EP2406116B1 - Méthode et dispositif de contrôle de présence de rail - Google Patents
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- EP2406116B1 EP2406116B1 EP09779229.5A EP09779229A EP2406116B1 EP 2406116 B1 EP2406116 B1 EP 2406116B1 EP 09779229 A EP09779229 A EP 09779229A EP 2406116 B1 EP2406116 B1 EP 2406116B1
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- B61L23/04—Control, warning or like safety means along the route or between vehicles or trains for monitoring the mechanical state of the route
Definitions
- the present invention relates to a method and a device for monitoring in real time the correct braking of a wheel on its rail, according to the preambles of claims 1 and 6.
- the invention relates to the detection and control of the presence of a rail for guiding guided vehicles.
- guided vehicles refers in particular to means of public transport such as buses, trolleybuses, trams, subways, trains or train units, etc., for which the safety aspect is very important and for which the guidance is provided by at least one rail.
- said rail serves as a guide for said wheel during its displacement by rotation along said rail, said wheel being, for example, a roller.
- the document FR 2909061 A1 (or WO2008074942 A1 ) has a device for detecting the risk of derailment and the evacuation of debris or objects on the rail guideway of a vehicle.
- the detection of the derailment is based on the loss of an electrical contact between a pad and the rail, said loss of contact then triggering an emergency braking.
- Said pad is only adapted for a geometric rail shape to ensure the best possible electrical contact with the latter.
- said skate is subjected to a constraining external environment which can, on certain occasions, hinder the reliability of the detection, in particular during losses of the electrical contact in spite of a correct braking.
- the present invention does not relate to a detection model adapted to a single geometrical shape of a rail, and makes it possible to overcome the defects related to the detection by electrical contact, in particular the problems related to the electrical contact itself, while at the same time obtaining 'other advantages.
- DE 199 19 604 A1 describes a device for measuring the distance separating a rail from a detector, for which measurements are repeated in order to differentiate rail discontinuity and derailment. Nevertheless, the described device is complex and requires a calibration.
- An object of the present invention is to provide a method and a simple device, safe and reliable, securing guidance of guided vehicles, ideally, easily adaptable to any type of vehicle guided by rail, regardless of the geometry of the rail.
- Another object of the invention is to develop a solution for detecting and controlling the presence of a rail that is effective in a constraining external environment.
- upstream and downstream respectively refer to the direction from which a displacement comes and to the direction in which a displacement in a reference linked to the rail is going.
- a downstream position of a detector means that said detector precedes said wheel during its movement, and an upstream position means that said detector follows said wheel, ie is located after said wheel relative to its displacement.
- the control method according to the invention is characterized by a realization in real time free of contact with said rail of said detection, whether it is said first or second detection.
- control method according to the invention is characterized in particular by mounting the first detector on a first support downstream of the wheel and the second detector on a second support upstream of said wheel, said supports being fixed for example an arm carrying said wheel, or in particular, a roller holder arm.
- a detection system comprising at least two metal proximity detectors (41, 42) connected to at least one control member (5) to which they transmit signals (S A , S B ) relating to the presence of said rail can be put in place.
- said two detectors are identical and have the same rail detection characteristics.
- a single control member (5) is able to monitor the braking of several wheels, in particular wheels located at the ends of said guided vehicle, to ensure at least a correct braking of the ends of a guided vehicle.
- the detectors associated with several wheels each transmit, to the same control member, a signal relating to the presence of said rail.
- the control member is then able to process information relating to the presence of said rail, said information being conveyed from said signals transmitted by each of said detectors.
- the detectors (41, 42) can advantageously be fixed on an axle box or on an equivalent member secured to an outer cage of the wheel bearings, such as for example a roller arm (2), as close as possible to the contact zone between the wheel and the rail, so that at least a portion of said rail is included in a cone (411, 421) for detecting said detector (41, 42).
- Said detection cone corresponds to a zone of the space for which the detector is able to detect the presence of the rail.
- the detectors connected in parallel give a binary information with dry contact, as for example, closed when the rail is present opposite the detector and open when the rail is absent facing the detector.
- the "rest" contact of each detector not used for the detection of rail presence, can be used to detect dormant faults of the detector, without waiting for the failure to be revealed by an alarm.
- “rest” contact reference is made to the state of contact of an electromechanical device when it is not powered, this state being able to be either open or closed depending on the case.
- learning detectors such as for example a metal environmental memory detector, can be used, in the case where the permanent proximity with other metal parts, such as for example a wheel chuck, would interfere with the detection.
- control member is adapted to be wired in series with an obstacle detection device, generally present at the ends of a guided vehicle, in order to combine said presence control device. rail to said obstacle detection device.
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Description
- La présente invention concerne une méthode et un dispositif pour surveiller en temps réel l'enraillement correct d'une roue sur son rail, selon les préambules des revendications 1 et 6.
- En particulier, l'invention se rapporte à la détection et au contrôle de la présence d'un rail servant au guidage de véhicules guidés.
- Les termes « véhicules guidés » font en particulier référence aux moyens de transports en commun tels que des bus, trolleybus, tramways, métros, trains ou unités de train, etc., pour lesquels l'aspect sécuritaire est très important et pour lesquels le guidage est assuré par au moins un rail. Bien que ces systèmes aient fonctionnés jusqu'ici sans détection d'enraillement ou de déraillement, les règlements de sécurités récents et à venir exigent un dispositif additionnel de sécurité lié à l'enraillement. En particulier, ledit rail sert de guide à ladite roue lors de son déplacement par rotation le long dudit rail, ladite roue pouvant être, par exemple, un galet.
- Le document
FR 2909061 A1 WO2008074942 A1 ) présente un dispositif de détection du risque de déraillement et d'évacuation de débris ou d'objets sur la voie de guidage par rail d'un véhicule. La détection du déraillement est basée sur la perte d'un contact électrique entre un patin et le rail, ladite perte de contact déclenchant alors un freinage d'urgence. Ledit patin est uniquement adapté pour une forme géométrique de rail afin de garantir le meilleur contact électrique possible avec ce dernier. D'autre part, ledit patin est soumis à un environnement extérieur contraignant qui peut, à certaines occasions, nuire à la fiabilité de la détection, notamment lors de pertes du contact électrique malgré un enraillement correct. Toutefois, la présente invention ne concerne pas un modèle de détection adapté à une unique forme géométrique de rail, et permet de surmonter les défauts liés à la détection par contact électrique, notamment les problèmes liés au contact électrique lui-même, tout en obtenant d'autres avantages.DE 199 19 604 A1 décrit un dispositif de mesure de la distance séparant un rail d'un détecteur, pour lequel des mesures sont répétées afin de différentier discontinuité de rail et déraillement. Néanmoins, le dispositif décrit est complexe est nécessite une calibration. - Un but de la présente invention est de proposer une méthode et un dispositif simple, sûr et fiable, de sécurisation du guidage de véhicules guidés, idéalement, facilement adaptable à tout type de véhicule guidé par rail, indépendamment de la géométrie du rail.
- Un autre but de l'invention est de développer une solution à la détection et au contrôle de la présence d'un rail qui soit efficace en environnement extérieur contraignant.
- Par environnement extérieur contraignant, il est fait référence à l'empoussièrement, à l'encrassement, aux vibrations et aux variations climatiques, tel que par exemple les variations de températures (-33°C à 50°C) ou d'humidité, la formation de glace, etc. Ladite méthode et ledit dispositif seront alors qualifiés de sûr s'ils permettent de détecter avec certitude un déraillement ou un mauvais enraillement, et de fiable s'ils permettent d'éviter des fausses détections, i.e. une détection d'un déraillement, alors que l'enraillement est correct.
- Dans ce but, un dispositif et une méthode sont proposés par le contenu des revendications 1 et 6.
- Afin d'éviter toute ambiguïté, par définition, "amont" et "aval" font respectivement référence à la direction d'où vient un déplacement et à la direction où va un déplacement dans un référentiel lié au rail. Une position avale d'un détecteur signifie que ledit détecteur précède ladite roue lors de son déplacement, et une position amont signifie que ledit détecteur suit ladite roue, i.e. se situe après ladite roue par rapport à son déplacement. Ainsi, un détecteur amont et un détecteur aval encadrent de part et d'autre une roue, suivant un axe longitudinal du rail.
De plus, la méthode de contrôle selon l'invention est caractérisée par une réalisation en temps réel libre de contact avec ledit rail de ladite détection, que ce soit ladite première ou ladite seconde détection. En particulier, non seulement la détection, mais aussi un signalement de la présence ou absence de rail par lesdits détecteurs à l'organe de contrôle est réalisé en temps réel, de sorte que l'organe de contrôle surveille et connaisse en temps réel l'état de l'enraillement. Avantageusement, une surveillance en temps réel de l'enraillement d'une roue sur son rail améliore la sécurisation du guidage d'un véhicule guidé. - De plus, la méthode de contrôle selon l'invention est en particulier caractérisée par un montage du premier détecteur sur un premier support en aval de la roue et du second détecteur sur un second support en amont de ladite roue, lesdits supports étant fixés par exemple à un bras portant ladite roue, ou en particulier, un bras porte-galets.
- D'autre part, la méthode de contrôle selon l'invention est en particulier caractérisée par une indication ou une validation par l'organe de contrôle d'un état de rail présent, i.e. d'un état d'enraillement correct, si au moins un parmi lesdits premier et second signaux signale la présence du rail. En particulier, l'organe de contrôle contrôle l'enraillement d'au moins une roue positionnée à au moins une des extrémités du véhicule guidé. Tant qu'au moins un des signaux parmi les deux signaux provenant respectivement des deux détecteurs associés à une même roue signale la présence du rail, l'état d'enraillement est considéré comme correct par l'organe de contrôle et il est alors apte à valider l'état de rail présent. Par contre, dès que deux signaux provenant respectivement des deux détecteurs associés à une même roue indiquent une absence de rail, l'organe de contrôle est apte à signaler un déraillement. En particulier, les conséquences du signalement du déraillement par l'organe de contrôle sont par exemple un freinage d'urgence du véhicule guidé conduisant à un arrêt d'urgence dudit véhicule, l'envoi, par exemple par l'organe de contrôle, d'un signal d'alerte ou d'une alarme à un poste de commande, et une inspection sur le lieu du freinage d'urgence des causes et conséquences dudit freinage par le personnel d'exploitation.
Egalement, chacune desdites détections, i.e. la première et la seconde détection, est basée sur une utilisation d'au moins un opérateur logique lors d'un contrôle de la présence dudit rail par ledit organe de contrôle. Lesdits détecteurs, situés de part et d'autre d'une même roue, sont branchés en parallèle afin de réaliser un "OU" logique qui permet à l'organe de contrôle de considérer un état d'enraillement correct si l'un ou l'autre des détecteurs détecte une présence du rail et la signale à l'organe de contrôle. Avantageusement, le branchement en parallèle des détecteurs selon un "OU" logique permet de s'affranchir de nombreux problèmes, comme par exemple: - les lacunes de rail de toutes natures, tel les joints éclissés, les joints de dilatation, les joints isolants, les lacunes en aiguillage: dans ce cas, lorsqu'un des détecteurs signale une absence de rail, l'autre détecteur, ne se trouvant pas encore au niveau de ladite lacune, signale une présence dudit rail, ce qui permet à l'organe de contrôle de valider un enraillement correct,
- les effets de l'attitude du véhicule guidé vis-à-vis du rail tel une variation d'assiette d'un bras portant ladite roue (par exemple un bras porte-galet ou une boîte d'essieu), ainsi que les effets conjugués du profil de la voie et/ou de la dynamique du véhicule: dans ce cas, l'éloignement d'un détecteur par rapport au rail, éloignement qui pourrait potentiellement causer une alarme ou un freinage d'urgence, est compensé par un rapprochement corrélatif de l'autre détecteur, de sorte qu'il y ait toujours au moins un desdits détecteurs qui détecte une présence du rail,
- une panne d'un détecteur: en cas de panne d'un des détecteurs, l'autre détecteur est toujours apte à signaler la présence du rail, et de plus, l'organe de contrôle est apte à signaler un disfonctionnement du détecteur signalant une absence de rail continue.
- En particulier, le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce que lesdits détecteurs sont aptes à effectuer une détection en temps réel et libre de contact avec ledit rail. En particulier, les détecteurs sont non seulement aptes à détecter en temps réel la présence dudit rail, mais aussi à signaler en temps réel à l'organe de contrôle la présence ou absence dudit rail, de sorte que l'organe de contrôle est apte à surveiller et à connaître en temps réel l'état correct de l'enraillement, i.e. la présence ou absence de rail.
En outre, le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce que le dit organe de contrôle est apte à valider un état d'enraillement correct, i.e. valider un état de rail présent, en utilisant au moins une opération logique. L'organe de contrôle est apte à confirmer/valider la présence du rail en utilisant un "OU" logique, i.e. si au moins un parmi lesdits premier et second signaux détecte et signale la présence du rail. Avantageusement, un fonctionnement de la surveillance de la présence dudit rail au moyen d'un opérateur logique tel la fonction "OU" logique permet de filtrer de fausses alarmes sur un desdits détecteurs, mais aussi, améliore une tolérance de la détection à des variations d'assiette d'un bras porte-galets par rapport au rail, de sorte que lorsqu'un des capteurs s'éloigne du rail et signale une absence de rail, l'autre s'en rapproche corrélativement et signale une présence de rail. Du fait que dans ce cas, un des détecteurs signale une présence de rail, l'opération logique "OU" permet à l'organe de contrôle de conclure à la présence dudit rail, et ainsi de confirmer ou valider un état d'enraillement correct. De même, l'utilisation d'un opérateur logique tel le "OU" améliore la tolérance de la détection aux joints de rails, en particulier en matériaux isolants non métalliques. En effet, étant donné que lors du passage de la roue sur un joint non-métallique, le premier détecteur, passant au-dessus dudit joint non métallique, indiquera une absence de rail, alors que, au même instant, le second détecteur, suffisamment distant du premier détecteur pour être en regard du rail et non du joint, signalera la présence du rail. Ainsi, comme au moins le second détecteur indique une présence de rail, l'organe de contrôle conclura à un enraillement correct et n'alertera par exemple aucun poste de contrôle.
En particulier, le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce que au moins un desdits détecteurs est un détecteur de proximité, comme par exemple un détecteur de proximité métallique. En particulier, le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce que lesdits détecteurs détectent la présence du rail au moyen d'une détection de proximité capacitive ou par induction. De manière générale, la détection de proximité n'est pas limitée à une détection basée sur un effet capacitif ou inductif, mais peut aussi, par exemple, être basée sur une combinaison de ces effets. Avantageusement, une détection libre de contact avec le rail, notamment au moyen de détecteurs capacitifs ou inductifs, permet d'éviter les problèmes liés à l'empoussièrement. De plus, les détecteurs de proximités sont aptes à fonctionner dans des environnements particulièrement contraignants.
De plus, le dispositif selon l'invention est en particulier caractérisé par un premier et un second support de détecteurs fixés à un bras portant ladite roue respectivement en amont et en aval de ladite roue et auxquels sont fixés respectivement le premier et second détecteur. En particulier, ledit bras est un bras porte-galets. Avantageusement, le positionnement des détecteurs en amont et en aval de ladite roue, au-dessus ou en particulier au voisinage dudit rail, permet, lors dudit branchement en parallèle desdits détecteurs, d'améliorer la fiabilité de la détection de présence de rail.
Finalement, un exemple de réalisation et d'application est fourni à l'aide de: - Figure 1
- exemple de réalisation de dispositif de contrôle de présence de rail.
- En particulier, pour chaque roue dont on veut surveiller l'enraillement, un système de détection comprenant au moins deux détecteurs (41, 42) de proximité métallique reliés à au moins un organe de contrôle (5) auquel ils transmettent des signaux (SA, SB) relatifs à la présence dudit rail peut être mis en place. En particulier, lesdits deux détecteurs sont identiques et ont les mêmes caractéristiques de détection de rail. Avantageusement, un unique organe de contrôle (5) est apte à surveiller l'enraillement de plusieurs roues, en particulier, des roues situées aux extrémités dudit véhicule guidé, afin de garantir au moins un enraillement correct des extrémités d'un véhicule guidé. Dans ce cas, les détecteurs associés à plusieurs roues transmettent chacun, au même organe de contrôle, un signal relatif à la présence dudit rail. L'organe de contrôle est ensuite apte à traiter les informations relatives à la présence dudit rail, lesdites informations étant véhiculées à partir desdits signaux transmis par chacun desdits détecteurs.
- Les détecteurs (41, 42) peuvent avantageusement être fixés sur une boite d'essieu ou sur un organe équivalent solidaire à une cage extérieure des roulements de la roue, tel par exemple un bras porte-galet (2), au plus près de la zone de contact entre la roue et le rail, afin qu'au moins une partie dudit rail soit incluse dans un cône (411, 421) de détection dudit détecteur (41, 42). Ledit cône de détection correspond à une zone de l'espace pour laquelle le détecteur est apte à détecter la présence du rail.
- De plus, et en particulier, les détecteurs branchés en parallèle donnent une information binaire à contact sec, comme par exemple, fermé lorsque le rail est présent en regard du détecteur et ouvert lorsque le rail est absent en regard du détecteur. Egalement, le contact "repos" de chaque détecteur, non utilisé pour la détection de présence de rail, peut être utilisé pour détecter les pannes dormantes du détecteur, sans attendre que la panne se révèle par une alarme. Par contact "repos", il est fait référence à l'état du contact d'un dispositif électromécanique lorsqu'il n'est pas alimenté, cet état pouvant être suivant les cas, soit ouvert, soit fermé. D'autre part, des détecteurs à apprentissage, comme par exemple un détecteur à mémoire d'environnement métallique, peuvent être utilisés, dans le cas où la proximité permanente avec d'autres pièces métalliques, comme par exemple un mentonnet de roue, gênerait la détection.
- D'autre part et de manière avantageuse, l'organe de contrôle est apte à être câblé en série avec un dispositif de détection d'obstacle, généralement présent aux extrémités d'un véhicule guidé, afin de combiner ledit dispositif de contrôle de la présence du rail audit dispositif de détection d'obstacles.
- En résumé, la méthode et le dispositif selon l'invention présentent plusieurs avantages par rapport aux méthodes et dispositifs existant en ce que:
- ils assurent une détection de la présence du rail indépendamment des lacunes de rail nominales,
- ils assurent une détection de la présence du rail, indépendamment de la géométrie du rail,
- ils améliorent la détection dudit rail lors de variations d'assiette du bras portant ladite roue par rapport au rail,
- ils permettent de filtrer de fausses alarmes sur un capteur,
- ils permettent une détection de la présence du rail dans des conditions environnementales de détection contraignantes, notamment lors d'empoussièrement, de températures extrêmes, de haute humidité,
D'autre part, la méthode de contrôle selon l'invention est en particulier caractérisée en ce que au moins une desdites détections est effectuée au moyen d'un détecteur de proximité. Ladite détection de proximité est basée sur un effet capacitif ou inductif, ou une combinaison d'un effet capacitif et d'un effet inductif, afin de détecter, par exemple une proximité métallique correspondant à la présence du rail. Avantageusement, ladite détection de proximité, libre de contact avec le rail et basée notamment sur un effet capacitif et/ou inductif afin de détecter le rail, permet non seulement d'éviter les problèmes liés à l'empoussièrement, mais aussi un contrôle de la présence du rail dans des environnements particulièrement contraignants pour un fonctionnement dudit véhicule guidé et de l'ensemble de ses composantes.
Finalement, un câblage en série d'une information logique de présence ou absence de rail, provenant soit de l'organe de contrôle, soit directement desdits détecteurs, avec un dispositif de détection d'obstacles, généralement également présent aux extrémités du véhicule guidé, permet en particulier de combiner la détection d'obstacles au dispositif de contrôle de la présence du rail.
Claims (12)
- Méthode de contrôle de présence d'au moins un rail (1) de guidage d'un véhicule guidé comprenant:- une première détection de la présence dudit rail au moyen d'un premier détecteur (41) situé en aval d'une roue (3),- une seconde détection de la présence dudit rail au moyen d'un second détecteur (42) situé en amont de ladite roue (3),- une transmission, par ledit premier détecteur (41), à un organe de contrôle (5), d'un premier signal (SA) relatif à ladite présence dudit rail (1), et une communication audit organe de contrôle (5) par ledit second détecteur (42) d'un second signal (SB) relatif à ladite présence dudit rail (1),caractérisée par- un branchement en parallèle du premier détecteur (41) avec le second détecteur (42) afin de réaliser un "OU" logique qui permet à l'organe de contrôle de considérer un état d'enraillement correct si l'un ou l'autre parmi le premier et second détecteur détecte une présence du rail et la signale à l'organe de contrôle.
- Méthode de contrôle selon revendication 1 caractérisée par une réalisation en temps réel libre de contact avec ledit rail desdites première et seconde détections.
- Méthode de contrôle selon une des revendications 1 ou 2 caractérisée par une validation par l'organe de contrôle (5) d'un état d'enraillement correct si au moins un desdits signaux (SA, SB) signale la présence du rail.
- Méthode de contrôle selon revendication 1 à 3 caractérisée en ce que au moins une desdites détections est basée sur un effet capacitif et/ou inductif.
- Méthode de contrôle selon une des revendications 1 à 4 caractérisée par un montage du premier détecteur sur un premier support en aval de la roue et du second détecteur sur un second support en amont de la roue, lesdits supports étant fixés à un bras portant ladite roue (2).
- Dispositif de contrôle de présence d'au moins un rail (1) de guidage d'un véhicule guidé comprenant:- un premier détecteur (41) situé en aval d'une roue (3), ledit détecteur (41) étant apte à détecter la présence dudit rail (1) et à transmettre un premier signal (SA) relatif à ladite présence dudit rail à un organe de contrôle (5),- un second détecteur (42) situé en amont de ladite roue, ledit second détecteur étant apte à détecter ladite présence dudit rail (1) et à communiquer audit organe de contrôle (5) un second signal (SB) relatif à ladite présence dudit rail,caractérisé en ce que- le second détecteur (42) et le premier détecteur (41) sont connectés en parallèle afin de réaliser un "OU" logique qui permet à l'organe de contrôle de considérer un état d'enraillement correct si l'un ou l'autre parmi le premier et second détecteur détecte une présence du rail et la signale à l'organe de contrôle.
- Dispositif de contrôle selon revendication 6 caractérisé en ce que lesdits détecteurs (41, 42) sont aptes à effectuer une détection en temps réel et libre de contact avec ledit rail (1).
- Dispositif de contrôle selon une des revendications 6 ou 7 caractérisé en ce que le dit organe de contrôle (5) est apte à valider un état d'enraillement correct en utilisant au moins une opération logique.
- Dispositif de contrôle selon une des revendications 6 à 8 caractérisé en ce que au moins un desdits détecteurs (41, 42) est apte à réaliser une détection basée sur un effet capacitif et/ou inductif.
- Dispositif de contrôle selon une des revendications 6 à 9 caractérisé par un premier et un second support de détecteurs fixés à un bras (2) portant ladite roue (3) respectivement en amont et en aval de ladite roue (3) et auxquels sont fixés respectivement le premier et second détecteur (41, 42).
- Dispositif de contrôle selon une des revendications 6 à 10 caractérisé en ce que lesdits détecteurs (41, 42) détectent la présence du rail (1) au moyen d'une détection par induction/capacitive.
- Dispositif de contrôle selon une des revendications 6 à 11 caractérisé en ce que lesdits détecteurs (41, 42) détectent la présence du rail (1) au moyen d'une détection capacitive.
Priority Applications (1)
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