CH631119A5 - Dispositif d'anticollision de vehicules passifs. - Google Patents

Description

L'invention est relative à un dispositif d'anticollision d'une installation de transport à véhicules passifs circulant sur une voie équipée de moyens de propulsion des véhicules à partir de la voie, cette dernière étant subdivisée en tronçons, chacun équipé d'un moyen individuel de propulsion pilotant le déplacement d'un véhicule engagé sur le tronçon, un tronçon amont étant suivi par un tronçon aval, tous deux définis par rapport au sens de circulation des véhicules.

Les dispositifs connus d'anticollision du genre mentionné sont fondés sur une connaissance discrète de la position des véhicules à partir d'organes échelonnés le long de la voie détectant le passage des véhicules. La voie est ainsi découpée en intervalles, et des règles fixent l'occupation ou la non-occupation des intervalles ménagés par ce découpage. Cette solution présente un inconvénient important, en l'occurrence qu'une réduction de l'intervalle de temps entre des véhicules successifs nécessite une augmentation du nombre d'organes de détection du passage des véhicules. Cela conduit, en particulier, à une très grande densité de ces organes dans les zones les plus sensibles où un véhicule est arrêté ou circule à vitesse réduite sur la voie alors que le véhicule suivant est à vitesse élevée et commence à ralentir, notamment à l'entrée d'une station.

La présente invention a pour but de remédier à cet inconvénient et de permettre la réalisation d'un dispositif d'anticollision autorisant une réduction de la période de circulation des véhicules jusqu'au minimum autorisé par les caractéristiques de freinage d'urgence de ceux-ci, et permettant de s'affranchir des organes de détection de passage par zone.

L'objet de cette invention est d'obtenir un dispositif d'anticollision d'une installation de transport à véhicules passifs circulant sur une voie équipée de moyens de propulsion des véhicules à partir de la voie, cette dernière étant subdivisée en tronçons, chacun équipé d'un moyen individuel de propulsion pilotant le déplacement d'un véhicule engagé sur le tronçon, un tronçon amont étant suivi par un tronçon aval, définis par rapport au sens de circulation des véhicules, caractérisé par le fait qu'il comprend :

— pour chaque tronçon amont, des premiers moyens de mesure et d'élaboration de signaux continus représentatifs de la position et de la vitesse du véhicule engagé sur le tronçon;

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

631119

— pour chaque tronçon aval, des seconds moyens de mesure et. d'élaboration d'un signal continu représentatif de la position du véhicule engagé sur le tronçon;

— un bloc de traitement et de commande recevant les signaux émis par les premiers moyens et par les seconds moyens et doté d'un moyen d'affichage de la capacité de décélération en urgence d'un véhicule, le bloc de traitement et de commande étant agencé pour émettre un signal de commande du freinage d'urgence du véhicule se trouvant sur un tronçon amont en cas de risque de collision avec le véhicule se trouvant sur un tronçon aval.

La présente invention est fondée sur la constatation qu'une installation à voie active et à véhicules passifs permet de disposer au sol et d'une manière continue d'une information de la position des différents véhicules sans qu'il soit nécessaire de transmettre des signaux entre les véhicules et le sol ou d'un véhicule à l'autre. L'installation peut être du type décrit dans le brevet français N° 2133103, dans laquelle les véhicules sont tractés sur les tronçons de croisière par des câbles et dans les stations par des tourets, mais elle peut également comporter uniquement des tourets ou uniquement des câbles tracteurs ou des dispositifs analogues, les différences de vitesse entre véhicules étant possibles grâce à l'utilisation de plusieurs câbles ou tourets sans liens mécaniques entre eux. La liaison entre le véhicule et le système d'entraînement, notamment à câble ou à touret, doit bien entendu être assurée d'une façon permanente et desmodromique.

Le dispositif d'anticollision selon l'invention vise plus particulièrement, mais non exclusivement, à réaliser la protection des véhicules à quai dans une station, en surveillant l'approche du véhicule suivant, de manière à pouvoir toujours freiner ce dernier et éviter tout télescopage. Cette surveillance s'effectue en associant fictivement à chaque véhicule aval ou à quai une courbe limite de survitesse définissant, pour chaque position du véhicule amont, la vitesse maximale autorisée de ce dernier, vitesse qui permet encore un arrêt par freinage en urgence sans collision. La courbe limite de survitesse, qui protège les arrières du véhicule aval contre toute collision, accompagne ce véhicule lors du démarrage de celui-ci pour permettre un intervalle minimal entre véhicules et, de ce fait, un débit maximal. 11 est avantageux de ne pas tenir compte, dans la définition de la courbe de survitesse, de la course minimale de freinage du véhicule aval, un arrêt brusque pouvant intervenir à toute vitesse pour une cause externe, notamment un déraillement.

En désignant par Xj et x2 les positions des véhicules aval et amont et par L la longueur d'un véhicule, on comprend que l'écart entre les deux véhicules X[ — L — x2 doit être supérieur à la course de freinage en urgence qui est égale à:

1 Yj 02 Yi

— (xv2)2 + (i + -) exv2 + Yl - (- + 1)

r étant la décélération d'urgence,

0 le temps de réponse des freins,

V2 la vitesse nominale du véhicule amont,

X un coefficient de survitesse autorisée,

Yi l'accélération du véhicule amont.

La condition de déclenchement du dispositif d'anticollision est donc

1 Yi 92 yl

— X2V22 + (1 + ^-)0XV2 + yi yCp + 1) + x2 x, + L>0.

Les termes r, X, 0, Yi et L sont des paramètres du système considéré et les termes x,, x2, V2 et V22 sont les variables à mesurer, à mettre en forme et à introduire dans les circuits de calcul. Les variables x2, V2, V22 sont élaborées à partir d'informations prélevées sur le moyen de propulsion amont, par exemple le câble décélérateur, et la variable Xi est incrémentée à partir d'informations prélevées sur le moyen de propulsion aval, par exemple le câble accélérateur.

Les circuits électroniques d'élaboration des variables élémentaires, les circuits de calcul et le circuit de comparaison final sont de préférence doublés et les résultats sont validés par des comparateurs de sécurité pour éliminer pratiquement tout risque d'erreur.

D'autres particularités ressortiront plus clairement de l'exposé qui va suivre d'un mode de mise en œuvre de l'invention, donné à titre d'exemple et représenté aux dessins annexés, dans lesquels:

la fig. 1 est un diagramme vitesse/position d'une station, sur lequel les courbes de décélération et d'accélération sont représentées en trait plein et les courbes de protection en trait discontinu;

la fig. 2 est un schéma bloc des circuits d'élaboration de l'information vitesse;

la fig. 3 est un schéma bloc des circuits d'élaboration de l'information carré de la vitesse ;

la fig. 4 est un schéma bloc des circuits d'élaboration de l'information position;

la fig. 5 est le schéma de principe du circuit de calcul;

la fig. 6 est le schéma bloc du circuit de comparaison final;

la fig. 7 est une vue schématique en plan d'une station de l'installation.

Sur la fig. 1, les positions successives des véhicules dans une station sont portées en abscisse sur l'axe des x, le point O correspondant au début de la décélération d'un véhicule, le point A à l'arrêt et le point C à la fin de l'accélération d'un véhicule. En ordonnée sont portées les vitesses, et la courbe 2 illustre la décélération normale d'un véhicule engagé sur le tronçon de décélération, tandis que la courbe 1 illustre l'accélération d'un véhicule engagé sur le tronçon accélérateur. Les deux courbes 1,2 se rejoignent au point d'arrêt A, qui représente par exemple la position de l'avant d'un véhicule à l'arrêt. On a représenté en trait mixte la courbe l'd'accélération de l'arrière du véhicule aval, qui se déduit de la courbe 1 par une translation d'une distance L, correspondant à la longueur des véhicules. Il est facile de voir que le véhicule amont risque de percuter l'arrière du véhicule aval dans la zone d'intersection des courbes 2 et 1', ce risque étant éliminé dès que le véhicule aval a franchi le point B, d'abscisse A L, l'arrière du véhicule aval ayant alors dépassé le point d'arrêt A. Ce risque est également inexistant, tant que le véhicule amont est à une distance du point A', correspondant à l'arrière d'un véhicule à l'arrêt, suffisante pour un freinage d'urgence. En désignant par V la vitesse des véhicules à l'entrée du tronçon de décélération et à la sortie du tronçon d'accélération et par X un coefficient de survitesse, la vitesse maximale du véhicule est XV, et la courbe limite de survitesse SVA représente la décélération d'urgence d'un véhicule lancé à vitesse maximale XV pour s'arrêter au point A'. Un véhicule à l'arrêt au point A est ainsi protégé contre toute collision tant que le véhicule suivant, engagé sur le tronçon de décélération, reste dans les limites définies par la courbe de survitesse SVA. Lorsque le véhicule protégé démarre et atteint par exemple l'abscisse xt, la courbe limite de survitesse protégeant le véhicule accompagne ce dernier dans son déplacement et est représentée en SVxj sur la fig. LA l'abscisse B correspond la courbe limite de survitesse SVB.

Le dispositif d'anticollision selon l'invention vérifie en permanence le maintien du véhicule suiveur à l'intérieur des courbes de protection.

En se référant plus particulièrement à la fig. 7, on voit que l'installation comporte par exemple un câble principal 90 à défilement continu à une vitesse de croisière V auquel sont accouplés les véhicules sur les tronçons de croisière d'une voie de circulation 92. A l'entrée O d'une station, le véhicule est désaccouplé du câble principal 90 et accouplé à un câble de décélération 94 amenant le véhicule à la vitesse V à la sortie C de la station. Toutes précautions sont prises pour éviter un glissement des pinces d'accouplement sur les câbles 12,94, et une marche arrière des véhicules. Une telle installation est décrite dans le brevet français N° 75.40392, auquel on se reportera pour de plus amples détails. Le câble de décélération 12 passe sur des poulies de renvoi 96, 98, dont au moins l'une est motrice. L'arbre de la poulie 96 entraîne un capteur 10 et celui de la poulie 98 un capteur 10' qui mesurent le déplacement du câble 12.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

631119

4

La sécurité d'anticollision est déclenchée de la manière décrite ci-dessus lorsque la condition suivante est réalisée:

1 YJ 02 yj

— X2V22 + (1 H )0XV2 + Yi—( 1" 1) + x2— *i + L^O.

2r r 2 r

La vitesse V! du véhicule aval n'intervient pas dans la formule, car il est admis que ce véhicule peut s'arrêter pile. Cette supposition ajoute normalement une marge de sécurité.

Les variables x2, V2 et V22 correspondent au véhicule engagé sur le tronçon décélérateur et sont dérivées des moyens de propulsion du véhicule, notamment du câble décélérateur 12. La variable xt appartient au véhicule aval sur le tronçon accélérateur et elle est établie à partir du mouvement du câble accélérateur 94.

Le schéma d'élaboration de la vitesse V2 est représenté sur la fig. 2. Le capteur de déplacement 10 mesure le déplacement du câble décélérateur 12, qui correspond à celui du véhicule accouplé au câble. Le capteur 10 est du type à impulsions alimentant une chaîne 1 de traitement comprenant un circuit 14 de redressement à deux alternances, un circuit 16 de mise en forme restituant des signaux carrés appliqués à un convertisseur 18 fréquence/tension continue émettant un signal analogique représentatif de la vitesse V2. La chaîne 1 n'est pas de sécurité intrinsèque et, pour limiter les risques d'erreur, l'ensemble est doublé, le deuxième capteur de déplacement à impulsions 10' mesurant le déplacement du câble décélérateur 12 et alimentant une deuxième chaîne 2 identique à la chaîne 1, les informations délivrées par les chaînes 1 et 2 étant appliquées et comparées dans un comparateur de sécurité 20. Le comparateur 20 pilote un relais 22 dont les contacts 24 sont insérés dans un circuit général de surveillance (non représenté). Le comparateur 20 vérifie l'identité des sorties des chaînes 1 et 2 et, en cas de discordance, commande l'ouverture des contacts 24 de signalisation de défaut. L'utilisation de deux chaînes identiques et indépendantes pour élaborer une même information donne une probabilité très faible pour qu'il apparaisse au même instant une panne sur chaque chaîne produisant encore des sorties identiques.

Si le niveau de cette probabilité est encore trop élevé, on peut accroître le nombre de chaînes identiques en parallèle en les contrôlant deux à deux par des comparateurs de sécurité. Les capteurs 10,10' sont montés sur des arbres indépendants, de manière à signaler le défaut dû à une rupture de l'un des arbres. La probabilité d'une rupture simultanée des deux arbres est faible.

Le schéma du circuit d'élaboration de l'information carré de la vitesse V2 est représenté sur la fig. 3. Son organisation générale est du même type que celle de la fonction précédente: deux chaînes 26,26' non sécuritaires identiques sont contrôlées par un comparateur 28 de sécurité, commandant un relais de contrôle 30 dont les contacts 32 sont maintenus fermés aussi longtemps que les signaux délivrés par les chaînes 26,26' sont identiques. Les contacts 32 sont insérés dans le circuit de surveillance. Chacune des chaînes 26, 26' comprend deux éléments, un multiplieur 34,34' électronique analogique réalisant la fonction

XY 10

et un amplificateur opérationnel 36,36' de gain 10. Une précision globale de l'ordre de 1 % est couramment réalisable avec ce type de circuit, ce qui est largement suffisant pour l'application. C'est l'information V2, sortie du circuit précédent et validée par le comparateur de sécurité 20, qui sert d'entrée à ce circuit et est appliquée aux entrées XY des multiplieurs 34,34'.

Le schéma de principe d'élaboration de l'information position x, ou x2 est repfésenté sur la fig. 4. Le circuit est formé de deux chaînes 38, 38' identiques, non sécuritaires, comparées entre elles par un comparateur de sécurité 40, qui remplit les mêmes fonctions que dans les cas précédents et pilote un relais 42 à contacts 44 insérés dans le circuit de surveillance. Chaque chaîne 38,38' a pour entrée un capteur de déplacement à impulsions, qui peut être le capteur 10,10' de la fig. 2 pour l'information x2.

La sortie de chaque capteur 10,10' est reliée à un convertisseur stochastique 46,46' dont la sortie fournit l'information de position. Le circuit associé au câble accélérateur 12 fournit l'information xI et celui associé au câble décélérateur 94 l'information x2. Le convertisseur 46,46' comporte une horloge 48 pilotant un compteur annexe 50, dont la sortie est comparée, dans un comparateur 52, à la sortie d'un compteur principal 54 des impulsions délivrées par le capteur 10,10'. Le signal de sortie du comparateur 52 est intégré dans un intégrateur 56 fournissant le signal analogique de position xx ou x2.

Les signaux de base élaborés et disponibles aux sorties des circuits précités, en l'occurrence xl5 x2, V2 et V22, sont appliqués à un circuit de calcul, illustré par la fig. 5, élaborant l'expression :

Yi 02 Yi 1

x, -x2 - (1 + U 0XV2 - Tl - (1- + 1) _ — x2V22.

r 2 r 2r

Le circuit comporte à nouveau deux chaînes identiques 58,58' dont les sorties sont comparées dans un comparateur 60 pilotant un relais 62 à contacts 64 insérés dans le circuit de surveillance. Chaque chaîne 58,58' comporte des amplificateurs à gain ajustable; l'amplificateur 66 recevant l'information Xj ayant un facteur d'amplification égal à 1, l'amplificateur 68 de l'information x2 un facteur — 1, l'amplificateur 70 de l'information V2 un facteur:

Yi

—X (1 H ) 0, et l'amplificateur 72 de l'information V22 un facteur x2 2r'

Les sorties des amplificateurs 66 à 72 sont reliées à un circuit de sommation 74 dont la sortie E fournit un signal correspondant à l'expression susmentionnée, qui est appliqué à un circuit de comparaison final représenté schématiquement à la fig. 6. Le signal analogique E est transformé par un convertisseur 76 en une suite d'impulsions calibrées dont la période est représentative delà valeur du signal E. Ces impulsions sont comparées dans un bloc 78 à une base de temps fixe dont la période est déterminée par la valeur de:

02 Yi

L + r,j(7 + iX

et qui constitue un seuil de période. Tant que la période des impulsions E est supérieure à ce seuil de la base fixe, le bloc 78 pilote un relais 80, de manière à maintenir les contacts 82 du relais 80 en position haute. Le seuil de période du bloc 78 est contrôlé par un sélecteur de période de sécurité 84 associé à un temporisateur à la chute 86 de sécurité. Le circuit de comparaison final est avantageusement étudié pour que tout défaut conduise à une chute du relais 80 et, de ce fait, à un freinage d'urgence et à une situation non dangereuse. Le circuit peut bien entendu être doublé de la manière décrite ci-dessus.

Il est inutile de décrire les éléments constitutifs des différents circuits, qui sont bien connus en soi, et le fonctionnement du dispositif d'anticollision, qui ressort de l'exposé précédent. Il est à noter que le dispositif selon l'invention effectue une surveillance permanente et intervient dès qu'une situation critique apparaît pour déclencher le freinage d'urgence du véhicule amont par tout moyen opérant, notamment par des freins, embarqués ou non. Le dispositif d'anticollision peut être inséré dans un ensemble de sécurité traditionnel comprenant des cantons fixes imbriqués, et tenir compte de facteurs additionnels. L'invention est utilisable avec des installations présentant des tronçons qui se chevauchent, ou des tronçons ne se raccordant pas à un point d'arrêt des véhicules.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

R

4 feuilles dessins

Claims (10)

1. 631119

   2

   REVENDICATIONS

   1. Dispositif d'anticollision d'une installation de transport à véhicules passifs circulant sur une voie équipée de moyens de propulsion des véhicules à partir de la voie, cette dernière étant subdivisée en tronçons, chacun équipé d'un moyen individuel de propulsion pilotant le déplacement d'un véhicule engagé sur le tronçon, un tronçon amont étant suivi par un tronçon aval, définis par rapport au sens de circulation des véhicules, caractérisé par le fait qu'il comprend:

   — pour chaque tronçon amont, des premiers moyens de mesure et d'élaboration de signaux continus représentatifs de la position et de la vitesse du véhicule engagé sur le tronçon;

   — pour chaque tronçon aval, des seconds moyens de mesure et d'élaboration d'un signal continu représentatif de la position du véhicule engagé sur le tronçon;

   — un bloc de traitement et de commande recevant les signaux émis par les premiers moyens et par les seconds moyens et doté d'un moyen d'affichage de la capacité de décélération en urgence d'un véhicule, le bloc de traitement et de commande étant agencé pour émettre un signal de commande du freinage d'urgence du véhicule se trouvant sur un tronçon amont en cas de risque de collision avec le véhicule se trouvant sur un tronçon aval.
2. 2. Dispositif d'anticollision selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits moyens de mesure sont associés au moyen de propulsion pour déduire du mouvement de ce dernier une information continue représentative du déplacement du véhicule sur le tronçon.
3. 3. Dispositif d'anticollision selon l'une des revendications 1 ou 2, d'une installation ayant des stations d'arrêt ou de circulation à vitesse réduite des véhicules, chacune précédée d'une zone de décélération formée par un tronçon amont de la voie et suivie d'une zone d'accélération des véhicules formée par un tronçon aval de la voie, les moyens de propulsion desdites zones étant agencés pour respectivement décélérer et accélérer les véhicules, caractérisé par le fait que les premiers moyens de mesure et d'élaboration de la zone de décélération comprennent un capteur associé au moyen de propulsion et fournissant un signal représentatif du déplacement du véhicule engagé dans la zone de décélération, et des circuits de traitement de ce signal élaborant un signal de position et un signal de vitesse dudit véhicule, et par le fait que les deuxièmes moyens de mesure et d'élaboration de la zone d'accélération comprennent un capteur de déplacement associé au moyen de propulsion et un circuit de traitement élaborant un signal représentatif de la position du véhicule engagé dans la zone d'accélération, lesdits signaux étant appliqués au bloc de traitement et de commande.
4. 4. Dispositif d'anticollision selon la revendication 3, caractérisé par le fait que lesdits signaux de vitesse et de position du véhicule dans la zone de décélération sont dérivés du mouvement du moyen de propulsion comprenant un câble de décélération entraîné à vitesse variable.
5. 5. Dispositif d'anticollision selon la revendication 4, caractérisé par le fait que ledit signal de position du véhicule dans la zone d'accélération est déduit du mouvement du moyen de propulsion comprenant un câble d'accélération, entraîné à vitesse variable.
6. 6. Dispositif d'anticollision selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ledit bloc de traitement et de commande est agencé pour émettre un signal de commande du freinage d'urgence dès que l'inéquation:

   1 yj 0z YJ

   — x2V22 + (1 + — )0xv2 + Yi — (— + 1) + x2-Xl + L>0, 2r r 2 r n'est plus respectée, dans laquelle V2 et x2 désignent respectivement la vitesse et la position du véhicule amont, x: la position du véhicule aval, L la longueur d'un véhicule, yi, >^, 6 et r des paramètres correspondant respectivement à une accélération du véhicule amont, à un coefficient de survitesse maximale, au temps de réponse des freins et à la capacité de décélération d'un véhicule.
7. 7. Dispositif d'anticollision selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les premiers moyens de mesure et d'élaboration comprennent un capteur de déplacement à impulsions associé au moyen de propulsion d'un tronçon pour émettre une information digitale de la longueur de déplacement, et une chaîne recevant ladite information digitale et élaborant un signal analogique représentatif de la vitesse du véhicule.
8. 8. Dispositif d'anticollision selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les moyens de mesure et d'élaboration comprennent un capteur de déplacement, associé au moyen de propulsion d'un tronçon et émettant des impulsions, et une chaîne à compteur doté d'une horloge, recevant lesdites impulsions et élaborant un signal analogique représentatif de la position du véhicule.
9. 9. Dispositif d'anticollision selon l'une des revendications 6, 7 ou 8, caractérisé par le fait que les signaux représentatifs des positions des véhicules amont et aval et de la vitesse du véhicule amont sont appliqués au bloc de traitement et de commande comprenant des amplificateurs à gain ajustable dont les signaux de sortie sont sommés.
10. 10. Dispositif d'anticollision selon l'une des revendications 6,7,8 ou 9, caractérisé par le fait que lesdits capteurs, chaînes et/ou circuits du bloc de traitement sont doublés, des comparateurs de sécurité vérifiant l'identité de signaux conjugués pour émettre un signal de défaut en cas de discordance.