un appareil de voie des trains qui circuleraient avec une vitesse limitée.. Ceoi permet d'ob- liger des trains s'approchant d'un point de roulement à faible vitesse, à diminuer leur vitesse à la valeur dé- sirée. A ceteffet, on associe par exemple à chaque point de ralentissement un appareil de voie qui comporte tout comme les appareils montés sur les trains des récepteurs pour les fréquences fi, fO et fb, un émetteur pour la fréquence fO, un compteur d'impulsions de point de passa- ge, un compteur pour les impulsions d'interrogation et un dispositif pour comparer les positions de comptage
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de ces deux compteurs.
En outre, l'appareil de voie est équipé d'un générateur d'impulsions qui simule des im- pulsions de point de passage pour le compteur d'impul- sions de point de passage. La fréquence séquentielle de ces impulsions de point de passage est donnée à l'avanoe par la distance entre les points remarquables du point de vue électrique pour les différentes sections du point de ralentissement et par la vitesse maxima qui est admi- se. Avant l'approche d'un train d'un point de ralentis- sement, l'appareil de voie de ce dernier émet, lors d'une impulsion d'interrogation pour cette section dans laquelle commence le point de ralentissement, une impul- sion de réponse de fréquence fO et à l'aide de laquelle est simulé un train qui serait arrêté sur cette section.
Si l'appareil de voie reçoit, pour cette impulsion d'in- terrogation, une impulsion de réponse de fréquence fb d'un train qui s'approche, le compteur de position se trouve actionné à partir de la position associée à la section initiale du point de ralentissement, par les impulsions simulées du point de passage. L'installation de comparaison de l'appareil de voie compare dans chaque série d'impulsions la somme des impulsions d'interroga- tions reçues depuis le début de la série avec la valeur du nombre pour chaque position de son compteur de posi- tion. S'il y a concordance, l'appareil de voie émet une impulsion de réponse de fréquence fO, Les impulsions de réponse dans les séries d'impulsions successives,, simu- lent de cette manière un train qui passerait le point de ralentissement avec la vitesse maxima admissible.
Sur le train qui s'approche, la distance à ce train "fantô- me" est contrôlée par l'appareil mobile monté sur le train et la vitesse du train se trouve réglée de telle manière que depuis le début jusqu'à la fin du point de ralentissement, elle ne dépasse pas la vitesse maxima
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prédéterminée pour le train "fantôme". Si le train a pénétré dans la section qui se situe derrière le point de ralentissement, le compteur d'impulsions de point de passage de l'appareil de voie se trouve ramené dans sa position initiale par l'impulsion de réponse de fréquence fO émise par le train pour cette section, à la suite d'une impulsion d'interrogation.
Jusqu'ici on a supposé que la longueur des trains était petite par rapport à la longueur des sections de voies et que chaque train ne détermine que le point de passage de la tête ou pointe du train. Dans le réglage de l'espacement des trains on peut toutefois tenir éga- lement compte des longueurs des trains. Ceci est par exemple possible en munissant la queue du train, donc le dernier véhicule de chaque train,d'un appareil qui émet dans chaque série d'impulsions une impulsion de réponse qui caractérise son point de passage ou la fin de sa distance de freinage.
En outre, il est possible de tenir oompte de la longueur du train dans l'appareil monté sur la première voiture de la tête du train, par un préréglage fixe du compteur pour les impulsions d'in- terrogation, et cela de telle manière que les impulsions de réponse de fréquence fO et fb soient émises pour une impulsion d'interrogation qui serait associée à une sec- tion de voie située en amont d'une longueur égale à oelle du train.
Les installations d'avertissement pour les passa- ges à niveau et/ou les points de la voie occupés par des équipes d'ouvriers sont mis en oircuit par les trains, à l'aide des impulsions de réponse de fréquence fw. Les appareils de voie des installations d'avertisse- ment comportent à cet effet un récepteur pour la fréquen- ce fw. Ainsi par exemple l'installation d'avertissement W est mise en circuit par l'appareil de voie WG lorsque ce
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dernier reçoit, dans une série d'impulsions, à l'impul- sion d'interrogation i19 associée à la section de voie e19 comportant le passage à niveau, une impulsion de ré- ponse de fréquence fw d'un train en voie d'approche et par laquelle le train caractérise cette section de voie.
Dans les systèmes décrits jusqu'ici les impulsions de réponse de fréquence fO et fb à envoyer de certains trains vers d'autres trains, sont amorties aussi bien dans l'intervalle qui existe entre la bobine émettrioe du train émetteur et le conducteur L que dans l'interval- le qui existe entre ce dernier et la bobine réceptrice du train récepteur. Afin de garantir la sécurité nécessaire, dans l'exploitation ferroviaire, il est plus avantageux d'utiliser, au moins pour ces impulsions de réponse , l'appareil de voie EG comme station de relais. L'appareil de voie EG oomporte alors une mémoire dans laquelle à chaque impulsion d'interrogation d'une série d'Impulsions est associée une cellule de mémoire pour ces impulsions de réponse.
Cette mémoire est ensuite interrogée lors de la série d'impulsions suivante, les impulsions de répon- se emmagasinées étant émises avec une autre fréquence porteuse vers les trains. Dans l'appareil de voie on peut en outre contrôler que la leoture d'une cellule de mémoi- re dans laquelle une impulsion de réponse a été enregis- trée, et la réoeption de l'impulsion de réponse oorres- pondante de la série d'impulsions suivantes, se font pour la même impulsion d'interrogation ou au plus pour l'im- pulsion d'interrogation suivante. Ce dernier cas ister- vient lorsque le train envisagé sera entre-temps passé devant un point remarquable du point de vue électrique.
Il est à cet effet nécessaire que la fréquenoe séquentiel- le des séries d'impulsions d'interrogation soit ou telle- ment élevée que les valeurs des nombres qui déolenohent une impulsion de réponse puissent se modifier au plus
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d'une impulsion d'interrogation dans une série d'impul- sions d'interrogation.
Par ailleurs il n'est pas nécessaire d'associer les appareils SG, AG et WG ainsi que les appareils pour les points de ralentissement, le long de la voie, à l'installation de sécurité correspondante de cette der- nière. Ces appareils peuvent être prévus dans l'appareil de voie associé à la voie E. Dans ce cas, un compteur d'impulsions d'interrogation oommun suffit pour tous ces appareils.