CH635283A5

CH635283A5 - SIGNALING DEVICE FOR VEHICLES PASSING THROUGH FIXED POINTS.

Info

Publication number: CH635283A5
Application number: CH685379A
Authority: CH
Inventors: Robert Le Bail
Original assignee: Silec Liaisons Elec; Regie Autonome Transports
Priority date: 1978-07-27
Filing date: 1979-07-24
Publication date: 1983-03-31
Also published as: BR7904808A; MX145285A; GB2027244B; FR2434069B1; GB2027244A; FR2434069A1

Description

La présente invention concerne un dispositif de signalisation pour véhicules passant par des points fixés. The present invention relates to a signaling device for vehicles passing through fixed points.

On connaît, dans l'art intérieur, divers types de ^alises de signalisation dans lesquelles un aimant continu disposé entre les rails d'une voie ferrée agit sur un capteur d'un véhicule se déplaçant sur cette voie. Un tel dispositif est par exemple décrit dans le brevet d'invention français de la titulaire N° 1122154. Various types of signaling tracks are known in the interior art in which a continuous magnet disposed between the rails of a railway track acts on a sensor of a vehicle moving on this track. Such a device is for example described in the French patent of invention of the holder N ° 1122154.

De tels dispositifs se sont révélés très satisfaisants dans la pratique, mais deviennent insuffisants à une époque où l'automatisation des véhicules ferroviaires tend à croître. En effet, la quantité d'information que l'on peut transmettre aux véhicules ferroviaires par de telles balises à aimants continus est relativement limitée et ne peut guère servir qu'à fournir des signaux d'alarme. Actuellement, on souhaite transmettre par des balises à un véhicule ferroviaire des signaux plus nombreux pour permettre la régulation du trafic ferroviaire. On a donc envisagé de prévoir un ensemble de spires émettrices disposées au voisinage de la voie ferrée et un ensemble de spires réceptrices correspondantes sur le véhicule roulant. Un tel dispositif pris isolément se révèle peu satisfaisant, car de très nombreux parasites existent dans un environnement de voie ferrée, ces parasites étant notamment dus à l'effet des courants de traction. Such devices have proved to be very satisfactory in practice, but become insufficient at a time when the automation of railway vehicles is tending to increase. In fact, the amount of information that can be transmitted to rail vehicles by such continuous magnet beacons is relatively limited and can hardly be used other than to provide alarm signals. Currently, it is desired to transmit by beacons to a rail vehicle more signals to allow the regulation of rail traffic. It has therefore been envisaged to provide a set of emitting turns arranged in the vicinity of the railway track and a set of corresponding receiving turns on the rolling vehicle. Such a device taken in isolation turns out to be unsatisfactory, since very many parasites exist in a railway environment, these parasites being in particular due to the effect of the traction currents.

On a également envisagé d'associer à des systèmes à bobines émettrices des balises à aimants continus ou permanents, ces dernières fournissant une fenêtre, pendant laquelle la bobine réceptrice est validée pour recevoir des signaux éventuels en provenance de la bobine émettrice. It has also been envisaged to associate with transmitter coil systems beacons with continuous or permanent magnets, the latter providing a window, during which the receiver coil is enabled to receive possible signals from the transmitter coil.

La présente invention vise à fournir un dispositif passant par des points fixés, en particulier pour véhicules de signalisation pour véhicules ferroviaires, permettant de transmettre des signaux dans une gamme de fréquences relativement étendue, fiable, à faible coût de revient et permettant la transmission d'un nombre accru d'informations. The present invention aims to provide a device passing through fixed points, in particular for signaling vehicles for railway vehicles, making it possible to transmit signals in a relatively wide frequency range, reliable, at low cost and allowing the transmission of more information.

Pour atteindre ce but, le dispositif de signalisation pour véhicules passant par des points fixés, objet de la présente invention, présente les caractéristiques spécifiées dans la revendication 1. To achieve this object, the signaling device for vehicles passing through fixed points, object of the present invention, has the characteristics specified in claim 1.

D'autres particularités et avantages de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers, faite en relation avec les dessins joints parmi lesquels: Other particularities and advantages of the present invention will be explained in detail in the following description of particular embodiments, given in relation to the accompanying drawings among which:

la fig. 1 représente un dispositif de signalisation à balise émettant un flux magnétique continu; fig. 1 represents a beacon signaling device emitting a continuous magnetic flux;

la fig. 2 illustre un exemple de circuit de détection du flux magnétique continu; fig. 2 illustrates an example of a circuit for detecting continuous magnetic flux;

la fig. 3 représente l'émetteur du dispositif selon l'invention, produisant un flux magnétique continu et un flux magnétique variable, et la fig. 4 représente des caractéristiques du champ reçu par le cadre récepteur. fig. 3 shows the transmitter of the device according to the invention, producing a continuous magnetic flux and a variable magnetic flux, and FIG. 4 represents characteristics of the field received by the receiving frame.

La fig. 1 illustre une balise émettrice 1 fixée entre les rails d'une voie ferrée transversalement à celle-ci et un récepteur 2 fixé de façon correspondante sous un véhicule ferroviaire et destiné à coopérer avec la balise émettrice 1 quand il passe au-dessus de celle-ci. La balise comprend un aimant continu 3, par exemple un aimant permanent ou un électro-aimant alimenté en courant continu, et des pièces polaires 4,4' dirigées vers le haut (vers le récepteur). Fig. 1 illustrates a transmitting beacon 1 fixed between the rails of a railroad track transversely thereto and a receiver 2 fixed in a corresponding manner under a railway vehicle and intended to cooperate with the transmitting beacon 1 when it passes over the latter this. The beacon comprises a continuous magnet 3, for example a permanent magnet or an electromagnet supplied with direct current, and pole pieces 4,4 'directed upwards (towards the receiver).

Le récepteur comprend un circuit magnétique muni de pièces magnétiques 5 à 8 essentiellement telles que représentées dans la figure, de sorte que le flux de l'aimant 3 tend à se refermer entre les pièces polaires 4 et 4' par l'intermédaire du circuit comprenant les éléments 5 à 8 quand le récepteur se trouve au-dessus de la balise. Entre les pièces 6 et 7 se trouve un élément sensible à un champ magnétique, par exemple une bobine à noyau saturable ou un dispositif à effet Hall. Dans ce dernier cas, il est prévu deux aimants 10 pour saturer au repos la bobine à noyau saturable 9. C'est seulement quand le récepteur se trouve au-dessus de la balise que le flux magnétique dû à l'aimant 3 vient désaturer le noyau de la bobine 9. Les caractéristiques de celles-ci sont, en conséquence, modifiées. The receiver comprises a magnetic circuit provided with magnetic pieces 5 to 8 essentially as shown in the figure, so that the flux of the magnet 3 tends to close between the pole pieces 4 and 4 'through the circuit comprising elements 5 to 8 when the receiver is above the beacon. Between parts 6 and 7 is an element sensitive to a magnetic field, for example a coil with saturable core or a Hall effect device. In the latter case, two magnets 10 are provided to saturate the coil with saturable core 9 at rest. It is only when the receiver is above the beacon that the magnetic flux due to the magnet 3 desaturates the core of the coil 9. The characteristics thereof are consequently modified.

Dans le cas ou l'élément sensible à un champ magnétique 9 est une bobine à noyau saturable, celle-ci peut être incluse dans le circuit d'un oscillateur 11 couplé à un circuit détecteur 12 tel que représenté en fig. 2. L'oscillateur 11 comprend divers éléments tels que représentés dans la fig. 2 et bien connus de l'homme de l'art. Quand la bobine 9 est saturée, elle présente une très faible inductance et ne gêne pas le fonctionnement de l'oscillateur. Par contre, dès que la bobine 9 est désaturée, l'oscillateur cesse d'osciller. L'oscillation ou la non-oscillation de l'oscillateur 11 est détectée par un circuit détecteur 12 (tel que représenté dans la fig. 2) qui ne sera pas non plus décrit en détail, étant donné qu'il est bien donnu de l'homme de l'art. Ce circuit 12 fournira à sa sortie 13 un signal à haut ou à bas niveau selon In the case where the element sensitive to a magnetic field 9 is a coil with a saturable core, this can be included in the circuit of an oscillator 11 coupled to a detector circuit 12 as shown in FIG. 2. The oscillator 11 includes various elements as shown in FIG. 2 and well known to those skilled in the art. When the coil 9 is saturated, it has a very low inductance and does not interfere with the operation of the oscillator. By cons, as soon as the coil 9 is desaturated, the oscillator stops oscillating. The oscillation or non-oscillation of the oscillator 11 is detected by a detector circuit 12 (as shown in fig. 2) which will not be described in detail either, since it is well given by the skilled in the art. This circuit 12 will provide at its output 13 a high or low level signal according to

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30 30

35 35

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que l'oscillateur 11 oscille ou non. On notera que le montage de la fig. 2 constitue un circuit de sécurité. En effet, l'oscillateur oscille normalement en permanence, sauf lors du passage au-dessus d'une balise. S'il se produit un défaut dans les circuits d'oscillateur, par exemple la rupture d'une connexion, l'oscillateur cessera d'osciller et un signal d'alarme sra produit, comme dans le cas du passage sur une balise. whether or not oscillator 11 oscillates. It will be noted that the assembly of FIG. 2 constitutes a safety circuit. Indeed, the oscillator normally oscillates permanently, except when passing over a beacon. If a fault occurs in the oscillator circuits, for example the break of a connection, the oscillator will stop oscillating and an alarm signal will be produced, as in the case of passing over a beacon.

La figure 3 A illustre de façon très schématique en vue de dessus un mode de réalisation de l'émetteur du dispositif selon la présente invention. Cet émetteur comprend, d'une part, une balise à aimant continu 1 telle qu'illustrée à la fig. 1, et un cadre 20, par exemple rectangulaire, disposé au-dessus de l'aimant, celui-ci s'étendant suivant sensiblement la médiane du cadre. Ce cadre 20 comprend des bornes d'entrée 21 et 22. Il comprend généralement plusieurs trous de fils (par exemple 10). Le récepteur comprend, d'une part, un élément récepteur de champ continu tel que celui illustré en fig. 1 et, d'autre part, un cadre agencé pour venir en regard du cadre 20 lorsque le circuit détecteur 12 est amené au-dessus de la balise à aimant continu 1. Ainsi, quand le récepteur se trouve au-dessus de la balise, des signaux d'information pourront être transmis depuis le cadre émetteur jusqu'au cadre récepteur. Figure 3A very schematically illustrates a top view of an embodiment of the transmitter of the device according to the present invention. This transmitter comprises, on the one hand, a continuous magnet tag 1 as illustrated in FIG. 1, and a frame 20, for example rectangular, disposed above the magnet, the latter extending substantially along the median of the frame. This frame 20 comprises input terminals 21 and 22. It generally includes several holes for wires (for example 10). The receiver comprises, on the one hand, a DC receiving element such as that illustrated in FIG. 1 and, on the other hand, a frame arranged to come opposite the frame 20 when the detector circuit 12 is brought above the continuous magnet beacon 1. Thus, when the receiver is located above the beacon, information signals can be transmitted from the sending frame to the receiving frame.

On notera que, alors que le champ magnétique continu suit un trajet allant de la pièce polaire 4 à la pièce polaire 5 par l'intermédiaire d'un entrefer, et en retour de la pièce polaire 8 à la pièce polaire 4' par l'intermédaire d'entrefers (voir fig. 1), le trajet du flux magnétique entre les cadres est différent et est orthogonal à la voie. Cela permet de limiter la dispersion latérale du champ magnétique produit par le cadre, et de limiter les interférences et les diaphonies éventuelles entre les balises adjacentes et les récepteurs correspondants. D'autre part, dans le cas où l'aimant 3 est un électro-aimant comportant, comme cela est classique, des ailettes de refroidissement et des enroulements métalliques refroidis par convection naturelle, les pertes sont réduites par rapport au cas d'une bobine d'émission concentrique à l'aimant 3 et d'une bobine de réception concentrique à l'une des pièces 6 ou 7 du récepteur. L'influence des parasites est également faible dans la direction verticale par rapport à la direction transversale. It will be noted that, while the continuous magnetic field follows a path going from the pole piece 4 to the pole piece 5 via an air gap, and in return from the pole piece 8 to the pole piece 4 'through the Intermediate air gap (see Fig. 1), the path of the magnetic flux between the frames is different and is orthogonal to the track. This makes it possible to limit the lateral dispersion of the magnetic field produced by the frame, and to limit possible interference and crosstalk between the adjacent beacons and the corresponding receivers. On the other hand, in the case where the magnet 3 is an electromagnet comprising, as is conventional, cooling fins and metal coils cooled by natural convection, the losses are reduced compared to the case of a coil transmitting concentric to the magnet 3 and a receiving coil concentric to one of the parts 6 or 7 of the receiver. The influence of parasites is also weak in the vertical direction compared to the transverse direction.

Le dispositif de signalisation selon la présente invention sera utilisé de telle sorte que le signal fourni par le champ continu, par exemple le signal en créneau disponible à la borne 13 illustrée en fig. 2, servira à fournir une fenêtre de validation à l'intérieur de laquelle seulement les signaux, en provenance du cadre émetteur, reçus sur le cadre récepteur seront pris en compte. The signaling device according to the present invention will be used so that the signal provided by the continuous field, for example the square-wave signal available at terminal 13 illustrated in FIG. 2, will be used to provide a validation window within which only the signals, coming from the sending frame, received on the receiving frame will be taken into account.

La fig. 4 illustre l'amplitude moyenne reçue au niveau du cadre récepteur quand le cadre émetteur est alimenté par un champ alternatif d'amplitude constante, en fonction de la position relative des deux cadres (déplacement en ordonnées). A titre d'exemple, dans la fig. 4, le créneau A, défini par la balise à aimant, indique la plage dans laquelle le cadre récepteur est susceptible d'être validé par suite de l'action de l'aimant continu. La courbe B illustre l'amplitude des signaux reçus pour une émission d'amplitude constante dans le cas où le cadre est plan. On notera que la courbe B comprend un pic central relativement large et des lobes latéraux d'amplitude non négligeable. Ainsi, si le seuil de détection est fixé relativement bas, comme cela est représenté par exemple par la ligne en pointillés Vs (tension de seuil), pour élargir la plage de réception, des signaux peuvent être captés au niveau du lobe latéral gauche, puis aucun signal n'est capté, puis une plage de signal relativement longue est captée au niveau du pic central, et enfin une courte plage de signaux est captée au niveau du second lobe latéral. Ce phénomène constitue un inconvénient important du fait que la présence de signaux dans le lobe latéral suivie d'une absence de signaux peut être interprétée de façon erronée par le circuit de détection. Cela est d'autant plus gênant dans le cas des dispositifs fonctionnant en sécurité dans lesquels une absence de signaux correspond à une alarme. Fig. 4 illustrates the average amplitude received at the receiving frame when the sending frame is supplied by an alternating field of constant amplitude, as a function of the relative position of the two frames (displacement on the ordinate). As an example, in fig. 4, the slot A, defined by the magnet tag, indicates the range in which the receiving frame is likely to be validated as a result of the action of the continuous magnet. Curve B illustrates the amplitude of the signals received for a transmission of constant amplitude in the case where the frame is plane. It will be noted that the curve B comprises a relatively wide central peak and side lobes of non-negligible amplitude. Thus, if the detection threshold is set relatively low, as represented for example by the dotted line Vs (threshold voltage), to widen the reception range, signals can be picked up at the left lateral lobe, then no signal is picked up, then a relatively long signal range is picked up at the central peak, and finally a short range of signals is picked up at the second side lobe. This phenomenon constitutes an important drawback of the fact that the presence of signals in the lateral lobe followed by an absence of signals can be misinterpreted by the detection circuit. This is all the more troublesome in the case of devices operating in safety in which an absence of signals corresponds to an alarm.

Pour éviter cet inconvénient, il est prévu, comme cela est représenté dans la vue schématique latérale de la flg. 3B, de replier vers le bas, dans ses portions extrêmes 23, les bords du cadre 20. On obtient ainsi une courbe de réponse telle que celle représentée par la courbe en pointillés C en fig. 4, dans laquelle le pic central est légèrement et favorablement élargi et dans laquelle les lobes latéraux sont supprimés. Cela permet, d'une part, d'éviter les divers inconvénients exposés précédemment des lobes latéraux et, d'autre part, de disposer successivement et de façon très proche plusieurs balises dans le sens du déplacement du véhicule ferroviaire. Il convient d'insister sur l'influence néfaste des lobes latéraux, en soulignant notamment que la courbe B de la fig. 4 a été relevée pour un capteur et un émetteur en translation relative à écart constant; mais, lors du passage d'un train, en raison des mouvements de la suspension, il peut arriver que le capteur se trouve plus près de l'émetteur au moment du passage sur un lobe latéral qu'au moment du passage sur le pic central. L'influence du lobe latéral est alors considérablement amplifiée. To avoid this drawback, provision is made, as shown in the side diagrammatic view of FIG. 3B, to fold down, in its end portions 23, the edges of the frame 20. This gives a response curve such as that shown by the dotted curve C in FIG. 4, in which the central peak is slightly and favorably enlarged and in which the lateral lobes are removed. This allows, on the one hand, to avoid the various drawbacks described above of the side lobes and, on the other hand, to have successively and very closely several beacons in the direction of movement of the rail vehicle. The harmful influence of the lateral lobes should be emphasized, in particular by emphasizing that curve B in fig. 4 has been identified for a sensor and a transmitter in relative translation with constant deviation; but, during the passage of a train, due to the movements of the suspension, it may happen that the sensor is closer to the transmitter when passing over a lateral lobe than when passing over the central peak . The influence of the lateral lobe is then considerably amplified.

Un avantage du dispositif selon la présente invention réside dans le fait que l'on peut utiliser une bande passante relativement importante en raison du faible nombre de spires utiles (dans la pratique environ 40 spires pour le cadre récepteur pour un intervalle de l'ordre de 8 cm entre l'émetteur et le récepteur). La bande passante est alors très large, pouvant aller jusqu'à 1 MHz, et une puissance d'émission de l'ordre de 4 à 5 W est suffisante pour fournir des signaux reçus de quelques centaines de millivolts. On peut ainsi utiliser le dispositif selon la présente invention pour transmettre une pluralité de signaux à modulation de fréquence ou sous forme numérique permettant ainsi, outre la détection d'absence de signal dans le créneau défini par l'aimant permanent, la transmission, par exemple au moyen de porteuses différentes, d'au moins deux signaux additionnels indicatifs, par exemple, de conditions du trafic. An advantage of the device according to the present invention lies in the fact that a relatively large bandwidth can be used due to the small number of useful turns (in practice about 40 turns for the receiving frame for an interval of the order of 8 cm between the transmitter and the receiver). The bandwidth is then very wide, being able to go up to 1 MHz, and a transmission power of the order of 4 to 5 W is sufficient to supply signals received of a few hundred millivolts. It is thus possible to use the device according to the present invention for transmitting a plurality of frequency modulated signals or in digital form thus allowing, in addition to the detection of the absence of signal in the slot defined by the permanent magnet, the transmission, for example by means of different carriers, at least two additional signals indicative, for example, of traffic conditions.

Dans un mode de réalisation pratique, l'ensemble du cadre et l'aimant de la balise émettrice, dans sa configuration représentée sur les fig. 3A, 3B est encapsulé dans une résine synthétique. Toutefois, il est également possible de disposer, dans des positions relatives différentes, la balise à aimant permanent 1 et le cadre émetteur 20, par exemple en les décalant longitudinalement et/ou latéralement. Dans ce cas, pour respecter les coïncidences des cadres émetteur et récepteur, In a practical embodiment, the entire frame and the magnet of the transmitting beacon, in its configuration shown in FIGS. 3A, 3B is encapsulated in a synthetic resin. However, it is also possible to have, in different relative positions, the permanent magnet tag 1 and the emitter frame 20, for example by shifting them longitudinally and / or laterally. In this case, to respect the coincidences of the transmitter and receiver frames,

d'une part, et de la balise à aimant et du dispositif détecteur afférent, d'autre part, de façon que, lors du déplacement du véhicule, la paire balise à aimant-dispositif détecteur fournisse un créneau de validation A sensiblement centré sur la courbe de transmission B des cadres émetteur-récepteur, le dispositif récepteur et le cadre récepteur seront décalés de façon correspondante sur le véhicule. on the one hand, and the magnet beacon and the related detector device, on the other hand, so that, when the vehicle is moving, the magnet beacon-detector device pair provides a validation slot A substantially centered on the transmission curve B of the transmitter-receiver frames, the receiver device and the receiver frame will be offset correspondingly on the vehicle.

La présente invention n'est pas limitée aux exemples de la réalisation qui viennent d'être décrits; elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. Notamment les positions relatives de l'émetteur et du récepteur peuvent être inversées, c'est-à-dire que l'émetteur peut être disposé sur le véhicule mobile et le récepteur au sol. The present invention is not limited to the examples of the embodiment which have just been described; on the contrary, it is susceptible of variants and modifications which will appear to those skilled in the art. In particular, the relative positions of the transmitter and the receiver can be reversed, that is to say that the transmitter can be placed on the mobile vehicle and the receiver on the ground.

Bien que, dans la présente description, on ait décrit, à titre d'exemple, l'application du dispositif dans le cas d'un véhicule ferroviaire, l'invention ne se limite pas à l'application à un véhicule guidé par un ou plusieurs rails, mais concerne tout véhicule passant par des points fixés. Le dispositif selon l'invention peut également être disposé pour maintenir un véhicule non guidé matériellement sur une trajectoire donnée. Although, in the present description, the application of the device has been described, by way of example, in the case of a railway vehicle, the invention is not limited to application to a vehicle guided by one or more several rails, but concerns any vehicle passing through fixed points. The device according to the invention can also be arranged to maintain a vehicle not physically guided on a given trajectory.

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R R

3 feuilles dessins 3 sheets of drawings

Claims

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1. Signaling device for vehicles passing through fixed points, this device consisting of a transmitter comprising a magnet for producing a continuous magnetic flux transverse to the direction followed by the vehicle and a means for producing variable magnetic flux, and a receiver provided with means for receiving the continuous flux and with means for receiving the variable flux, characterized in that the means for producing variable magnetic flux is a frame intended to be placed in a plane parallel to the plane of the variable flux receiving means and emitting a magnetic flux orthogonal to this plane, along a path distinct from that of the continuous magnetic flux.

2. Use of the device according to claim 1, for transmitting signals to a railway vehicle from the track, in which the transmitter is arranged at the track, the continuous magnetic flux produced by the magnet being transverse to the direction of the track, and the receiver is arranged at the level of the railway vehicle, characterized in that the frame constituting the means for producing variable magnetic flux is arranged in a plane parallel to that of the track and emits a magnetic flux orthogonal to the plane of the way.

2

3. Device according to claim 1, characterized in that the variable flow receiving means consists of a receiving frame, the magnet, the sending frame as well as the continuous flow receiving means and the receiving frame being arranged for that the magnet and the means for receiving continuous flux on the one hand, and the transmitter and receiver frames, on the other hand, come to look at each other.

4. Device according to one of claims 1 or 3, characterized in that the emitter frame has opposite longitudinal ends folded down.

5. Device according to one of claims 1, 3 or 4, characterized in that the emitter frame is arranged above the magnet.

6. Device according to one of claims 1, 3,4 or 5, characterized in that the magnet is a permanent magnet.

7. Device according to one of claims 1, 3,4 or 5, characterized in that the magnet is an electromagnet.

8. Device according to one of claims 1, 3,4, 6 or 7, characterized in that the variable flow receiving means comprises a frame similar to the transmitter frame.

9. Device according to one of claims 1, 3,4, 5, 6, 7 or 8, characterized in that the means for receiving continuous magnetic flux comprises means sensitive to a magnetic field such as a saturable coil or a Hall effect device.

10. Device according to one of claims 1, 3, 4, 5, 6, 7, 8 or 9, characterized in that it is engaged so that the variable magnetic flux is detected only during the detection of the continuous magnetic flux .

11. Device according to one of claims 1, 3 or 4, characterized in that it is arranged so that the transmitter frame transmits digital signals.

12. Device according to one of claims 1, 3 or 4, characterized in that it is arranged so that the transmitter frame transmits frequency modulated signals.