EP2660122A1 - Method and system for securing a movement of a railway vehicle, controller to be installed on-board a railway vehicle and such a railway vehicle - Google Patents

Method and system for securing a movement of a railway vehicle, controller to be installed on-board a railway vehicle and such a railway vehicle Download PDF

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EP2660122A1
EP2660122A1 EP13166528.3A EP13166528A EP2660122A1 EP 2660122 A1 EP2660122 A1 EP 2660122A1 EP 13166528 A EP13166528 A EP 13166528A EP 2660122 A1 EP2660122 A1 EP 2660122A1
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EP
European Patent Office
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railway vehicle
speed
acceleration
wheel
maximum
Prior art date
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Application number
EP13166528.3A
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German (de)
French (fr)
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EP2660122B1 (en
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Brice Andre
Michel Robert Léon Hubert Rousseau
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Alstom Transport Technologies SAS
Original Assignee
Alstom Transport SA
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Filing date
Publication date
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    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
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    • B61L15/0058—On-board optimisation of vehicle or vehicle train operation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L25/00—Recording or indicating positions or identities of vehicles or trains or setting of track apparatus
    • B61L25/02—Indicating or recording positions or identities of vehicles or trains
    • B61L25/021—Measuring and recording of train speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
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    • B61L25/02—Indicating or recording positions or identities of vehicles or trains
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    • B61L3/00—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal
    • B61L3/02—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control
    • B61L3/08—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control controlling electrically
    • B61L3/12—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control controlling electrically using magnetic or electrostatic induction; using radio waves

Definitions

  • the present invention relates to a method for securing a movement of a railway vehicle rolling on a track, the rail vehicle having at least one wheel sensor adapted to provide information representative of the speed of rotation of the wheel.
  • the present invention relates to a system for securing a movement of a railway vehicle, the railway vehicle comprising at least one wheel sensor capable of generating one or more output values representative of the rotation of the wheel, at least one sensor acceleration axis whose sensitivity axis is parallel to the direction of the track, and a controller being connected to at least one of the wheel sensors and at least one of the acceleration sensors, a controller embedded in a rail vehicle for securing it, the controller being adapted to be connected to at least one wheel sensor capable of generating one or more output values representative of the rotation of the wheel and to at least one acceleration sensor whose axis sensitivity is parallel to the direction of the track, and a railway vehicle comprising: at least one wheel sensor capable of generating one or more output values represents sentative of the rotation of the wheel; at least one acceleration sensor
  • ETCS European Train Control System
  • PZB 90 Punktförmige Switzerlandbeein kgung
  • speed or braking curves as a function of the position of the train define a maximum authorized speed for the train at each point of the track. If this speed is exceeded, after one or more warnings, the system brakes the train to stop it.
  • a movement authority "Movement authority" is provided to the trains in the form of a maximum distance that the train is allowed to travel from a position of a beacon that it has previously crossed and from maximum speeds allowed on this section of track depending on the position of the train.
  • a speed curve according to the position of the train is calculated on board a train. This curve is specific to the train and the line profile on which the train travels. It is determined according to braking performance of the train, to guarantee its stop before the end of its movement authority.
  • Such systems require a sophisticated odometer function on board the train to determine as precisely as possible the instantaneous position of the train in order to check its maximum permitted speed at this position.
  • systems for securing the movement of a train calculate a maximum distance traveled to brake the train before a dangerous point or for a maximum authorized speed reduction and a minimum distance traveled to release a section of the track already traveled or for ability to increase the speed of the train.
  • the object of the present invention is to overcome the disadvantages of the state of the art, in particular to improve the use of data of a wheel sensor for a system or method for securing a railway vehicle.
  • a system for securing a movement of a railway vehicle comprising at least one wheel sensor capable of generating one or more output values representative of the rotation. of the wheel, at least one acceleration sensor whose sensitivity axis is parallel to the direction of the track, and a controller connected to at least one of the wheel sensors and at least one of the sensors.
  • accelerator characterized in that the controller is adapted to use one or more of the output values of the wheel sensor (s) received for rail vehicle supervision in accordance with a comparison of one or more a plurality of acceleration values determined from one or more output values of the acceleration sensor (s) with at least one reference acceleration value.
  • the object is achieved, according to the invention, by a controller embedded in a rail vehicle for securing it, the controller being adapted to be connected to at least one wheel sensor capable of generating one or more representative output values. of the rotation of the wheel and at least one acceleration sensor of which the sensitivity axis is parallel to the direction of the track, characterized in that the controller is adapted to use one or more of the output values received from the wheel sensor (s) for a rail vehicle supervision in according to a comparison of one or more values of the acceleration determined from one or more output values of the acceleration sensor or sensors with at least one reference acceleration value.
  • a railway vehicle comprising: at least one wheel sensor capable of generating one or more output values representative of the rotation of the wheel; at least one acceleration sensor whose sensitivity axis is parallel to the direction of the track; and a controller according to the invention, the controller being connected to at least one of the wheel sensors and at least one of the acceleration sensors.
  • the Figure 1 schematically shows a train or railway vehicle 10 running on a track 11.
  • the track 11 and the vehicle are secured by a system according to the invention.
  • the railway vehicle 10 comprises one or more cars, at least one of which comprises a traction system, for example an engine.
  • the purpose of a system for securing a movement of a railway vehicle is to ensure that the railway vehicle 10 stops before a dangerous point and does not exceed a limit point. Another purpose of such a system is to ensure that the railway vehicle respects the speed limits to avoid overspeed at dangerous points of the track 11, for example turns, places where men work on the track, level crossings, etc.
  • the system comprises on the one hand equipment on the ground and on the other hand equipment embedded in the railway vehicle 10.
  • Ground equipment is able to give or send information to the onboard equipment.
  • the railway vehicle 10 comprises a controller 12 for securing the railway vehicle 10 which is connected to at least one wheel sensor 14 to determine an instantaneous speed of the railway vehicle 10. It is further connected to a braking system 16, to a receiver channel information 18, an acceleration sensor 20, for example in the form of an accelerometer, and a display or control device 22 to give the driver the necessary information.
  • a controller 12 for securing the railway vehicle 10 which is connected to at least one wheel sensor 14 to determine an instantaneous speed of the railway vehicle 10. It is further connected to a braking system 16, to a receiver channel information 18, an acceleration sensor 20, for example in the form of an accelerometer, and a display or control device 22 to give the driver the necessary information.
  • the braking system 16 is capable of controlling the brakes of the rail vehicle 10 from instructions received from the controller 12.
  • the channel information receiver 18 is arranged to receive the signals emitted by beacons 32 arranged along the track.
  • the acceleration sensor 20 has a sensitivity axis along the direction of the track 11. In other words, it measures the acceleration parallel to the rails of the track 11.
  • the ground equipment comprises one or more beacons 32 arranged along the track 11, which are adapted to send information to the railway vehicle 10. They further comprise a stop signal 34, such as a fire, up to which the railway vehicle 10 is allowed to drive.
  • the tags 32 are beacons for the ETCS system for example.
  • a movement authority is defined upstream of the signal 34 because of the existence of a dangerous point 36 in the channel 11 downstream of the signal 34, for example a level crossing where the barrier has not yet been closed.
  • This movement authority is characterized by a maximum distance noted d A that the rail vehicle is authorized to travel from a point defined here by the position of a beacon 32.
  • d A the maximum distance noted here by the position of a beacon 32.
  • the tags 32 are suitable for sending to the railway vehicle 10 information on the maximum distance d A that the railway vehicle is authorized to travel from the beacon 32, the gradient of the lane 11 and the maximum speeds allowed depending on the position on the track, for example with respect to a predefined distance from the beacon 32 or from another fixed reference point.
  • the gradient of the track designates the slope of the track.
  • the distance to be traveled and the maximum speed values allowed on the channel 11 at a predefined distance are sent together, for example in the form of a maximum speed curve authorized as a function of the distance.
  • the beacon 32 gives the railway vehicle 10 a movement authority in terms of distance and maximum authorized speeds.
  • At least two types of beacon 32 exist, one of which provides the authority for movement to the vehicle and the other type gives only a reference point to allow the railway vehicle to know the distance already traveled since the last movement authority received by the railway vehicle.
  • the distance information that the railway vehicle 10 is allowed to travel and / or the maximum permissible speeds as a function of the distance on the lane 11 are sent by another system, for example by a radio connection, like GSM-R.
  • the tags 32 are virtual tags which are defined by their position on the track or their coordinates.
  • the railway vehicle comprises a receiver of a geolocation system connected to the controller 12. If the railway vehicle passes over a virtual beacon, this is determined by a comparison of the instantaneous position of the railway vehicle and the position of the virtual beacon, the information on the distance that the railway vehicle 10 is authorized to travel and / or the maximum authorized speeds as a function of the distance on the channel 11 are sent by a radio connection.
  • the Figure 2 schematically shows the equipment embedded system to secure the movement of the railway vehicle.
  • the method is implemented by software controlling the controller 12 embedded in the railway vehicle 10.
  • the controller 12 comprises a computing unit 120, for example an on-board computer, capable of calculating a maximum authorized speed versus time curve as described below and comparing the instantaneous speed of the railway vehicle 10 with the maximum speed authorized to the moment considered.
  • the computing unit is capable of calculating a maximum authorized speed curve as a function of specific distance for this railway vehicle, a maximum distance traveled, and / or a minimum distance traveled.
  • the wheel sensor 14 is connected to the computing unit 120 to provide information on the rotation of the wheel associated with the wheel sensor.
  • the wheel sensor 14 is able to permanently provide the calculation unit 120 with pulses at a frequency proportional to the speed of rotation of the wheel and / or a measured instantaneous speed.
  • the sensor 14 is for example an angular position sensor of the wheel.
  • the wheel sensor 14 is used for an odometry and for a tachometer, for example to display the measured instantaneous speed to the driver and / or to compare the instantaneous speed measured with the maximum speed allowed.
  • the acceleration sensor 20 is connected to the calculation unit 120 which is able to determine from the information of the acceleration sensor 20 whether the information from the wheel sensor 14 is relevant and usable for a calculation of the maximum speed allowed as a function of time as will be described below. Thanks to the acceleration sensor 20, according to the invention, the controller 12 or its calculation unit 120 is able to determine if the wheel of the railway vehicle is surely not in a phase of slippage or jamming. Therefore, the controller 12 is able to determine if the wheel rotation information associated with the wheel sensor is usable for odometry.
  • the channel information receiver 18 is connected to the calculation unit 120 and is able to provide each passage in front of a tag 32, a movement authority and / or position.
  • a memory 128 of the controller contains a model of the railway vehicle comprising a dynamic model thereof that allows the controller 12 to calculate a braking and / or speed curve according to the position or time to respect the movement authority received. as explained in detail below.
  • the computing unit 120 controls a braking system 16. For example, if the computing unit of the controller 12 detects that the railway vehicle is traveling at a speed greater than a maximum speed defined by a speed curve based on time or distance, it commands the braking system 16 to perform an emergency braking to ensure that the railway vehicle does not exceed a dangerous point, for example after a warning.
  • a reliable speed value is derived from a wheel sensor and an acceleration sensor.
  • a method is explained in which an application of a reliable velocity value is used for the calculation of a maximum permissible velocity curve as a function of time using the minimum distance traveled and the maximum distance traveled by the railway vehicle.
  • the values measured by the wheel sensor 14 are reliable since there is no risk of slipping or braking. In general, these results are reliable when the wheel does not slip or fray.
  • the Figure 3 shows the rail vehicle 10 on the track 11 having a slope of an angle ⁇ .
  • the normal force 54 corresponds to the force exerted by the track on the railway vehicle 10.
  • the three forces 50, 52, 54 accumulated give a force equal to zero because the railway vehicle is at a standstill.
  • the acceleration sensor 20 measures only the braking force 50 which has a value equal to the gravitational force component in the direction of the track 11.
  • the on-board acceleration sensor 20 does not measure the gravitational force 52 or its component towards the track 11.
  • the acceleration sensor does not measure, because of its axis of sensitivity, the normal force 54 which is orthogonal to the sensitivity axis of the accelerometer 34.
  • the only force measured by the accelerometer 20 is that exerted by the traction or the brake on the track 11 and the friction forces.
  • the acceleration sensor 20 measures the acceleration only in the direction of the track. Therefore, the acceleration sensor 20 can be used to know and measure the force of the rail vehicle 10 on the channel 11. This then allows the detection of periods during no slippage is possible: when the railway vehicle does not exert any traction force. And, similarly, this method allows the detection of periods during which no reinforcement is possible: when the railway vehicle does not make any braking effort.
  • the Figure 4 shows a flowchart of the basic process for determining a velocity versus time curve. It will be explained in conjunction with the maximum speed curves allowed in the Figures 5 and 6 . The use of reliable information on instantaneous speed is then explained together with the Figures 7 and 8 .
  • a movement authority is provided in the form of a maximum authorized speed curve 200 on the lane 11 as a function of the position on the lane, that is to say according to a distance with respect to a particular reference point consisting of the tag 32, and a maximum distance of a from this tag.
  • the rail vehicle 10 has a speed V0 when passing on the beacon 32.
  • the actual real speed V0 is not known by the controller 12. But, the controller 12 knows a speed interval between V0, min and V0, max including the actual speed of the rail vehicle V0.
  • the maximum speed curve 200 as a function of distance illustrated on the figure 5 provided by the tag 32 comprises three sections 202, 204, 206 with different maximum allowed speeds on different sections of track.
  • the distance 0 corresponds to the positioning of the tag 32.
  • the railway vehicle 10 On the first section 202 of the track 11, the railway vehicle 10 is authorized to circulate at a first maximum authorized speed V1 over a first distance d 202 .
  • the railway vehicle On the second section 204 of track 11, the railway vehicle is authorized to run at a second maximum authorized speed V2 over a second distance 204 , and on the third section 206 of track 11, the railway vehicle 10 is authorized to circulate at a third maximum authorized speed V3 over a third distance d 206 , before reaching the end of the movement authority where the railway vehicle should be stopped at point 208.
  • the three sections 202, 204, 206 together correspond to the maximum distance d A that the railway vehicle is allowed to travel.
  • the calculation unit 120 calculates in a step 1000 illustrated on FIG. figure 4 a specific maximum authorized speed curve 210 as a function of the position of the vehicle on the track specifically for the railway vehicle in question 10, using the information on the dynamic model of the railway vehicle stored in the memory 128, and, where appropriate, where appropriate, the topological information of the track. For example, information on the braking capabilities and / or acceleration from the dynamic model of the rail vehicle stored in the memory 128 are used.
  • This specific maximum permissible speed versus distance curve 210 is different from the maximum speed allowed on lane 11 before or after a section change. It is then represented in dotted lines.
  • the controller 12 calculates in step 1001 a maximum speed curve 300 allowed as a function of time and no longer according to the position, from the specific maximum authorized speed curve as a function of the distance 210 using the model railway vehicle stored in the memory 128.
  • the maximum authorized speed curve 300 as a function of time is schematically illustrated on the Figure 6 .
  • a specific maximum speed curve 301 as a function of the distance that corresponds to the maximum permissible speed versus time curve 300 is shown in FIG. Figure 5 .
  • the railway vehicle uses the curve 300 of the maximum authorized speed as a function of time to compare at any moment during its journey its instantaneous speed with the maximum speed authorized at this precise instant and to make a braking, if this maximum speed is exceeded. allowed, for example after a warning.
  • the system and method ensure that the vehicle never exceeds the maximum permitted speeds on the different sections of the track 11.
  • a maximum remaining time to roll t A begins at the moment when the railway vehicle 10 passes through the origin of the maximum section that the rail vehicle is authorized to travel corresponding to the distance d A.
  • the time t A begins for example when the railway vehicle passes on the tag 32 which sent the movement authority.
  • the maximum authorized speed increases from the instantaneous speed V 0, max to the speed V 1 which will be authorized during the time period 304 by using the maximum acceleration capacity a max of the railway vehicle stored in the memory 128.
  • the rail vehicle reaches - theoretically for the calculation of the curve 300 as a function of time - the maximum speed V1 after a time t 0 after having traveled a distance d 0 .
  • the maximum speed V1 will be allowed during the time period 304.
  • This time period 304 corresponds to the time that the rail vehicle needs to travel the distance between d 0 and d 1, if it is traveling at a speed V 1.
  • the curve calculation unit does not use the increase in the maximum permitted speed on the section 202 track to section 204 for from V1 to V2, if it has no reliable information that the rail vehicle 10 has already traveled the distance d 202 .
  • This information comes for example from a beacon placed between the sections 202 and 204 or a calculation of the minimum distance traveled through the output signals of the wheel sensor 14 and the acceleration sensor 20 as will be explained later .
  • the distance d 1 depends on the distance d 2 , which corresponds to the end of section 204, and is known, and the minimum braking capacity guaranteed f to reduce the speed of V1 to V3 at the end of section 204.
  • the time period 308 during which the maximum speed V3 is authorized, the time range 310 and the time t 3 from which the vehicle is obliged to reduce its speed, if it is traveling at the speed V3, are calculated in a similar way. to time ranges 304 and 306.
  • the maximum allowed speed curve 300 as a function of time is calculated up to t A.
  • the maximum authorized speed curve 300 as a function of time calculated by the calculation unit 120 depends on the maximum speed allowed on the track 200 which is, for example, prescribed by the railway authorities and the braking and acceleration capacities of the railway vehicle 10. The speed curve 300 as a function of time then gives for a given moment the maximum speed authorized for the railway vehicle.
  • the calculation is made assuming that the railway vehicle is always traveling at the maximum permitted speed of the speed curve as a function of time, and that it always uses its maximum acceleration and / or minimum deceleration capabilities guaranteed by the dynamic model of the railway vehicle. In this way, the rail vehicle following these speed limits to avoid exceeding the distance A of its authority movement.
  • the vehicle then rolls during the implementation of the method always at the maximum speed given by the maximum permissible speed curve as a function of time 300. If the vehicle was traveling at a speed below the maximum authorized speed curve as a function of time it might not reach the end of the distance d A of its authority movement, for time t A has been reached before.
  • the instantaneous speed is considered zero initially, for example if the railway vehicle starts to roll after a stop at the station.
  • the controller 12 in a speed supervision step 1020, using the measured instantaneous speed and the speed curve 300 as a function of time, ensures that the maximum authorized speed is respected by the railway vehicle 10. If the maximum authorized speed is exceeded, the controller 12, in particular at the supervision step 1020, orders an emergency braking to the braking system 16. It should be noted that the information from the wheel sensor 14 is used for such a function of Tach.
  • system and process performance using velocity versus time curves are improved if the vehicle uses more sensors and / or if in lane 33 more beacons are installed.
  • This basic system using velocity curves as a function of time does not lose any performance compared to a system based on the distance traveled if the distance traveled before the application of the brakes is greater than the distance of a next beacon encountered. , in one embodiment, triggers a recalculation of the maximum allowed speed curve as a function of time.
  • the system allows the driver to anticipate braking and to approach a stopping point at a moderate pace without being braked urgently. For example, when a driver anticipates braking, he approaches a moderate speed V release well before risking an emergency braking.
  • the method and system are enriched to further increase performance when they continuously take into account the minimum distance traveled and the maximum distance traveled to calculate a maximum authorized speed curve as a function of the updated time. This is done by knowing one or more reliable instantaneous speed values determined by the method according to the invention. This method then uses an odometry based on the wheel sensor 14 and the acceleration sensor 20.
  • the calculation unit 120 deduces whether the information on the instantaneous speed measured in the tachometer step 1010 by the wheel sensor 14 is reliable and therefore usable for an odometry to recalculate the maximum authorized speed curve 300 as a function of time.
  • the controller 12 receives at least one output value of at least one of the wheel sensors 14.
  • the output value is a set of pulses whose frequency is representative of the speed rotation of the wheel.
  • the wheel sensor 14 itself delivers an instantaneous speed value, either the instantaneous speed of rotation of the wheel or an estimate of the instantaneous speed of the railway vehicle 10 calculated by simple product of the speed. angular of the wheel by its radius.
  • the estimate includes, in one mode embodiment, a maximum instantaneous speed value and a minimum instantaneous speed value when the calculation unit 120 applies a safety margin around the measured instantaneous speed value.
  • step 1065 the controller 12 receives an output value produced by the acceleration sensor 20.
  • the output value is representative of the measured acceleration towards the sensitivity axis of the acceleration sensor 20.
  • the The acceleration value is positive if the rail vehicle 10 accelerates on a horizontal and negative track 11 if the railway vehicle 10 brakes on a horizontal track 11.
  • the acceleration sensor itself delivers an acceleration value.
  • Steps 1060 and 1065 can also be performed in parallel or in reverse order.
  • the measurement time of the acceleration sensor and / or the wheel sensor is recorded to synchronize the output values of the acceleration sensor 20 and the wheel sensors 14.
  • the computing unit 120 detects when the wheel sensor 14 gives reliable and usable results for estimating a distance traveled or the instantaneous speed of the railway vehicle 10. In one embodiment, the calculation unit 120 determines periods during which the output values coming from the wheel sensor 14 to determine the instantaneous speed are usable for the estimation of the maximum distance traveled (when the braking force exerted is not likely to cause a retraction ). In the same way, the calculation unit 120 determines periods during which the output values coming from the wheel sensor 14 for determining the instantaneous speed are usable for the estimation of the minimum distance traveled (when the traction force exerted does not risk causing skating).
  • step 1070 wherein the values of the acceleration towards the channel are compared with predetermined acceleration values.
  • the instantaneous speed values are usable if the force measured by the accelerometer is greater than a first value. predetermined (for example -0.4 m / s 2 ). Indeed, in this case, we are sure that the rail vehicle does not brake enough for the wheel to stop. As a result, the method ensures that the instantaneous speed value determined by the wheel sensor will not lead to an underestimation of the distance traveled.
  • the instantaneous speed values are usable if the force measured by the accelerometer is less than a second value. predetermined (for example 0.4 m / s 2 ). Indeed, in this case, we are sure that the rail vehicle does not pull enough that the wheel skates. As a result, the method ensures that the instantaneous speed value determined by the wheel sensor will not lead to overestimation of the distance traveled.
  • Step 1070 then ensures that the output values of the wheel sensor 14 are only used during reliable periods and therefore outside periods of risk of slippage or slip of the wheel to which the wheel sensor is mounted, and in other words, when the rail vehicle 10 rolls without producing a stress on the rails.
  • the predetermined acceleration values depend on the axle on which the wheel sensor is located.
  • a motorized or braked wheel has another predetermined acceleration value than a non-motorized and / or unbraked wheel.
  • the frictional forces existing in the vehicle and measured by the accelerometer are included in the margins taken around the measurement.
  • step 1080 a new maximum speed curve allowed as a function of time, taking into account the minimum distance traveled and / or the maximum distance traveled by the rail vehicle 10. Otherwise, no recalculation is done and step 1080 is skipped.
  • the controller 12 derives, in step 1070, a reliable instantaneous speed value 401 for calculating the maximum distance traveled.
  • This instantaneous speed 401 is below the maximum allowed speed represented by the speed curve 300 as a function of time.
  • the calculation unit takes into account the instantaneous speeds, or, where appropriate, the instantaneous maximum speed values, coming from the wheel sensor 14.
  • the controller 12 After the maximum distance traveled is calculated, the controller 12 assumes, for safety reasons for calculating the maximum permissible speed curve 400 as a function of time that the railway vehicle 10 then accelerates with its maximum acceleration capacity a max after the reliable value of the instantaneous speed 401 to reach the maximum speed allowed V1 at time t 6 .
  • the calculation is done as in the example shown next to the Figure 6 using the maximum distance traveled as a starting point.
  • the controller assumes for the calculation of the maximum authorized speed curve 400 as a function of the time that the vehicle has braked between t 4 and t 5 with these maximum braking capacities from the maximum speed allowed at time t 4 to reach speed 401 at time t 5 .
  • the hatched region represents a distance corresponding to the difference between d A and a point upstream of d A where the rail vehicle would stop if it did not recalculate the speed curve as a function of time.
  • the maximum permissible speed curves 300, 400 as a function of time are used to automatically control the railway vehicle, in particular to control its braking if the rail vehicle exceeds the maximum authorized speed.
  • the wheel sensor is used permanently for tachometry, which is less sensitive to sliding or jamming. Indeed, no accumulation of the error is made in the case of a tachometer application.
  • the controller calculates a position of the minimum rail vehicle, i.e. a minimum distance traveled. This minimum distance traveled is used to know if the rail vehicle has released a section or a dangerous point in order, for example, to allow speed recovery after a limitation. From the instantaneous speed values, or, where appropriate, the minimum instantaneous speed values of the railway vehicle, and the maximum braking capacity, a minimum distance traveled can be deduced. From there, in a case like that of section 204 of the figure 5 the entry is guaranteed in this section and allows the railway vehicle to accelerate to the speed V2. If this calculation is not carried out, the proposed system will impose the V1 speed all the way until it passes on a beacon guaranteeing that it has left the section 202. If the system has deduced that the vehicle railway is in section 204, it makes a recalculation of the maximum speed curve allowed as a function of time by allowing an acceleration up to the speed V2.
  • the railway vehicle is allowed to approach an end of movement authority (EOA) if it is traveling at or below a release speed (Vrelease).
  • EOA end of movement authority
  • Vrelease a release speed
  • the release speed depends on the distance between a dangerous point 36 and the position of the end of the movement authority EOA.
  • the distance between the position of EOA and the dangerous point is chosen so that it can reach the position of EOA at the speed Vrelease while guaranteeing the stop at the dangerous point if the railway vehicle is tripped in EOA.
  • the distance between the EOA position and the danger point is fixed by the infrastructure and therefore, the signaling system typically has no hold over that distance.
  • the invention proposes a system and method for securing the movement of a railway vehicle having moderate costs and good performance. For example, it is possible to maintain compatibility with a ground infrastructure equipped for ETCS and to equip the rolling stock in an evolutionary manner and at the same time to make ETCS equipped trains compatible with the system according to the invention. .

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
  • Regulating Braking Force (AREA)

Abstract

The method involves receiving output values of one or more wheel sensors (1060), and receiving output values of acceleration sensors (1065), where an acceleration value is determined from the output values of the acceleration sensors. The output values of the wheel sensors are used for supervision of a railway vehicle i.e. train in accordance with a comparison (1070) of the acceleration value with a reference acceleration value. An instant speed of the train is determined from the received output values of the wheel sensors and the acceleration sensors. Independent claims are also included for the following: (1) a system for securing a movement of a railway vehicle on a track (2) a railway vehicle.

Description

La présente invention concerne un procédé pour sécuriser un déplacement d'un véhicule ferroviaire roulant sur une voie, le véhicule ferroviaire ayant au moins un capteur de roue propre à fournir une information représentative de la vitesse de rotation de la roue. En outre, la présente invention concerne un système pour sécuriser un déplacement d'un véhicule ferroviaire, le véhicule ferroviaire comprenant au moins un capteur de roue propre à générer une ou plusieurs valeurs de sortie représentative de la rotation de la roue, au moins un capteur d'accélération dont l'axe de sensibilité est parallèle à la direction de la voie, et un contrôleur étant connecté à au moins l'un des capteurs de roue et à au moins l'un des capteurs d'accélération, un contrôleur embarqué dans un véhicule ferroviaire pour le sécuriser, le contrôleur étant propre à être connecté à au moins un capteur de roue propre à générer une ou plusieurs valeurs de sortie représentative de la rotation de la roue et à au moins un capteur d'accélération dont l'axe de sensibilité est parallèle à la direction de la voie, et un véhicule ferroviaire comprenant : au moins un capteur de roue propre à générer une ou plusieurs valeurs de sortie représentative de la rotation de la roue ; au moins un capteur d'accélération dont l'axe de sensibilité est parallèle à la direction de la voie ; et un tel contrôleur.The present invention relates to a method for securing a movement of a railway vehicle rolling on a track, the rail vehicle having at least one wheel sensor adapted to provide information representative of the speed of rotation of the wheel. In addition, the present invention relates to a system for securing a movement of a railway vehicle, the railway vehicle comprising at least one wheel sensor capable of generating one or more output values representative of the rotation of the wheel, at least one sensor acceleration axis whose sensitivity axis is parallel to the direction of the track, and a controller being connected to at least one of the wheel sensors and at least one of the acceleration sensors, a controller embedded in a rail vehicle for securing it, the controller being adapted to be connected to at least one wheel sensor capable of generating one or more output values representative of the rotation of the wheel and to at least one acceleration sensor whose axis sensitivity is parallel to the direction of the track, and a railway vehicle comprising: at least one wheel sensor capable of generating one or more output values represents sentative of the rotation of the wheel; at least one acceleration sensor whose sensitivity axis is parallel to the direction of the track; and such a controller.

Il existe en Europe de nombreux standards pour sécuriser le déplacement d'un véhicule ferroviaire mis en oeuvre sous la forme de systèmes de protection automatique de trains. Par exemple, ETCS (European Train Control System) ou PZB 90 (Punktfôrmige Zugbeeinflussung) sont de tels systèmes.There are many standards in Europe to secure the movement of a railway vehicle implemented in the form of automatic train protection systems. For example, ETCS (European Train Control System) or PZB 90 (Punktförmige Zugbeeinflussung) are such systems.

Dans ces systèmes, des courbes de vitesse ou de freinage en fonction de la position du train définissent une vitesse maximale autorisée pour le train en chaque point de la voie. Si cette vitesse est dépassée, après un ou plusieurs avertissements, le système freine le train pour l'arrêter. Dans le système ETCS, une autorité de mouvement « Movement authority » est fournie aux trains sous la forme d'une distance maximale que le train est autorisé à parcourir à compter d'une position d'une balise qu'il a précédemment franchie et de vitesses maximales autorisées sur ce tronçon de voie en fonction de la position du train. Pour permettre sa mise en oeuvre, une courbe de vitesse en fonction de la position du train est calculée à bord d'un train. Cette courbe est propre au train et au profil de ligne sur lequel circule le train. Elle est déterminée en fonction de performances de freinage du train, pour garantir son arrêt avant la fin de son autorité de mouvement.In these systems, speed or braking curves as a function of the position of the train define a maximum authorized speed for the train at each point of the track. If this speed is exceeded, after one or more warnings, the system brakes the train to stop it. In the ETCS system, a movement authority "Movement authority" is provided to the trains in the form of a maximum distance that the train is allowed to travel from a position of a beacon that it has previously crossed and from maximum speeds allowed on this section of track depending on the position of the train. To allow its implementation, a speed curve according to the position of the train is calculated on board a train. This curve is specific to the train and the line profile on which the train travels. It is determined according to braking performance of the train, to guarantee its stop before the end of its movement authority.

De tels systèmes ont besoin d'une fonction odométrique sophistiquée à bord du train pour déterminer le plus précisément possible la position instantanée du train afin de contrôler sa vitesse maximale autorisée à cette position. Par exemple, des systèmes pour sécuriser le déplacement d'un train calculent une distance maximale parcourue pour freiner le train avant un point dangereux ou pour une réduction de vitesse maximale autorisée et une distance minimale parcourue pour libérer un tronçon de la voie déjà parcouru ou pour pouvoir augmenter la vitesse du train.Such systems require a sophisticated odometer function on board the train to determine as precisely as possible the instantaneous position of the train in order to check its maximum permitted speed at this position. For example, systems for securing the movement of a train calculate a maximum distance traveled to brake the train before a dangerous point or for a maximum authorized speed reduction and a minimum distance traveled to release a section of the track already traveled or for ability to increase the speed of the train.

La réalisation d'un système odométrique est complexe et, afin de garantir un niveau de sécurité acceptable pour de tels systèmes, il est nécessaire d'ajouter des marges de sécurité sur les valeurs de positions déterminées, ce qui diminue la performance du système. Par exemple, des systèmes actuels n'utilisant qu'un capteur de roue permettant de mesurer la vitesse, ont besoin des bornes de sécurité larges, car les capteurs de roue sont sensibles au patinage ou à l'enrayage des roues du train. Donc, les systèmes actuels ajoutent une marge de sécurité importante, par exemple autour de 3% de la vitesse mesurée, pour calculer la distance minimale parcourue et la distance maximale parcourue. L'erreur due à cette marge est croissante par rapport à la distance parcourue. Une fonction odométrique précise est nécessaire tant pour garantir la sécurité, que pour offrir un niveau de performance acceptable.The realization of an odometric system is complex and, in order to guarantee an acceptable level of security for such systems, it is necessary to add safety margins on the values of determined positions, which reduces the performance of the system. For example, current systems using only a wheel sensor to measure speed, require wide safety terminals, because the wheel sensors are sensitive to slippage or jamming of the wheels of the train. Thus, current systems add a large margin of safety, for example around 3% of the measured speed, to calculate the minimum distance traveled and the maximum distance traveled. The error due to this margin is increasing compared to the distance traveled. A precise odometric function is necessary both to guarantee safety and to provide an acceptable level of performance.

Le but de la présente invention est de surmonter les inconvénients de l'état de la technique, en particulier d'améliorer l'utilisation de données d'un capteur de roue pour un système ou procédé pour sécuriser un véhicule ferroviaire.The object of the present invention is to overcome the disadvantages of the state of the art, in particular to improve the use of data of a wheel sensor for a system or method for securing a railway vehicle.

La présente invention vise à résoudre les inconvénients de la technique antérieure en fournissant un procédé pour sécuriser le déplacement d'un véhicule ferroviaire roulant sur une voie, le véhicule ferroviaire ayant au moins un capteur de roue propre à fournir une information représentative de la vitesse de rotation de la roue, et ayant au moins un capteur d'accélération dont l'axe de sensibilité est parallèle à la voie, le procédé comprenant les étapes suivantes :

  • la réception d'au moins une valeur de sortie de l'un ou plusieurs des capteurs de roue ;
  • la réception d'au moins une valeur de sortie de l'un des capteurs d'accélération ;
  • la détermination d'au moins une valeur d'accélération à partir du ou des valeurs de sortie de l'un des capteurs d'accélération ; et
  • l'utilisation d'une ou plusieurs valeurs de sortie du ou des capteurs de roue reçue(s) pour une supervision du véhicule ferroviaire en fonction d'une comparaison d'une ou de plusieurs valeurs de l'accélération avec au moins une valeur d'accélération de référence.
The present invention aims to solve the disadvantages of the prior art by providing a method for securing the movement of a railway vehicle rolling on a track, the rail vehicle having at least one wheel sensor adapted to provide information representative of the speed of rotation of the wheel, and having at least one acceleration sensor whose sensitivity axis is parallel to the track, the method comprising the following steps:
  • receiving at least one output value from one or more of the wheel sensors;
  • receiving at least one output value from one of the acceleration sensors;
  • determining at least one acceleration value from the one or more output values of one of the acceleration sensors; and
  • the use of one or more output values of the wheel sensor (s) received for rail vehicle supervision as a function of a comparison of one or more values of the acceleration with at least one value of reference acceleration.

Selon des caractéristiques avantageuses :

  • l'utilisation comprend la détermination d'une distance, en particulier une distance parcourue, à partir d'une ou plusieurs valeurs de sortie reçue(s).
  • le procédé comprend en outre l'étape suivant : la détermination d'au moins une valeur de vitesse instantanée fiable à partir d'une ou plusieurs valeurs de sortie reçue(s).
  • l'utilisation comprend en outre l'étape suivant : le calcul des valeurs de vitesse maximale autorisée, en particulier une courbe de vitesse maximale autorisée, basée sur une ou plusieurs valeurs de sortie reçue(s), en particulier en utilisant la distance, par exemple la distance parcourue, et/ou une ou plusieurs valeur(s) de vitesse instantanée fiables.
  • la courbe de vitesse maximale autorisée est en fonction du temps ou de la distance.
  • l'utilisation d'une ou plusieurs valeurs de sortie reçue(s) pour une supervision du véhicule ferroviaire comprend le calcul d'une distance minimale parcourue et/ou d'une distance maximale parcourue du véhicule ferroviaire ; et/ou.
  • la supervision du véhicule ferroviaire comprend la comparaison de la vitesse instantanée du véhicule ferroviaire avec la vitesse maximale autorisée et le freinage du véhicule ferroviaire en fonction du résultat de la comparaison de la vitesse maximale autorisée avec la vitesse instantanée.
According to advantageous characteristics:
  • the use includes determining a distance, in particular a distance traveled, from one or more received output values.
  • the method further comprises the step of: determining at least one reliable instantaneous speed value from one or more received output values.
  • the use further comprises the step of: calculating the maximum allowed speed values, in particular a maximum allowed speed curve, based on one or more received output values, in particular using the distance, by example the distance traveled, and / or one or more reliable instantaneous speed value (s).
  • the maximum speed curve allowed is a function of time or distance.
  • the use of one or more output values received for rail vehicle supervision includes calculating a minimum distance traveled and / or a maximum distance traveled by the railway vehicle; and or.
  • the supervision of the railway vehicle comprises comparing the instantaneous speed of the railway vehicle with the maximum authorized speed and the braking of the railway vehicle according to the result of the comparison of the maximum authorized speed with the instantaneous speed.

En outre, le but est atteint, conformément à l'invention, par un système pour sécuriser un déplacement d'un véhicule ferroviaire, le véhicule ferroviaire comprenant au moins un capteur de roue propre à générer une ou plusieurs valeurs de sortie représentative de la rotation de la roue, au moins un capteur d'accélération dont l'axe de sensibilité est parallèle à la direction de la voie, et un contrôleur étant connecté à au moins l'un des capteurs de roue et à au moins l'un des capteurs d'accélération, caractérisé en ce que le contrôleur est propre à utiliser l'une ou plusieurs des valeurs de sortie du ou des capteurs de roue reçue(s) pour une supervision du véhicule ferroviaire en fonction d'une comparaison d'une ou de plusieurs valeurs de l'accélération déterminées à partir d'une ou des valeurs de sortie du ou des capteurs d'accélération avec au moins une valeur d'accélération de référence.In addition, the object is achieved, according to the invention, by a system for securing a movement of a railway vehicle, the railway vehicle comprising at least one wheel sensor capable of generating one or more output values representative of the rotation. of the wheel, at least one acceleration sensor whose sensitivity axis is parallel to the direction of the track, and a controller connected to at least one of the wheel sensors and at least one of the sensors. accelerator, characterized in that the controller is adapted to use one or more of the output values of the wheel sensor (s) received for rail vehicle supervision in accordance with a comparison of one or more a plurality of acceleration values determined from one or more output values of the acceleration sensor (s) with at least one reference acceleration value.

Selon des caractéristiques avantageuses :

  • le contrôleur est propre à mettre en oeuvre l'une ou plusieurs des étapes du procédé selon l'invention.
According to advantageous characteristics:
  • the controller is adapted to implement one or more of the steps of the method according to the invention.

En outre, le but est atteint, conformément à l'invention, par un contrôleur embarqué dans un véhicule ferroviaire pour le sécuriser, le contrôleur étant propre à être connecté à au moins un capteur de roue propre à générer une ou plusieurs valeurs de sortie représentative de la rotation de la roue et à au moins un capteur d'accélération dont l'axe de sensibilité est parallèle à la direction de la voie, caractérisé en ce que le contrôleur est propre à utiliser l'une ou plusieurs des valeurs de sortie reçue(s) du ou des capteurs de roue pour une supervision du véhicule ferroviaire en fonction d'une comparaison d'une ou de plusieurs valeurs de l'accélération déterminées à partir d'une ou des valeurs de sortie du ou des capteurs d'accélération avec au moins une valeur d'accélération de référence.In addition, the object is achieved, according to the invention, by a controller embedded in a rail vehicle for securing it, the controller being adapted to be connected to at least one wheel sensor capable of generating one or more representative output values. of the rotation of the wheel and at least one acceleration sensor of which the sensitivity axis is parallel to the direction of the track, characterized in that the controller is adapted to use one or more of the output values received from the wheel sensor (s) for a rail vehicle supervision in according to a comparison of one or more values of the acceleration determined from one or more output values of the acceleration sensor or sensors with at least one reference acceleration value.

Selon des caractéristiques avantageuses :

  • le contrôleur est propre à mettre en oeuvre l'une ou plusieurs des étapes du procédé selon l'invention.
According to advantageous characteristics:
  • the controller is adapted to implement one or more of the steps of the method according to the invention.

En outre, le but est atteint, conformément à l'invention, par un véhicule ferroviaire comprenant : au moins un capteur de roue propre à générer une ou plusieurs valeurs de sortie représentative de la rotation de la roue ; au moins un capteur d'accélération dont l'axe de sensibilité est parallèle à la direction de la voie ; et un contrôleur selon l'invention, le contrôleur étant relié à au moins l'un des capteurs de roue et à au moins l'un des capteurs d'accélération.In addition, the object is achieved, according to the invention, by a railway vehicle comprising: at least one wheel sensor capable of generating one or more output values representative of the rotation of the wheel; at least one acceleration sensor whose sensitivity axis is parallel to the direction of the track; and a controller according to the invention, the controller being connected to at least one of the wheel sensors and at least one of the acceleration sensors.

L'invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels :

  • la Figure 1 est une vue schématique d'un véhicule ferroviaire sur une voie ;
  • la Figure 2 est une vue schématique des équipements embarqués d'un système pour sécuriser un véhicule ferroviaire selon l'invention,
  • la Figure 3 est une vue schématique d'un véhicule ferroviaire sur une pente ;
  • la Figure 4 est un organigramme d'un procédé pour sécuriser un véhicule ferroviaire,
  • la Figure 5 est une courbe de la vitesse maximale autorisée en fonction de la position instantanée,
  • la Figure 6 est une courbe de la vitesse maximale autorisée en fonction du temps,
  • la Figure 7 est un organigramme d'une partie d'un procédé selon un mode de réalisation de l'invention, et
  • la Figure 8 est une courbe de la vitesse maximale autorisée en fonction du temps.
The invention and its advantages will be better understood on reading the description which follows, given solely by way of example and with reference to the appended drawings, in which:
  • the Figure 1 is a schematic view of a railway vehicle on a track;
  • the Figure 2 is a schematic view of the on-board equipment of a system for securing a railway vehicle according to the invention,
  • the Figure 3 is a schematic view of a railway vehicle on a slope;
  • the Figure 4 is a flowchart of a process for securing a railway vehicle,
  • the Figure 5 is a curve of the maximum speed allowed according to the instantaneous position,
  • the Figure 6 is a curve of the maximum speed allowed as a function of time,
  • the Figure 7 is a flowchart of part of a method according to an embodiment of the invention, and
  • the Figure 8 is a curve of the maximum speed allowed as a function of time.

La Figure 1 montre schématiquement un train ou véhicule ferroviaire 10 roulant sur une voie 11. La voie 11 et le véhicule sont sécurisés par un système selon l'invention. Le véhicule ferroviaire 10 comprend une ou plusieurs voitures, dont au moins une comprend un système de traction, par exemple un moteur.The Figure 1 schematically shows a train or railway vehicle 10 running on a track 11. The track 11 and the vehicle are secured by a system according to the invention. The railway vehicle 10 comprises one or more cars, at least one of which comprises a traction system, for example an engine.

Le but d'un système pour sécuriser un déplacement d'un véhicule ferroviaire est d'assurer que le véhicule ferroviaire 10 s'arrête avant un point dangereux et ne dépasse pas un point limite. Un autre but d'un tel système est d'assurer que le véhicule ferroviaire respecte les limitations de vitesse pour éviter une survitesse à des points dangereux de la voie 11, par exemple des virages, des endroits où des hommes travaillent sur la voie, des passages à niveaux, etc.The purpose of a system for securing a movement of a railway vehicle is to ensure that the railway vehicle 10 stops before a dangerous point and does not exceed a limit point. Another purpose of such a system is to ensure that the railway vehicle respects the speed limits to avoid overspeed at dangerous points of the track 11, for example turns, places where men work on the track, level crossings, etc.

Le système comprend d'une part des équipements au sol et d'autre part des équipements embarqués dans le véhicule ferroviaire 10. Les équipements au sol sont propres à donner ou envoyer des informations aux équipements embarqués.The system comprises on the one hand equipment on the ground and on the other hand equipment embedded in the railway vehicle 10. Ground equipment is able to give or send information to the onboard equipment.

Le véhicule ferroviaire 10 comprend un contrôleur 12 pour sécuriser le véhicule ferroviaire 10 qui est relié à au moins un capteur de roue 14 pour déterminer une vitesse instantanée du véhicule ferroviaire 10. Il est relié en outre à un système de freinage 16, à un récepteur d'informations de voie 18, à un capteur d'accélération 20, par exemple en forme d'un accéléromètre, et à un affichage ou dispositif de commande 22 pour donner au conducteur les informations nécessaires.The railway vehicle 10 comprises a controller 12 for securing the railway vehicle 10 which is connected to at least one wheel sensor 14 to determine an instantaneous speed of the railway vehicle 10. It is further connected to a braking system 16, to a receiver channel information 18, an acceleration sensor 20, for example in the form of an accelerometer, and a display or control device 22 to give the driver the necessary information.

Le système de freinage 16 est propre à commander les freins du véhicule ferroviaire 10 à partir d'instructions reçues du contrôleur 12.The braking system 16 is capable of controlling the brakes of the rail vehicle 10 from instructions received from the controller 12.

Le récepteur d'informations de voie 18 est agencé pour recevoir les signaux émis par des balises 32 disposées le long de la voie.The channel information receiver 18 is arranged to receive the signals emitted by beacons 32 arranged along the track.

Le capteur d'accélération 20 a un axe de sensibilité suivant la direction de la voie 11. Autrement dit, il mesure l'accélération parallèlement aux rails de la voie 11.The acceleration sensor 20 has a sensitivity axis along the direction of the track 11. In other words, it measures the acceleration parallel to the rails of the track 11.

Les équipements au sol comprennent une ou plusieurs balises 32 agencées le long de la voie 11, qui sont propres à envoyer des informations au véhicule ferroviaire 10. Ils comprennent en outre un signal d'arrêt 34, tel qu'un feu, jusqu'auquel le véhicule ferroviaire 10 est autorisé de rouler. Les balises 32 sont des balises pour le système ETCS par exemple.The ground equipment comprises one or more beacons 32 arranged along the track 11, which are adapted to send information to the railway vehicle 10. They further comprise a stop signal 34, such as a fire, up to which the railway vehicle 10 is allowed to drive. The tags 32 are beacons for the ETCS system for example.

Une autorité de mouvement est définie en amont du signal 34 du fait de l'existence d'un point dangereux 36 dans la voie 11 en aval du signal 34, par exemple un passage à niveau où la barrière n'a pas encore été fermée. Cette autorité de mouvements est caractérisée par une distance maximale notée dA que le véhicule ferroviaire est autorisé à parcourir à compter d'un point déterminé défini ici par la position d'une balise 32. Ainsi, l'autorité de mouvement définit un tronçon maximal de la voie que le véhicule est autorisé à parcourir sans en dépasser l'extrémité aval.A movement authority is defined upstream of the signal 34 because of the existence of a dangerous point 36 in the channel 11 downstream of the signal 34, for example a level crossing where the barrier has not yet been closed. This movement authority is characterized by a maximum distance noted d A that the rail vehicle is authorized to travel from a point defined here by the position of a beacon 32. Thus, the movement authority defines a maximum section the way the vehicle is allowed to go without exceeding the downstream end.

Par exemple, les balises 32 sont propres à envoyer au véhicule ferroviaire 10 des informations sur la distance maximale dA que le véhicule ferroviaire est autorisé à parcourir à partir de la balise 32, le gradient de la voie 11 et les vitesses maximales autorisées en fonction de la position sur la voie, par exemple par rapport à une distance prédéfinie de la balise 32 ou d'un autre point de référence fixe. Le gradient de la voie désigne la pente de la voie.For example, the tags 32 are suitable for sending to the railway vehicle 10 information on the maximum distance d A that the railway vehicle is authorized to travel from the beacon 32, the gradient of the lane 11 and the maximum speeds allowed depending on the position on the track, for example with respect to a predefined distance from the beacon 32 or from another fixed reference point. The gradient of the track designates the slope of the track.

Dans un mode de réalisation, la distance à parcourir et les valeurs de vitesse maximale autorisée sur la voie 11 à une distance prédéfinie sont envoyées conjointement, par exemple sous forme d'une courbe de vitesse maximale autorisée en fonction de la distance. En d'autres termes, la balise 32 donne au véhicule ferroviaire 10 une autorité de mouvement en termes de distance et de vitesses maximales autorisées.In one embodiment, the distance to be traveled and the maximum speed values allowed on the channel 11 at a predefined distance are sent together, for example in the form of a maximum speed curve authorized as a function of the distance. In other words, the beacon 32 gives the railway vehicle 10 a movement authority in terms of distance and maximum authorized speeds.

Dans un autre mode de réalisation, au moins deux types de balise 32 existent dont un premier type fournit l'autorité de mouvement au véhicule et l'autre, deuxième type donne seulement un point de référence pour permettre au véhicule ferroviaire de connaître la distance déjà parcourue depuis la dernière autorité de mouvement reçue par le véhicule ferroviaire.In another embodiment, at least two types of beacon 32 exist, one of which provides the authority for movement to the vehicle and the other type gives only a reference point to allow the railway vehicle to know the distance already traveled since the last movement authority received by the railway vehicle.

Dans d'autres modes de réalisation, l'information sur la distance que le véhicule ferroviaire 10 est autorisé à parcourir et/ou les vitesses maximales autorisées en fonction de la distance sur la voie 11 sont envoyées par un autre système, par exemple par une connexion radio, comme GSM-R.In other embodiments, the distance information that the railway vehicle 10 is allowed to travel and / or the maximum permissible speeds as a function of the distance on the lane 11 are sent by another system, for example by a radio connection, like GSM-R.

Dans une variante, les balises 32 sont des balises virtuelles qui sont définies par leur position sur la voie ou leurs coordonnées. Le véhicule ferroviaire comprend dans ce cas un récepteur d'un système de géolocalisation connecté au contrôleur 12. Si le véhicule ferroviaire passe sur une balise virtuelle, ce qui est déterminé par une comparaison de la position instantanée du véhicule ferroviaire et de la position de la balise virtuelle, les informations sur la distance que le véhicule ferroviaire 10 est autorisé à parcourir et/ou les vitesses maximales autorisées en fonction de la distance sur la voie 11 sont envoyées par une connexion radio.In one variant, the tags 32 are virtual tags which are defined by their position on the track or their coordinates. In this case, the railway vehicle comprises a receiver of a geolocation system connected to the controller 12. If the railway vehicle passes over a virtual beacon, this is determined by a comparison of the instantaneous position of the railway vehicle and the position of the virtual beacon, the information on the distance that the railway vehicle 10 is authorized to travel and / or the maximum authorized speeds as a function of the distance on the channel 11 are sent by a radio connection.

La Figure 2 montre schématiquement les équipements embarqués du système pour sécuriser le déplacement du véhicule ferroviaire. Le procédé est mis en oeuvre par un logiciel pilotant le contrôleur 12 embarqué dans le véhicule ferroviaire 10.The Figure 2 schematically shows the equipment embedded system to secure the movement of the railway vehicle. The method is implemented by software controlling the controller 12 embedded in the railway vehicle 10.

Le contrôleur 12 comprend une unité de calcul 120, par exemple un ordinateur embarqué, propre à calculer une courbe de vitesse maximale autorisée en fonction du temps comme décrit ci-dessous et à comparer la vitesse instantanée du véhicule ferroviaire 10 avec la vitesse maximale autorisée à l'instant considéré. Dans un autre mode de réalisation, l'unité de calcul est propre à calculer une courbe de vitesse maximale autorisée en fonction de distance spécifique pour ce véhicule ferroviaire, une distance maximale parcourue, et/ou une distance minimale parcourue.The controller 12 comprises a computing unit 120, for example an on-board computer, capable of calculating a maximum authorized speed versus time curve as described below and comparing the instantaneous speed of the railway vehicle 10 with the maximum speed authorized to the moment considered. In another embodiment, the computing unit is capable of calculating a maximum authorized speed curve as a function of specific distance for this railway vehicle, a maximum distance traveled, and / or a minimum distance traveled.

Le capteur de roue 14 est connecté à l'unité de calcul 120 pour fournir des informations sur la rotation de la roue associée au capteur de roue. Par exemple, le capteur de roue 14 est propre à fournir en permanence, à l'unité de calcul 120, des impulsions à une fréquence proportionnelle à la vitesse de rotation de la roue et/ou une vitesse instantanée mesurée. Le capteur 14 est par exemple un capteur de position angulaire de la roue. Dans le procédé pour sécuriser le déplacement du véhicule ferroviaire selon un mode de réalisation, le capteur de roue 14 est utilisé pour une odométrie et pour une tachymétrie, par exemple pour afficher au conducteur la vitesse instantanée mesurée et/ou pour comparer la vitesse instantanée mesurée avec la vitesse maximale autorisée.The wheel sensor 14 is connected to the computing unit 120 to provide information on the rotation of the wheel associated with the wheel sensor. For example, the wheel sensor 14 is able to permanently provide the calculation unit 120 with pulses at a frequency proportional to the speed of rotation of the wheel and / or a measured instantaneous speed. The sensor 14 is for example an angular position sensor of the wheel. In the method for securing the movement of the railway vehicle according to one embodiment, the wheel sensor 14 is used for an odometry and for a tachometer, for example to display the measured instantaneous speed to the driver and / or to compare the instantaneous speed measured with the maximum speed allowed.

Le capteur d'accélération 20 est connecté à l'unité de calcul 120 qui est propre à déterminer à partir des informations du capteur d'accélération 20 si les informations issues du capteur de roues 14 sont pertinentes et utilisables pour un calcul de la courbe de vitesse maximale autorisée en fonction du temps comme cela sera décrit ci-dessous. Grace au capteur d'accélération 20, selon l'invention, le contrôleur 12 ou son unité de calcul 120 est propre à déterminer si la roue du véhicule ferroviaire n'est sûrement pas dans une phase de patinage ou d'enrayage. Donc, le contrôleur 12 est propre à déterminer si l'information sur la rotation de la roue associée au capteur de roue est utilisable pour une odométrie.The acceleration sensor 20 is connected to the calculation unit 120 which is able to determine from the information of the acceleration sensor 20 whether the information from the wheel sensor 14 is relevant and usable for a calculation of the maximum speed allowed as a function of time as will be described below. Thanks to the acceleration sensor 20, according to the invention, the controller 12 or its calculation unit 120 is able to determine if the wheel of the railway vehicle is surely not in a phase of slippage or jamming. Therefore, the controller 12 is able to determine if the wheel rotation information associated with the wheel sensor is usable for odometry.

Comme illustré sur la Figure 2, le récepteur d'informations de voie 18 est connecté à l'unité de calcul 120 et est propre à lui fournir à chaque passage devant une balise 32, une autorité de mouvement et/ou la position.As illustrated on the Figure 2 , the channel information receiver 18 is connected to the calculation unit 120 and is able to provide each passage in front of a tag 32, a movement authority and / or position.

Une mémoire 128 du contrôleur contient un modèle du véhicule ferroviaire comprenant un modèle dynamique de celui-ci permettant au contrôleur 12 de calculer une courbe de freinage et/ou de vitesse en fonction de la position ou du temps pour respecter l'autorité de mouvement reçue comme expliqué en détail ci-dessous.A memory 128 of the controller contains a model of the railway vehicle comprising a dynamic model thereof that allows the controller 12 to calculate a braking and / or speed curve according to the position or time to respect the movement authority received. as explained in detail below.

En outre, l'unité de calcul 120 contrôle un système de freinage 16. Par exemple, si l'unité de calcul du contrôleur 12 détecte que le véhicule ferroviaire roule à une vitesse supérieure à une vitesse maximale définie par une courbe de vitesse en fonction du temps ou en fonction de distance, il commande au système de freinage 16 d'effectuer un freinage d'urgence pour s'assurer que le véhicule ferroviaire ne dépasse pas un point dangereux, par exemple après un avertissement éventuel.In addition, the computing unit 120 controls a braking system 16. For example, if the computing unit of the controller 12 detects that the railway vehicle is traveling at a speed greater than a maximum speed defined by a speed curve based on time or distance, it commands the braking system 16 to perform an emergency braking to ensure that the railway vehicle does not exceed a dangerous point, for example after a warning.

Il sera expliqué dans un premier temps comment une valeur de vitesse fiable est déduite à partir d'un capteur de roue et d'un capteur d'accélération. Ensuite, un procédé est expliqué dans lequel une application d'une valeur de vitesse fiable est utilisée pour le calcul d'une courbe de vitesse maximale autorisée en fonction du temps qui utilise la distance minimale parcourue et la distance maximale parcourue par le véhicule ferroviaire.It will first be explained how a reliable speed value is derived from a wheel sensor and an acceleration sensor. Next, a method is explained in which an application of a reliable velocity value is used for the calculation of a maximum permissible velocity curve as a function of time using the minimum distance traveled and the maximum distance traveled by the railway vehicle.

Théoriquement, une utilisation des valeurs d'accélération de l'accéléromètre pour une estimation exacte de la vitesse du véhicule ferroviaire est possible, mais ceci est rendu complexe par l'influence du gradient de la voie 11, car l'accéléromètre mesure la somme des forces dans l'axe de sensibilité du capteur de l'accélération 20. Il est alors nécessaire de connaître le gradient de la voie 11 précisément. De plus, le profil de gradient de la voie 11 envoyé au véhicule ferroviaire 10 dans l'autorité de mouvement n'est pas utilisable pour un tel calcul. Le procédé selon l'invention propose une autre solution pour déterminer la vitesse instantanée précise.Theoretically, it is possible to use accelerometer acceleration values for an accurate estimation of rail vehicle speed, but this is complicated by the influence of the channel 11 gradient, since the accelerometer measures the sum of forces in the sensitivity axis of the acceleration sensor 20. It is then necessary to know the gradient of the channel 11 precisely. In addition, the gradient profile of the channel 11 sent to the rail vehicle 10 in the movement authority is not usable for such a calculation. The method according to the invention proposes another solution for determining the precise instantaneous speed.

Typiquement, lorsque le véhicule ferroviaire 10 roule sans exercer d'effort d'accélération ou de freinage les valeurs mesurées par le capteur de roue 14 sont fiables puisqu'il n'y a pas de risque de glissement ou d'enraillement. De manière générale, ces résultats sont fiables quand la roue ne glisse pas ou ne s'enraille pas.Typically, when the rail vehicle 10 rolls without exerting acceleration or braking force the values measured by the wheel sensor 14 are reliable since there is no risk of slipping or braking. In general, these results are reliable when the wheel does not slip or fray.

La Figure 3 montre le véhicule ferroviaire 10 sur la voie 11 ayant une pente d'un angle α. Dans le cas où le véhicule ferroviaire 10 est arrêté sur la voie 11 avec les freins appliqués pour éviter tout mouvement. Les forces agissant sur le véhicule ferroviaire 10 sont la force de gravité 52, la force de freinage 50 (= M.g. sin α) et la force de réaction 54 de la voie (= M.g. cos α), avec M la masse du véhicule ferroviaire, g l'accélération de la pesanteur et α l'angle entre la voie et l'horizontale. La force normale 54 correspond à la force exercée par la voie sur le véhicule ferroviaire 10. Les trois forces 50, 52, 54 cumulées donnent une force égale à zéro, car le véhicule ferroviaire est à l'arrêt. Le capteur d'accélération 20 mesure seulement la force de freinage 50 qui à une valeur égale à la composante de force de gravité en direction de la voie 11.The Figure 3 shows the rail vehicle 10 on the track 11 having a slope of an angle α. In the case where the railway vehicle 10 is stopped on the track 11 with the brakes applied to prevent any movement. The forces acting on the railway vehicle 10 are the force of gravity 52, the braking force 50 (= Mg sin α) and the reaction force 54 of the track (= Mg cos α), with M the mass of the railway vehicle, g the acceleration of gravity and the angle between the track and the horizontal. The normal force 54 corresponds to the force exerted by the track on the railway vehicle 10. The three forces 50, 52, 54 accumulated give a force equal to zero because the railway vehicle is at a standstill. The acceleration sensor 20 measures only the braking force 50 which has a value equal to the gravitational force component in the direction of the track 11.

Dans le cas où le véhicule ferroviaire 10 roule sans efforts sur la pente, les forces de freinage et de traction sont nulles, et seulement la partie de la force de gravité, qui n'est pas mesurable par un accéléromètre, en direction de la voie (M.g. sin α) accélère le véhicule ferroviaire 10.In the case where the rail vehicle 10 rolls without effort on the slope, the braking forces and traction are zero, and only the part of the force of gravity, which is not measurable by an accelerometer, towards the track (Mg sin α) accelerates the rail vehicle 10.

Donc, le capteur d'accélération 20 embarqué ne mesure pas la force de gravitation 52 ou sa composante en direction de la voie 11. En plus, le capteur d'accélération ne mesure pas, à cause de son axe de sensibilité, la force normale 54 qui est orthogonale à l'axe de sensibilité de l'accéléromètre 34. La seule force mesurée par l'accéléromètre 20 est celle exercée par la traction ou le frein sur la voie 11 et les forces de frottement. En effet, le capteur d'accélération 20 mesure l'accélération seulement en direction de la voie. Donc, le capteur d'accélération 20 est utilisable pour connaître et mesurer l'effort du véhicule ferroviaire 10 sur la voie 11. Ceci permet alors la détection de périodes pendant lesquelles aucun patinage n'est possible : quand le véhicule ferroviaire n'effectue aucun effort de traction. Et, de même, ce procédé permet la détection de périodes pendant lesquelles aucun enraillage n'est possible : quand le véhicule ferroviaire n'effectue aucun effort de freinage.Therefore, the on-board acceleration sensor 20 does not measure the gravitational force 52 or its component towards the track 11. In addition, the acceleration sensor does not measure, because of its axis of sensitivity, the normal force 54 which is orthogonal to the sensitivity axis of the accelerometer 34. The only force measured by the accelerometer 20 is that exerted by the traction or the brake on the track 11 and the friction forces. Indeed, the acceleration sensor 20 measures the acceleration only in the direction of the track. Therefore, the acceleration sensor 20 can be used to know and measure the force of the rail vehicle 10 on the channel 11. This then allows the detection of periods during no slippage is possible: when the railway vehicle does not exert any traction force. And, similarly, this method allows the detection of periods during which no reinforcement is possible: when the railway vehicle does not make any braking effort.

De cette manière il est alors possible de déterminer les périodes dans lesquelles le capteur de roue donne une information fiable sur la vitesse instantanée du véhicule ferroviaire. Cette vitesse instantanée fiable est utilisable pour le calcul de courbes de vitesse maximale autorisée, la distance maximale parcourue et/ou la distance minimale parcourue.In this way it is then possible to determine the periods in which the wheel sensor gives reliable information on the instantaneous speed of the railway vehicle. This reliable instantaneous speed is usable for the calculation of maximum authorized speed curves, the maximum distance traveled and / or the minimum distance traveled.

Ci-dessous un procédé pour déterminer une courbe de vitesse en fonction du temps sera expliqué dans lequel une information fiable sur la vitesse instantanée est utilisée pour augmenter son performance.Below a method for determining a speed versus time curve will be explained in which reliable instantaneous speed information is used to increase its performance.

La Figure 4 montre un organigramme du procédé de base pour déterminer une courbe de vitesse en fonction du temps. Il sera expliqué conjointement avec les courbes de vitesse maximale autorisée dans les Figures 5 et 6. L'utilisation de l'information fiable sur la vitesse instantanée est ensuite expliquée conjointement avec les Figures 7 et 8.The Figure 4 shows a flowchart of the basic process for determining a velocity versus time curve. It will be explained in conjunction with the maximum speed curves allowed in the Figures 5 and 6 . The use of reliable information on instantaneous speed is then explained together with the Figures 7 and 8 .

A partir d'une balise 32, une autorité de mouvement est fournie sous forme d'une courbe de vitesse maximale autorisée 200 sur la voie 11 en fonction de la position sur la voie, c'est-à-dire en fonction d'une distance par rapport à un point de référence notamment constitué de la balise 32, et une distance maximale à parcourir dA à partir de cette balise.From a beacon 32, a movement authority is provided in the form of a maximum authorized speed curve 200 on the lane 11 as a function of the position on the lane, that is to say according to a distance with respect to a particular reference point consisting of the tag 32, and a maximum distance of a from this tag.

Le véhicule ferroviaire 10 a une vitesse V0 lors du passage sur la balise 32. Dans un mode de réalisation, la vitesse réelle V0 exacte n'est pas connue par le contrôleur 12. Mais, le contrôleur 12 connaît un intervalle de vitesse entre V0,min et V0,max englobant la vitesse réelle du véhicule ferroviaire V0.The rail vehicle 10 has a speed V0 when passing on the beacon 32. In one embodiment, the actual real speed V0 is not known by the controller 12. But, the controller 12 knows a speed interval between V0, min and V0, max including the actual speed of the rail vehicle V0.

La courbe de vitesse maximale autorisée 200 en fonction de distance illustrée sur la figure 5 fournie par la balise 32 comprend trois sections 202, 204, 206 avec des vitesses maximales autorisées différentes sur différentes sections de voie. La distance 0 correspond au positionnement de la balise 32.The maximum speed curve 200 as a function of distance illustrated on the figure 5 provided by the tag 32 comprises three sections 202, 204, 206 with different maximum allowed speeds on different sections of track. The distance 0 corresponds to the positioning of the tag 32.

Sur la première section 202 de la voie 11, le véhicule ferroviaire 10 est autorisé à circuler à une première vitesse maximale autorisée V1 sur une première distance d202. Sur la deuxième section 204 de la voie 11, le véhicule ferroviaire est autorisé à circuler à une deuxième vitesse maximale autorisée V2 sur une deuxième distance d204, et sur la troisième section 206 de la voie 11, le véhicule ferroviaire 10 est autorisé à circuler à une troisième vitesse maximale autorisée V3 sur une troisième distance d206, avant d'arriver à la fin de l'autorité de mouvement où le véhicule ferroviaire devrait être arrêté au point 208. Les trois sections 202, 204, 206 correspondent ensemble à la distance maximale dA que le véhicule ferroviaire est autorisé à parcourir.On the first section 202 of the track 11, the railway vehicle 10 is authorized to circulate at a first maximum authorized speed V1 over a first distance d 202 . On the second section 204 of track 11, the railway vehicle is authorized to run at a second maximum authorized speed V2 over a second distance 204 , and on the third section 206 of track 11, the railway vehicle 10 is authorized to circulate at a third maximum authorized speed V3 over a third distance d 206 , before reaching the end of the movement authority where the railway vehicle should be stopped at point 208. The three sections 202, 204, 206 together correspond to the maximum distance d A that the railway vehicle is allowed to travel.

A partir des sections 202, 204, 206 avec leur vitesse maximale autorisée respective V1, V2, V3, l'unité de calcul 120 calcule dans une étape 1000 illustrée sur la figure 4, une courbe de vitesse maximale autorisée spécifique 210 en fonction de la position du véhicule sur la voie spécifiquement pour le véhicule ferroviaire en cause 10, en utilisant l'information sur le modèle dynamique du véhicule ferroviaire stocké dans la mémoire 128, et, le cas échéant, l'information de la topologique de la voie. Par exemple, des informations sur les capacités de freinage et/ou une accélération issues du modèle dynamique du véhicule ferroviaire stocké dans la mémoire 128 sont utilisées.From sections 202, 204, 206 with their respective maximum allowed speeds V1, V2, V3, the calculation unit 120 calculates in a step 1000 illustrated on FIG. figure 4 a specific maximum authorized speed curve 210 as a function of the position of the vehicle on the track specifically for the railway vehicle in question 10, using the information on the dynamic model of the railway vehicle stored in the memory 128, and, where appropriate, where appropriate, the topological information of the track. For example, information on the braking capabilities and / or acceleration from the dynamic model of the rail vehicle stored in the memory 128 are used.

Cette courbe de vitesse maximale autorisée spécifique en fonction de la distance 210 est différente de la vitesse maximale autorisée sur la voie 11 avant ou après un changement de section. Elle est alors représentée en pointillés.This specific maximum permissible speed versus distance curve 210 is different from the maximum speed allowed on lane 11 before or after a section change. It is then represented in dotted lines.

Comme illustré sur la Figure 4, le contrôleur 12 calcule à l'étape 1001 une courbe de vitesse maximale 300 autorisée en fonction du temps et non plus en fonction de la position, à partir de la courbe de vitesse maximale autorisée spécifique en fonction de la distance 210 en utilisant le modèle dynamique du véhicule ferroviaire stocké dans le mémoire 128. La courbe de vitesse maximale autorisée 300 en fonction du temps est illustrée schématiquement sur la Figure 6. Pour des fins d'illustration, une courbe de vitesse maximale autorisée spécifique 301 en fonction de la distance qui correspond à la courbe de vitesse maximale autorisée en fonction du temps 300 est montrée dans la Figure 5.As illustrated on the Figure 4 , the controller 12 calculates in step 1001 a maximum speed curve 300 allowed as a function of time and no longer according to the position, from the specific maximum authorized speed curve as a function of the distance 210 using the model railway vehicle stored in the memory 128. The maximum authorized speed curve 300 as a function of time is schematically illustrated on the Figure 6 . For purposes of illustration, a specific maximum speed curve 301 as a function of the distance that corresponds to the maximum permissible speed versus time curve 300 is shown in FIG. Figure 5 .

Le véhicule ferroviaire utilise la courbe 300 de la vitesse maximale autorisée en fonction de temps pour comparer à tout moment pendant son trajet sa vitesse instantanée avec la vitesse maximale autorisée à cet instant précis et pour effectuer un freinage, en cas de dépassement de cette vitesse maximale autorisée, par exemple après un avertissement éventuel.The railway vehicle uses the curve 300 of the maximum authorized speed as a function of time to compare at any moment during its journey its instantaneous speed with the maximum speed authorized at this precise instant and to make a braking, if this maximum speed is exceeded. allowed, for example after a warning.

Le système et le procédé garantissent que le véhicule ne dépasse à aucun moment les vitesses maximales autorisées sur les différentes sections de la voie 11.The system and method ensure that the vehicle never exceeds the maximum permitted speeds on the different sections of the track 11.

Un temps maximale restant à rouler tA commence au moment où le véhicule ferroviaire 10 passe par l'origine du tronçon maximal que le véhicule ferroviaire est autorisé à parcourir correspondant à la distance dA. Le temps tA commence par exemple au moment où le véhicule ferroviaire passe sur la balise 32 qui a envoyé l'autorité de mouvement.A maximum remaining time to roll t A begins at the moment when the railway vehicle 10 passes through the origin of the maximum section that the rail vehicle is authorized to travel corresponding to the distance d A. The time t A begins for example when the railway vehicle passes on the tag 32 which sent the movement authority.

Un exemple simplifié de la construction de la courbe de vitesse maximale autorisée 300 en fonction du temps qui est faite lorsque le véhicule ferroviaire passe sur la balise 32 est expliqué dans la suite. Dans une première plage de temps 302 la vitesse maximale autorisée augmente de la vitesse instantanée V0,max jusqu'à la vitesse V1 qui sera autorisée pendant la plage de temps 304 en utilisant la capacité maximale d'accélération amax du véhicule ferroviaire stockée dans la mémoire 128. Le véhicule ferroviaire atteint - théoriquement pour le calcul de la courbe 300 en fonction du temps - la vitesse maximale V1 après un temps t0 après avoir parcouru une distance d0. Dans l'hypothèse d'une accélération constante,
le temps est t0=(V1-V0,max)/amax et
la distance parcourue correspondante est d0=(V1+V0,max) *t0/2.A simplified example of the construction of the maximum allowed speed curve 300 as a function of time when the railway vehicle passes over the tag 32 is explained below. In a first time range 302 the maximum authorized speed increases from the instantaneous speed V 0, max to the speed V 1 which will be authorized during the time period 304 by using the maximum acceleration capacity a max of the railway vehicle stored in the memory 128. The rail vehicle reaches - theoretically for the calculation of the curve 300 as a function of time - the maximum speed V1 after a time t 0 after having traveled a distance d 0 . Assuming a constant acceleration,
the time is t 0 = (V1-V0, max) / a max and
the corresponding distance traveled is d 0 = (V1 + V0, max) * t 0/2 .

La vitesse maximale V1 sera autorisée pendant la plage de temps 304. Cette plage de temps 304 correspond au temps que le véhicule ferroviaire besoin pour parcourir la distance entre d0 et d1, s'il roule en vitesse V1. Pour calculer la courbe de vitesse maximale autorisée 300 en fonction du temps sur la section 204, l'unité de calcul de la courbe n'utilise pas l'augmentation de la vitesse maximale autorisée sur la voie de la section 202 à la section 204 pour passer de V1 à V2, si elle n'a pas d'informations fiables sur le fait que le véhicule ferroviaire 10 a déjà parcouru la distance d202. Cette information provient par exemple d'une balise placée entre les sections 202 et 204 ou d'un calcul de la distance minimale parcourue grâce à des signaux de sortie du capteur de roue 14 et du capteur d'accélération 20 comme il sera expliqué plus tard.The maximum speed V1 will be allowed during the time period 304. This time period 304 corresponds to the time that the rail vehicle needs to travel the distance between d 0 and d 1, if it is traveling at a speed V 1. To calculate the maximum allowable speed curve 300 as a function of time on section 204, the curve calculation unit does not use the increase in the maximum permitted speed on the section 202 track to section 204 for from V1 to V2, if it has no reliable information that the rail vehicle 10 has already traveled the distance d 202 . This information comes for example from a beacon placed between the sections 202 and 204 or a calculation of the minimum distance traveled through the output signals of the wheel sensor 14 and the acceleration sensor 20 as will be explained later .

Par exemple, si le véhicule ferroviaire avait utilisé le capteur de roue pour estimer la distance d202, un patinage, par exemple lors de l'accélération de V0 à V1, aurait mené à une surestimation de la distance parcourue. Donc, le véhicule ferroviaire pourrait se retrouver encore dans la section 202 au lieu de 204. Par conséquence, si le procédé avait autorisé une accélération de V1 à V2, le véhicule ferroviaire pourrait rouler à une survitesse non autorisée sur la section 202.For example, if the railway vehicle had used the wheel sensor to estimate the distance d 202 , a slip, for example during the acceleration of V0 to V1, would have led to an overestimate of the distance traveled. Therefore, the rail vehicle could still be in section 202 instead of 204. Therefore, if the process had allowed an acceleration from V1 to V2, the rail vehicle could run at an unauthorized overspeed on section 202.

Dans la suite on suppose qu'une information de position n'est pas obtenue entre les sections 202 et 204.In the following it is assumed that positional information is not obtained between sections 202 and 204.

La distance d1 dépend de la distance d2, qui correspond à la fin de la section 204 et est connue, et des capacités de freinage minimum garanti af pour réduire la vitesse de V1 à V3 à la fin de la section 204.The distance d 1 depends on the distance d 2 , which corresponds to the end of section 204, and is known, and the minimum braking capacity guaranteed f to reduce the speed of V1 to V3 at the end of section 204.

Le véhicule ferroviaire roulant à la vitesse V1 a besoin du temps t2-t1=(V3-V1)/af correspondant à la plage de temps 306 pour réduire sa vitesse à la vitesse V3 et une distance entre d1 et d2 qui correspond à (V3+V1)/2*(t2-t1). d1 est déduit des équations qui précèdent. A partir de cette information, il est possible de calculer le temps t1 jusqu'auquel le véhicule ferroviaire est autorisé à rouler à la vitesse maximale V1, par exemple, t1 = (d1-d0)/V1+t0.The railway vehicle running at the speed V1 needs time t 2 -t 1 = (V 3 -V 1 ) / a f corresponding to the time range 306 to reduce its speed to the speed V 3 and a distance between d 1 and d 2 which corresponds to (V3 + V1) / 2 * (t 2 -t 1 ). d 1 is deduced from the preceding equations. From this information, it is possible to calculate the time t 1 up to which the railway vehicle is authorized to drive at the maximum speed V1, for example, t 1 = (d 1 -d 0 ) / V 1 + t 0 .

Alors, la courbe de vitesse maximale autorisée 300 en fonction du temps est maintenant construite jusqu'au temps t2.Then, the maximum allowed speed curve 300 as a function of time is now built up to time t 2 .

La plage de temps 308 pendant laquelle la vitesse maximale V3 est autorisée, la plage de temps 310 et le temps t3 à partir duquel le véhicule est obligé à réduire sa vitesse, s'il roule à la vitesse V3, sont calculés de manière similaire aux plages de temps 304 et 306. Donc, la courbe de vitesse maximale autorisée 300 en fonction du temps est calculée jusqu'à tA.The time period 308 during which the maximum speed V3 is authorized, the time range 310 and the time t 3 from which the vehicle is obliged to reduce its speed, if it is traveling at the speed V3, are calculated in a similar way. to time ranges 304 and 306. Thus, the maximum allowed speed curve 300 as a function of time is calculated up to t A.

La courbe de vitesse maximale autorisée 300 en fonction du temps calculée par l'unité de calcul 120 dépend de la vitesse maximale autorisée sur la voie 200 qui est, par exemple, prescrit par les autorités ferroviaires et des capacités de freinage et d'accélération du véhicule ferroviaire 10. La courbe de vitesse 300 en fonction du temps donne alors pour un moment donné la vitesse maximale autorisée pour le véhicule ferroviaire.The maximum authorized speed curve 300 as a function of time calculated by the calculation unit 120 depends on the maximum speed allowed on the track 200 which is, for example, prescribed by the railway authorities and the braking and acceleration capacities of the railway vehicle 10. The speed curve 300 as a function of time then gives for a given moment the maximum speed authorized for the railway vehicle.

Le calcul est effectué en supposant que le véhicule ferroviaire roule toujours à la vitesse maximale autorisée de la courbe de vitesse en fonction du temps, et qu'il utilise toujours ses capacités maximales d'accélération et/ou de décélération minimale garantie du modèle dynamique du véhicule ferroviaire. De cette façon, le véhicule ferroviaire respectant ces limites de vitesse évite de dépasser la distance dA de son autorité de mouvement.The calculation is made assuming that the railway vehicle is always traveling at the maximum permitted speed of the speed curve as a function of time, and that it always uses its maximum acceleration and / or minimum deceleration capabilities guaranteed by the dynamic model of the railway vehicle. In this way, the rail vehicle following these speed limits to avoid exceeding the distance A of its authority movement.

Le véhicule roule alors pendant la mise en oeuvre du procédé toujours à la vitesse maximale donnée par la courbe de vitesse maximale autorisée en fonction du temps 300. Si le véhicule roulait à une vitesse en dessous de la courbe de vitesse maximale autorisée en fonction du temps, il risquerait de ne pas atteindre la fin de la distance dA de son autorité de mouvement, car le temps tA aura été atteint auparavant.The vehicle then rolls during the implementation of the method always at the maximum speed given by the maximum permissible speed curve as a function of time 300. If the vehicle was traveling at a speed below the maximum authorized speed curve as a function of time it might not reach the end of the distance d A of its authority movement, for time t A has been reached before.

Dans un mode de réalisation, avant la génération de la courbe de vitesse maximale en fonction du temps, la vitesse instantanée est considérée nulle au départ, par exemple si le véhicule ferroviaire commence à rouler après un arrêt à la gare.In one embodiment, before the generation of the maximum speed curve as a function of time, the instantaneous speed is considered zero initially, for example if the railway vehicle starts to roll after a stop at the station.

Le contrôleur 12, dans une étape de supervision de vitesse 1020, en utilisant la vitesse instantanée mesurée et la courbe de vitesse 300 en fonction du temps, assure que la vitesse maximale autorisée est respectée par le véhicule ferroviaire 10. Si la vitesse maximale autorisée est dépassée, le contrôleur 12, en particulier à l'étape de supervision 1020, ordonne un freinage d'urgence au système de freinage 16. Il est à noter, que l'information provenant du capteur de roue 14 est utilisée pour une telle fonction de tachymétrie.The controller 12, in a speed supervision step 1020, using the measured instantaneous speed and the speed curve 300 as a function of time, ensures that the maximum authorized speed is respected by the railway vehicle 10. If the maximum authorized speed is exceeded, the controller 12, in particular at the supervision step 1020, orders an emergency braking to the braking system 16. It should be noted that the information from the wheel sensor 14 is used for such a function of Tach.

Typiquement, les performances du système et du procédé utilisant des courbes de vitesses en fonction de temps sont améliorées si le véhicule utilise plus de capteurs et/ou si dans la voie 33, plus de balises sont installées.Typically, system and process performance using velocity versus time curves are improved if the vehicle uses more sensors and / or if in lane 33 more beacons are installed.

Ce système de base utilisant des courbes de vitesses en fonction de temps ne perd pas de performance par rapport à un système basé sur la distance parcourue si la distance parcourue avant l'application des freins est supérieure à la distance d'une prochaine balise rencontrée qui, dans un mode de réalisation, déclenche un calcul à nouveau de la courbe de vitesse maximale autorisée en fonction du temps.This basic system using velocity curves as a function of time does not lose any performance compared to a system based on the distance traveled if the distance traveled before the application of the brakes is greater than the distance of a next beacon encountered. , in one embodiment, triggers a recalculation of the maximum allowed speed curve as a function of time.

Dans un mode de réalisation, le système laisse au conducteur la possibilité d'anticiper le freinage et d'approcher un point d'arrêt à l'allure modérée sans être freiné d'urgence. Par exemple, lorsqu'un conducteur anticipe le freinage, il s'approche d'une vitesse modérée Vrelease bien avant de risquer un freinage d'urgence.In one embodiment, the system allows the driver to anticipate braking and to approach a stopping point at a moderate pace without being braked urgently. For example, when a driver anticipates braking, he approaches a moderate speed V release well before risking an emergency braking.

Le procédé et le système sont enrichis pour augmenter encore la performance quand ils prennent en compte en permanence la distance minimale parcourue et la distance maximale parcourue pour calculer une courbe de vitesse maximale autorisée en fonction du temps actualisée. Ceci est fait par la connaissance d'une ou plusieurs valeurs de vitesse instantanée fiable déterminée par le procédé selon l'invention. Ce procédé utilise alors une odométrie basée sur le capteur de roue 14 et le capteur d'accélération 20.The method and system are enriched to further increase performance when they continuously take into account the minimum distance traveled and the maximum distance traveled to calculate a maximum authorized speed curve as a function of the updated time. This is done by knowing one or more reliable instantaneous speed values determined by the method according to the invention. This method then uses an odometry based on the wheel sensor 14 and the acceleration sensor 20.

Un mode de réalisation de l'invention sera alors décrit conjointement avec l'organigramme de la Figure 7 qui montre un organigramme d'une partie d'un procédé pour sécuriser un véhicule ferroviaire. Par exemple, un tel procédé est utilisé dans un système de protection automatique de train basé sur le temps. Néanmoins, l'invention peut aussi être utilisée dans d'autres procédés pour sécuriser le déplacement d'un véhicule ferroviaire.An embodiment of the invention will then be described together with the flowchart of the Figure 7 which shows a flowchart of part of a process for securing a railway vehicle. For example, such a method is used in a time-based automatic train protection system. Nevertheless, the invention can also be used in other methods for securing the movement of a railway vehicle.

L'unité de calcul 120 déduit si les informations sur la vitesse instantanée mesurée dans l'étape de tachymétrie 1010 par le capteur de roue 14 sont fiables et donc utilisables pour une odométrie pour recalculer la courbe de vitesse maximale autorisée 300 en fonction du temps.The calculation unit 120 deduces whether the information on the instantaneous speed measured in the tachometer step 1010 by the wheel sensor 14 is reliable and therefore usable for an odometry to recalculate the maximum authorized speed curve 300 as a function of time.

A l'étape 1060, le contrôleur 12 reçoit au moins une valeur de sortie d'au moins l'un des capteurs de roue 14. Par exemple, la valeur de sortie est un ensemble d'impulsions dont la fréquence est représentative de la vitesse de rotation de la roue. Dans un autre mode de réalisation, le capteur de roue 14 livre lui-même une valeur de vitesse instantanée, soit la vitesse instantanée de rotation de la roue ou soit une estimation de la vitesse instantanée du véhicule ferroviaire 10 calculée par simple produit de la vitesse angulaire de la roue par son rayon. L'estimation comprend, dans un mode de réalisation, une valeur de vitesse instantanée maximale et une valeur de vitesse instantanée minimale lorsque l'unité de calcul 120 applique une marge de sécurité autour de la valeur de vitesse instantanée mesurée.In step 1060, the controller 12 receives at least one output value of at least one of the wheel sensors 14. For example, the output value is a set of pulses whose frequency is representative of the speed rotation of the wheel. In another embodiment, the wheel sensor 14 itself delivers an instantaneous speed value, either the instantaneous speed of rotation of the wheel or an estimate of the instantaneous speed of the railway vehicle 10 calculated by simple product of the speed. angular of the wheel by its radius. The estimate includes, in one mode embodiment, a maximum instantaneous speed value and a minimum instantaneous speed value when the calculation unit 120 applies a safety margin around the measured instantaneous speed value.

A l'étape 1065, le contrôleur 12 reçoit une valeur de sortie produite par le capteur d'accélération 20. La valeur de sortie est représentative de l'accélération mesurée en direction de l'axe de sensibilité du capteur d'accélération 20. La valeur d'accélération est positive si le véhicule ferroviaire 10 accélère sur une voie 11 horizontale et négative si le véhicule ferroviaire 10 freine sur une voie 11 horizontale. Par exemple, le capteur d'accélération livre lui-même une valeur d'accélération. Les étapes 1060 et 1065 peuvent être aussi réalisées en parallèle ou dans l'ordre inverse. Dans un mode de réalisation, le temps de la mesure du capteur d'accélération et/ou du capteur de roue est enregistré pour synchroniser les valeurs de sortie du capteur d'accélération 20 et des capteurs de roue 14.In step 1065, the controller 12 receives an output value produced by the acceleration sensor 20. The output value is representative of the measured acceleration towards the sensitivity axis of the acceleration sensor 20. The The acceleration value is positive if the rail vehicle 10 accelerates on a horizontal and negative track 11 if the railway vehicle 10 brakes on a horizontal track 11. For example, the acceleration sensor itself delivers an acceleration value. Steps 1060 and 1065 can also be performed in parallel or in reverse order. In one embodiment, the measurement time of the acceleration sensor and / or the wheel sensor is recorded to synchronize the output values of the acceleration sensor 20 and the wheel sensors 14.

A partir des valeurs d'accélération, l'unité de calcul 120 détecte, quand le capteur de roue 14 donne des résultats fiables et utilisables pour estimer une distance parcourue ou la vitesse instantanée du véhicule ferroviaire 10. Dans un mode de réalisation, l'unité de calcul 120 détermine des périodes durant lesquelles les valeurs de sortie venant du capteur de roue 14 pour déterminer la vitesse instantanée sont utilisable pour l'estimation de la distance maximale parcourue (lorsque l'effort de freinage exercé ne risque pas de provoquer un enraillage). De la même manière, l'unité de calcul 120 détermine des périodes durant lesquelles les valeurs de sortie venant du capteur de roue 14 pour déterminer la vitesse instantanée sont utilisable pour l'estimation de la distance minimale parcourue (lorsque l'effort de traction exercé ne risque pas de provoquer un patinage).From the acceleration values, the computing unit 120 detects when the wheel sensor 14 gives reliable and usable results for estimating a distance traveled or the instantaneous speed of the railway vehicle 10. In one embodiment, the calculation unit 120 determines periods during which the output values coming from the wheel sensor 14 to determine the instantaneous speed are usable for the estimation of the maximum distance traveled (when the braking force exerted is not likely to cause a retraction ). In the same way, the calculation unit 120 determines periods during which the output values coming from the wheel sensor 14 for determining the instantaneous speed are usable for the estimation of the minimum distance traveled (when the traction force exerted does not risk causing skating).

Ces déterminations sont faites à l'étape 1070, dans laquelle les valeurs de l'accélération en direction de la voie sont comparées avec des valeurs d'accélération prédéterminées.These determinations are made at step 1070, wherein the values of the acceleration towards the channel are compared with predetermined acceleration values.

Dans le cas d'un calcul de la distance maximale parcourue, les valeurs de vitesse instantanées, ou, dans le cas échéant, les valeurs de vitesse maximales instantanées, sont utilisables si l'effort mesuré par l'accéléromètre est supérieur à une première valeur prédéterminée (par exemple -0,4 m/s2). En effet, dans ce cas, on est sûr que le véhicule ferroviaire ne freine pas suffisamment que pour que la roue enraye. De ce fait, le procédé garanti que la valeur de vitesse instantanée déterminée par le capteur de roue ne mènera pas à une sous-estimation de la distance parcourue.In the case of a calculation of the maximum distance traveled, the instantaneous speed values, or, where appropriate, the instantaneous maximum speed values, are usable if the force measured by the accelerometer is greater than a first value. predetermined (for example -0.4 m / s 2 ). Indeed, in this case, we are sure that the rail vehicle does not brake enough for the wheel to stop. As a result, the method ensures that the instantaneous speed value determined by the wheel sensor will not lead to an underestimation of the distance traveled.

Dans le cas d'un calcul de la distance minimale parcourue, les valeurs de vitesse instantanées, ou, dans le cas échéant, les valeurs de vitesse minimales instantanées, sont utilisables si l'effort mesuré par l'accéléromètre est inférieur à une deuxième valeur prédéterminée (par exemple 0,4 m/s2). En effet, dans ce cas, on est sûr que le véhicule ferroviaire ne tractionne pas suffisamment que pour que la roue patine. De ce fait, le procédé garanti que la valeur de vitesse instantanée déterminée par le capteur de roue ne mènera pas à une surestimation de la distance parcourue.In the case of a calculation of the minimum distance traveled, the instantaneous speed values, or, where appropriate, the instantaneous minimum speed values, are usable if the force measured by the accelerometer is less than a second value. predetermined (for example 0.4 m / s 2 ). Indeed, in this case, we are sure that the rail vehicle does not pull enough that the wheel skates. As a result, the method ensures that the instantaneous speed value determined by the wheel sensor will not lead to overestimation of the distance traveled.

L'étape 1070 assure alors, que les valeurs de sortie du capteur de roue 14 sont seulement utilisées lors des périodes fiables donc en dehors de périodes de risque de glissement ou d'enraillement de la roue à laquelle le capteur de roue est montée, et, en d'autres termes, lorsque le véhicule ferroviaire 10 roule sans produire un effort sur les rails.Step 1070 then ensures that the output values of the wheel sensor 14 are only used during reliable periods and therefore outside periods of risk of slippage or slip of the wheel to which the wheel sensor is mounted, and in other words, when the rail vehicle 10 rolls without producing a stress on the rails.

Dans un mode de réalisation, les valeurs d'accélération prédéterminées dépendent de l'essieu sur lequel se trouve le capteur de roue. Par exemple, une roue motorisée ou freinée a une autre valeur d'accélération prédéterminée qu'une roue non motorisée et/ou non freinée. Dans un mode de réalisation, les forces de frottement existant dans le véhicule et mesurées par l'accéléromètre sont incluses dans les marges prises autour de la mesure.In one embodiment, the predetermined acceleration values depend on the axle on which the wheel sensor is located. For example, a motorized or braked wheel has another predetermined acceleration value than a non-motorized and / or unbraked wheel. In one embodiment, the frictional forces existing in the vehicle and measured by the accelerometer are included in the margins taken around the measurement.

Si les informations de vitesse instantanée, ou, dans le cas échéant, les valeurs de vitesse minimales ou maximales instantanées, mesurées par le ou les capteurs de roue 14 sont fiables et utilisable pour une odométrie, notamment pour l'estimation de la distance minimale parcourue, et/ou pour l'estimation de la distance maximale parcourue, elles sont alors utilisées pour calculer à l'étape 1080 une nouvelle courbe de vitesse maximale autorisée en fonction du temps en prenant en compte la distance minimale parcourue et/ou la distance maximale parcourue par le véhicule ferroviaire 10. Sinon, aucun recalcul n'est fait et l'étape 1080 est sautée.If the instantaneous speed information, or, where appropriate, the minimum or maximum instantaneous speed values measured by the wheel sensor (s) 14 are reliable and usable for odometry, in particular for the estimation of the minimum distance traveled , and / or for estimating the maximum distance traveled, they are then used to calculate in step 1080 a new maximum speed curve allowed as a function of time, taking into account the minimum distance traveled and / or the maximum distance traveled by the rail vehicle 10. Otherwise, no recalculation is done and step 1080 is skipped.

Le recalcul de la courbe de vitesse maximale autorisée en fonction du temps en utilisant la distance maximale parcourue est expliqué à l'aide de la Figure 8 qui montre une courbe de vitesse en fonction du temps 300 qui correspond à la courbe de vitesse en fonction du temps 300 de la Figure 6. A l'instant t5, le contrôleur 12 déduit, à l'étape 1070, une valeur de vitesse instantanée fiable 401 pour le calcul de la distance maximale parcourue. Cette vitesse instantanée 401 est au-dessous de la vitesse maximale autorisée représentée par la courbe de vitesse 300 en fonction du temps. L'unité de calcul prend en compte les vitesses instantanées, ou, dans le cas échéant, les valeurs de vitesse maximales instantanées, provenant du capteur de roue 14. Après la distance maximale parcourue est calculée, le contrôleur 12 suppose, par mesure de sécurité, pour le calcul de la courbe de vitesse maximale autorisée 400 en fonction du temps que le véhicule ferroviaire 10 accélère ensuite avec sa capacité maximale d'accélération amax après la valeur fiable de la vitesse instantanée 401 pour atteindre la vitesse maximale autorisée V1 au moment t6. Le calcul se fait comme dans l'exemple exposé en regard de la Figure 6 en utilisant la distance maximale parcourue comme point de départ.The recalculation of the maximum permitted speed versus time curve using the maximum distance traveled is explained using the Figure 8 which shows a velocity curve as a function of time 300 which corresponds to the velocity curve as a function of time 300 of the Figure 6 . At time t 5 , the controller 12 derives, in step 1070, a reliable instantaneous speed value 401 for calculating the maximum distance traveled. This instantaneous speed 401 is below the maximum allowed speed represented by the speed curve 300 as a function of time. The calculation unit takes into account the instantaneous speeds, or, where appropriate, the instantaneous maximum speed values, coming from the wheel sensor 14. After the maximum distance traveled is calculated, the controller 12 assumes, for safety reasons for calculating the maximum permissible speed curve 400 as a function of time that the railway vehicle 10 then accelerates with its maximum acceleration capacity a max after the reliable value of the instantaneous speed 401 to reach the maximum speed allowed V1 at time t 6 . The calculation is done as in the example shown next to the Figure 6 using the maximum distance traveled as a starting point.

Avant la valeur fiable de la vitesse instantanée 401 le contrôleur suppose pour le calcul de la courbe de vitesse maximale autorisée 400 en fonction du temps que le véhicule a freiné entre t4 et t5 avec ces capacités de freinage maximales à partir de la vitesse maximale autorisée au moment t4 pour atteindre la vitesse 401 au moment t5. La région hachurée représente une distance correspondant à la différence entre dA et un point en amont de dA où le véhicule ferroviaire s'arrêterait s'il ne recalculait pas la courbe de vitesse en fonction du temps.Before the reliable value of the instantaneous speed 401 the controller assumes for the calculation of the maximum authorized speed curve 400 as a function of the time that the vehicle has braked between t 4 and t 5 with these maximum braking capacities from the maximum speed allowed at time t 4 to reach speed 401 at time t 5 . The hatched region represents a distance corresponding to the difference between d A and a point upstream of d A where the rail vehicle would stop if it did not recalculate the speed curve as a function of time.

Avec l'utilisation de la valeur de vitesse instantanée 401, on peut voir, que la durée de circulation maximale autorisée tA' du véhicule ferroviaire 12 est augmentée par rapport au temps de circulation maximale autorisé tA de la courbe de vitesse en fonction du temps 300.With the use of the instantaneous speed value 401, it can be seen that the maximum permissible circulation time t A 'of the railway vehicle 12 is increased with respect to the maximum permitted circulation time t A of the speed curve as a function of the time 300.

A l'étape 1090 qui correspond à l'étape 1020 de la Figure 4, les courbes de vitesse maximales autorisées 300, 400 en fonction du temps sont utilisées pour contrôler automatiquement le véhicule ferroviaire, en particulier pour contrôler son freinage si le véhicule ferroviaire dépasse la vitesse maximale autorisée. Le capteur de roue est utilisé de manière permanente pour la tachymétrie, qui est moins sensible envers le glissement ou enrayage. En effet, aucune accumulation de l'erreur commise n'est effectuée dans le cas d'une application de tachymétrie.At step 1090 which corresponds to step 1020 of the Figure 4 , the maximum permissible speed curves 300, 400 as a function of time are used to automatically control the railway vehicle, in particular to control its braking if the rail vehicle exceeds the maximum authorized speed. The wheel sensor is used permanently for tachometry, which is less sensitive to sliding or jamming. Indeed, no accumulation of the error is made in the case of a tachometer application.

Le recalcul de la courbe de vitesse maximale autorisée en fonction du temps en utilisant la distance minimale parcourue est expliqué ensuite.The recalculation of the maximum allowed speed versus time curve using the minimum distance traveled is explained next.

Le contrôleur calcule une position du véhicule ferroviaire minimale, c'est-à-dire une distance minimale parcourue. Cette distance minimale parcourue est utilisée pour savoir si le véhicule ferroviaire a libéré une section ou un point dangereux afin, par exemple, de permettre une reprise de vitesse après une limitation. A partir des valeurs de vitesse instantanée, ou, dans le cas échéant, les valeurs de vitesse minimales instantanées, du véhicule ferroviaire, et la capacité de freinage maximale, on peut en déduire une distance minimale parcourue. A partir de là, dans un cas comme celui de la section 204 de la figure 5, on garantit l'entrée dans cette section et permet au véhicule ferroviaire d'accélérer jusqu'à la vitesse V2. Si on n'effectue pas ce calcul, le système proposé imposera la vitesse V1 sur tout le trajet jusqu'à ce qu'il passe sur une balise lui garantissant qu'il a quitté la section 202. Si le système a déduit que le véhicule ferroviaire est dans la section 204, il fait un recalcul de la courbe de vitesse maximale autorisée en fonction du temps en autorisant une accélération jusqu'à la vitesse V2.The controller calculates a position of the minimum rail vehicle, i.e. a minimum distance traveled. This minimum distance traveled is used to know if the rail vehicle has released a section or a dangerous point in order, for example, to allow speed recovery after a limitation. From the instantaneous speed values, or, where appropriate, the minimum instantaneous speed values of the railway vehicle, and the maximum braking capacity, a minimum distance traveled can be deduced. From there, in a case like that of section 204 of the figure 5 the entry is guaranteed in this section and allows the railway vehicle to accelerate to the speed V2. If this calculation is not carried out, the proposed system will impose the V1 speed all the way until it passes on a beacon guaranteeing that it has left the section 202. If the system has deduced that the vehicle railway is in section 204, it makes a recalculation of the maximum speed curve allowed as a function of time by allowing an acceleration up to the speed V2.

Dans un mode de réalisation, le véhicule ferroviaire est autorisée de s'approcher à une fin d'autorisation de mouvement (EOA - End of movement authority) s'il roule à ou au-dessous d'une vitesse de libération (Vrelease). La vitesse de libération dépend de la distance entre un point dangereux 36 et la position de la fin d'autorité de mouvement EOA. Par exemple, la distance entre la position d'EOA et du point dangereux est choisie de manière à pouvoir atteindre la position d'EOA à la vitesse Vrelease tout en garantissant l'arrêt au point dangereux si le véhicule ferroviaire est trippé en EOA. La distance entre la position d'EOA et du point dangereux est fixée par l'infrastructure et donc, le système de signalisation n'a typiquement aucune prise sur cette distance.In one embodiment, the railway vehicle is allowed to approach an end of movement authority (EOA) if it is traveling at or below a release speed (Vrelease). The release speed depends on the distance between a dangerous point 36 and the position of the end of the movement authority EOA. For example, the distance between the position of EOA and the dangerous point is chosen so that it can reach the position of EOA at the speed Vrelease while guaranteeing the stop at the dangerous point if the railway vehicle is tripped in EOA. The distance between the EOA position and the danger point is fixed by the infrastructure and therefore, the signaling system typically has no hold over that distance.

L'invention propose un système et procédé pour sécuriser le déplacement d'un véhicule ferroviaire ayant des coûts modérés et une bonne performance. Par exemple, il est possible de garder la compatibilité avec une infrastructure au sol équipée pour ETCS et d'équiper le matériel roulant de manière évolutive et dans le même temps de faire cohabiter des trains équipés avec ETCS et ce avec le système selon l'invention.The invention proposes a system and method for securing the movement of a railway vehicle having moderate costs and good performance. For example, it is possible to maintain compatibility with a ground infrastructure equipped for ETCS and to equip the rolling stock in an evolutionary manner and at the same time to make ETCS equipped trains compatible with the system according to the invention. .

Il existe aussi d'autres systèmes pour sécuriser un véhicule ferroviaire, par exemple, des systèmes où le véhicule ferroviaire est contrôlé en utilisant directement une courbe de vitesse maximale autorisée par rapport à la distance 210 en comparant la vitesse maximale autorisée à en certain endroit à la vitesse instantanée mesurée. Cette courbe de vitesse en fonction de la distance 210 est calculée par le véhicule ferroviaire. Pour ces systèmes pour sécuriser un véhicule ferroviaire basés sur des courbes de vitesses maximales autorisées en fonction de la distance, la fonction odométrique est cruciale. Le procédé et le système selon l'invention peuvent alors être utilisés pour estimer la distance que le véhicule a déjà parcouru pour recalculer la courbe de vitesse maximale autorisée en fonction de la distance et sa position instantanée en utilisant ses performances dynamique du véhicule ferroviaire.There are also other systems for securing a railway vehicle, for example, systems where the railway vehicle is controlled by directly using a maximum authorized speed curve in relation to the distance 210 by comparing the maximum speed allowed at a certain point in time. the instantaneous speed measured. This speed versus distance curve 210 is calculated by the railway vehicle. For these systems for securing a rail vehicle based on maximum permissible speed versus distance curves, the odometric function is crucial. The method and the system according to the invention can then be used to estimate the distance that the vehicle has already traveled to recalculate the maximum authorized speed curve as a function of the distance and its instantaneous position by using its dynamic performance of the railway vehicle.

Claims (12)

Procédé pour sécuriser le déplacement d'un véhicule ferroviaire (12) roulant sur une voie (11), le véhicule ferroviaire ayant au moins un capteur de roue (14) propre à fournir une information représentative de la vitesse de rotation de la roue, et ayant au moins un capteur d'accélération (20) dont l'axe de sensibilité est parallèle à la voie (11), le procédé comprenant les étapes suivantes : - la réception (1060) d'au moins une valeur de sortie de l'un ou plusieurs des capteurs de roue (14) ; - la réception (1065) d'au moins une valeur de sortie de l'un des capteurs d'accélération (20) ; - la détermination d'au moins une valeur d'accélération à partir du ou des valeurs de sortie de l'un des capteurs d'accélération ; et - l'utilisation (1070, 1080, 1090) d'une ou plusieurs valeurs de sortie du ou des capteurs de roue reçue(s) pour une supervision du véhicule ferroviaire en fonction d'une comparaison d'une ou de plusieurs valeurs de l'accélération avec au moins une valeur d'accélération de référence. A method for securing the movement of a railway vehicle (12) traveling on a track (11), the railway vehicle having at least one wheel sensor (14) capable of providing information representative of the rotational speed of the wheel, and having at least one acceleration sensor (20) whose sensitivity axis is parallel to the channel (11), the method comprising the following steps: receiving (1060) at least one output value of one or more of the wheel sensors (14); - receiving (1065) at least one output value of one of the acceleration sensors (20); determining at least one acceleration value from the output value or values of one of the acceleration sensors; and the use (1070, 1080, 1090) of one or more output values of the wheel sensor (s) received (s) for a supervision of the railway vehicle according to a comparison of one or more values of the acceleration with at least one reference acceleration value. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'utilisation comprend la détermination d'une distance, en particulier une distance parcourue, à partir d'une ou plusieurs valeurs de sortie reçue(s).Method according to claim 1, characterized in that the use comprises determining a distance, in particular a distance traveled, from one or more received output values. Procédé selon l'une des revendications précédentes, comprenant en outre l'étape suivante : la détermination (1070) d'au moins une valeur de vitesse instantanée fiable (401) à partir d'une ou plusieurs valeurs de sortie reçue(s).The method according to one of the preceding claims, further comprising the step of: determining (1070) at least one reliable instantaneous speed value (401) from one or more received output values. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'utilisation comprend en outre l'étape suivante : - le calcul (1080) des valeurs de vitesse maximale autorisée, en particulier une courbe de vitesse maximale autorisée (210, 300, 400), basée sur une ou plusieurs valeurs de sortie reçue(s), en particulier en utilisant la distance, par exemple la distance parcourue, et/ou une ou plusieurs valeur(s) de vitesse instantanée fiables (401). Method according to one of the preceding claims, characterized in that the use further comprises the following step: the calculation (1080) of the maximum permissible speed values, in particular a maximum authorized speed curve (210, 300, 400), based on one or more received output values, in particular using distance, by example the distance traveled, and / or one or more reliable instantaneous speed value (s) (401). Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la courbe de vitesse maximale autorisée est en fonction du temps (300) ou de la distance (200).Method according to claim 4, characterized in that the maximum permissible speed curve is a function of time (300) or distance (200). Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'utilisation d'une ou plusieurs valeurs de sortie reçue(s) pour une supervision du véhicule ferroviaire comprend le calcul d'une distance minimale parcourue et/ou d'une distance maximale parcourue du véhicule ferroviaire (10).Method according to one of the preceding claims, characterized in that the use of one or more output values received for a railway vehicle supervision comprises the calculation of a minimum distance traveled and / or a distance maximum traveled distance of the railway vehicle (10). Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la supervision du véhicule ferroviaire comprend la comparaison (1090) de la vitesse instantanée du véhicule ferroviaire avec la vitesse maximale autorisée et le freinage du véhicule ferroviaire (10) en fonction du résultat de la comparaison de la vitesse maximale autorisée avec la vitesse instantanée.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the supervision of the railway vehicle comprises the comparison (1090) of the instantaneous speed of the railway vehicle with the maximum authorized speed and the braking of the railway vehicle (10) as a function of the result of the comparison of the maximum authorized speed with the instantaneous speed. Système pour sécuriser un déplacement d'un véhicule ferroviaire (10), le véhicule ferroviaire comprenant au moins un capteur de roue (14) propre à générer une ou plusieurs valeurs de sortie représentative de la rotation de la roue, au moins un capteur d'accélération (20) dont l'axe de sensibilité est parallèle à la direction de la voie (111), et un contrôleur (12) étant connecté à au moins l'un des capteurs de roue et à au moins l'un des capteurs d'accélération, caractérisé en ce que
le contrôleur est propre à utiliser l'une ou plusieurs des valeurs de sortie du ou des capteurs de roue (14) reçue(s) pour une supervision (1070, 1080, 1090) du véhicule ferroviaire en fonction d'une comparaison d'une ou de plusieurs valeurs de l'accélération déterminées à partir d'une ou des valeurs de sortie du ou des capteurs d'accélération (20) avec au moins une valeur d'accélération de référence.System for securing a movement of a railway vehicle (10), the railway vehicle comprising at least one wheel sensor (14) capable of generating one or more output values representative of the rotation of the wheel, at least one sensor of acceleration (20) whose sensitivity axis is parallel to the direction of the track (111), and a controller (12) being connected to at least one of the wheel sensors and at least one of the sensors acceleration, characterized in that
the controller is adapted to use one or more of the output values of the one or more wheel sensors (14) received for supervision (1070, 1080, 1090) of the rail vehicle according to a comparison of a or a plurality of acceleration values determined from one or more output values of the acceleration sensor (s) (20) with at least one reference acceleration value. Système selon la revendication 8, caractérisé en ce que
le contrôleur (12) est propre à mettre en oeuvre l'une ou plusieurs des étapes du procédé selon l'une des revendications 1 à 7.System according to claim 8, characterized in that
the controller (12) is adapted to carry out one or more of the steps of the method according to one of claims 1 to 7. Contrôleur (12) embarqué dans un véhicule ferroviaire pour le sécuriser, le contrôleur étant propre à être connecté à au moins un capteur de roue propre à générer une ou plusieurs valeurs de sortie représentative de la rotation de la roue et à au moins un capteur d'accélération (20) dont l'axe de sensibilité est parallèle à la direction de la voie (11), caractérisé en ce que
le contrôleur (12) est propre à utiliser l'une ou plusieurs des valeurs de sortie reçue(s) du ou des capteurs de roue (14) pour une supervision (1070, 1080, 1090) du véhicule ferroviaire en fonction d'une comparaison d'une ou de plusieurs valeurs de l'accélération déterminées à partir d'une ou des valeurs de sortie du ou des capteurs d'accélération (20) avec au moins une valeur d'accélération de référence.Controller (12) embedded in a rail vehicle for securing it, the controller being adapted to be connected to at least one wheel sensor capable of generating one or more output values representative of the rotation of the wheel and to at least one sensor of accelerator (20) whose sensitivity axis is parallel to the direction of the track (11), characterized in that
the controller (12) is adapted to use one or more of the output values received from the one or more wheel sensors (14) for supervision (1070, 1080, 1090) of the railway vehicle according to a comparison one or more values of the acceleration determined from one or more output values of the acceleration sensor (s) (20) with at least one reference acceleration value. Contrôleur selon la revendication 10, caractérisé en ce que le contrôleur est propre à mettre en oeuvre l'un ou plusieurs des étapes du procédé selon l'une des revendications 1 à 7.Controller according to Claim 10, characterized in that the controller is capable of carrying out one or more of the steps of the method according to one of Claims 1 to 7. Véhicule ferroviaire (10) comprenant : au moins un capteur de roue (14) propre à générer une ou plusieurs valeurs de sortie représentative de la rotation de la roue ; au moins un capteur d'accélération (20) dont l'axe de sensibilité est parallèle à la direction de la voie (11) ; et un contrôleur selon l'une des revendications 10 à 11, le contrôleur étant relié à au moins l'un des capteurs de roue et à au moins l'un des capteurs d'accélération. Railway vehicle (10) comprising: at least one wheel sensor (14) capable of generating one or more output values representative of the rotation of the wheel; at least one acceleration sensor (20) whose sensitivity axis is parallel to the direction of the track (11); and a controller according to one of claims 10 to 11, the controller being connected to at least one of the wheel sensors and at least one of the acceleration sensors.
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