EP3461953A1 - Balayeuse rail-route autonome et intelligente et système de supervision d'une balayeuse - Google Patents

Balayeuse rail-route autonome et intelligente et système de supervision d'une balayeuse Download PDF

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EP3461953A1
EP3461953A1 EP18197226.6A EP18197226A EP3461953A1 EP 3461953 A1 EP3461953 A1 EP 3461953A1 EP 18197226 A EP18197226 A EP 18197226A EP 3461953 A1 EP3461953 A1 EP 3461953A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sweeper
module
peripheral modules
railway
cleaning
Prior art date
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Granted
Application number
EP18197226.6A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP3461953B1 (fr
Inventor
Hadj-Ali BEGHDADI
Jorge Pereira
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alstom Transport Technologies SAS
Original Assignee
Alstom Transport Technologies SAS
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Filing date
Publication date
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Publication of EP3461953A1 publication Critical patent/EP3461953A1/fr
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Publication of EP3461953B1 publication Critical patent/EP3461953B1/fr
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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01H—STREET CLEANING; CLEANING OF PERMANENT WAYS; CLEANING BEACHES; DISPERSING OR PREVENTING FOG IN GENERAL CLEANING STREET OR RAILWAY FURNITURE OR TUNNEL WALLS
    • E01H8/00—Removing undesirable matter from the permanent way of railways; Removing undesirable matter from tramway rails
    • E01H8/10—Removing undesirable matter from rails, flange grooves, or the like railway parts, e.g. removing ice from contact rails, removing mud from flange grooves
    • E01H8/12—Removing undesirable matter from rails, flange grooves, or the like railway parts, e.g. removing ice from contact rails, removing mud from flange grooves specially adapted to grooved rails, flangeways, or like parts of the permanent way, e.g. level crossings or switches
    • E01H8/125—Pneumatically or hydraulically loosening, removing or dislodging undesirable matter, e.g. removing by blowing, suction or flushing ; Loosening or removing by means of heat

Definitions

  • the present invention relates to an autonomous sweeper configured to clean a railway track and having a supervision system incorporating a distributed artificial intelligence architecture.
  • Sweepers are known for railways, including tramway traffic lanes, comprising for example a traction device, a driver's cabin, a clean water tank, a wastewater tank, and a cleaning device.
  • Such sweepers are configured to be driven from the driver's cab by a human operator.
  • the driver Before a cleaning mission, the driver (or a third party) checks the condition of the sweeper by performing a visual inspection.
  • the cleaning mission may for example consist of cleaning a railway depot or a railway line.
  • the driver drives the sweeper by handling a steering wheel, throttle, brakes, clutch, joysticks and knobs.
  • the driver is called to visually identify the obstacles in the path of the sweeper, and to perform appropriate avoidance maneuvers.
  • the driver is further able to control the cleaning device by operating appropriate control levers.
  • An object of the invention is to overcome these disadvantages, in particular by proposing a sweeper having a better autonomy, while reducing the related operating costs.
  • the subject of the invention is also an assembly comprising on the one hand a sweeper as described above and the remote control center, and on the other hand a system for supervising tramway traffic on the railway line, the center control being interfaced with the supervision system to transmit a current position of the sweeper at each moment of the circulation of the sweeper on the railway.
  • a set 1 consisting of a sweeper 16 for cleaning a railway track 2, a control center 10 for driving the sweeper 16 and a supervision system 12 for the tramway traffic 14 on the railway 2.
  • the railway 2 is typically an urban railway, for example for trams.
  • the track 2 is for example a concrete track, comprising rails 4 which are flush with the surface of the concrete slab. Cars can drive on track 2.
  • the sweeper 16 is autonomous and controlled remotely.
  • the control center 10 is configured to exchange information with the sweeper 16 and to remotely control the operation of the sweeper 16.
  • the control center 10 comprises a communication device 20 configured to establish communication with the sweeper 16, for example by a wireless connection.
  • the control center 10 furthermore comprises, for example, an information processing unit 22 formed of a memory 24 associated with a processor 26 and a man / machine interface 28 configured to display data relating to the sweeper 16.
  • the information processing unit 22 is configured to monitor and control the operation of the sweeper 16 automatically, by implementing functions stored in the memory 24, able to process the data received from the sweeper 16.
  • the interface 28 allows a human to supervise the operation of the sweeper 16 by monitoring the information it displays.
  • control center 10 is located in a depot 29.
  • the depot 29 comprises, for example, terminals intended to recharge the sweeper 16, for example during a mission break, with consumable materials, such as water, cleaning products or a source of energy (current, gasoline or other) and remove the waste water tank.
  • consumable materials such as water, cleaning products or a source of energy (current, gasoline or other) and remove the waste water tank.
  • the control center 10 is interfaced with the supervision system 12.
  • the supervision system 12 is for example a conventional rail control system.
  • the system 12 controls the position of each of the trams 14 traveling on the railway track 2, in particular the trolley 14, so that they move safely.
  • the supervision system 12 is further configured to take into account the current position of the or each sweeper 16 on the track 2 in the control of the traffic trams 14. This current position is transmitted to it by the system 10.
  • the system 12 is configured to establish a communication with the trolley 14.
  • the communication is for example established by a wireless connection between a communication device 30 of the supervision system 12 and a communication device 32 of the trolley 14.
  • the communication is established by transmission of signals through rails 4.
  • the sweeper 16 is an autonomous vehicle without driver.
  • the sweeper 16 is for example configured to clean the railway 2 without the intervention of a human being. More specifically, the sweeper 16 is configured to clean the grooves of the rails 4 and the concrete surface between and around the rails 4.
  • the sweeper 16 comprises a frame 38, a traction device 40, a cleaning device 42, a clean water tank 44, a wastewater tank 45, a detection and location device 46, a communication device 47 and a control system 48.
  • the sweeper is devoid of a driver's cab so that the volume of the tanks 44, 45 and / or the volume associated with the traction device is optimized and that the autonomy of the sweeper is improved.
  • the frame 38 is notably configured to support the cleaning device 42, the clean water tank 44, the wastewater tank 45 and the control system 48.
  • the traction device 40 comprises, for example, a traction motor 50, two first axles 52 and two second axles 54.
  • the traction motor 50 is typically a combustion engine. Alternatively, the traction motor is an electric motor, powered by a battery, not shown.
  • the traction motor 50 is connected to the first and second axles 52, 54.
  • the traction motor 50 is configured to transmit a traction force to the first and second axles 52, 54.
  • the first axles 52 are configured to cause a movement of the sweeper 16 on a road and include, for example, tires intended to be in contact with a roadway of an asphalt road or a concrete street.
  • the second axles 54 are configured to cause the sweeper 16 to move on the railway track 2 and comprise, for example, railway wheels intended to be in contact with the rails 4.
  • the cleaning device 42 is configured to clean the track 2.
  • the cleaning device 42 comprises for example a front telescopic brush 56, a motor 58 configured to drive the front brush 56, a rear cleaner 60 for scraping and brushing rail and rail groove, and a side brush 61.
  • the cleaning device 42 further comprises a water pumping device 62 and a suction device 63.
  • the pumping device 62 is configured to pump clean water from the clean water tank 44 to the place to be cleaned, for example on the track 2.
  • the suction device 63 is configured to draw the wastewater on the ground for example by means of the rear cleaner 60 and to recover it in the wastewater tank 45.
  • the clean water tank 44 and the wastewater tank 45 each define an interior volume configured to store a certain amount of water.
  • the detection and location device 46 comprises, for example, one or more environmental sensors, such as an image sensor, a laser system, a radar system or a lidar system.
  • the device 46 furthermore comprises, for example, a satellite location module and / or a railway location module configured to locate the sweeper 16 by interface with a local system installed on the railway line 2.
  • the environment is meant the environment of the sweeper 16, for example what is within a radius of 50 meters around the sweeper 16.
  • the communication device 47 comprises for example an antenna configured to establish a communication with the control center 10.
  • the control system 48 is connected to the traction device 40, to the cleaning device 42, to the detection and location device 46 and to the communication device 47.
  • the control system 48 is configured to control the sweeper 16 and to control the operation of the sweeper 16. More specifically, the system 48 is configured to control parameters of the traction device 40 and parameters of the cleaning device 42.
  • the control system 48 of the sweeper 16 comprises several modules forming a modular architecture. This is for example implemented on an information processing unit formed for example of a plurality of memories and processors. For example, each module includes a memory or a state register.
  • the system 48 comprises a central module 70 and a plurality of peripheral modules connected to the central module 70.
  • the central module 70 is in communication with the peripheral modules.
  • the central module 70 forms an information gateway between the peripheral modules.
  • the operation of one of the plurality of peripheral modules is independent of the operation of the other peripheral modules.
  • each peripheral module thus presents an artificial intelligence.
  • Each peripheral module comprises for example a learning device configured to define at least one new decision rule from an initial decision model.
  • the plurality of peripheral modules comprises, for example, a degraded mode operation module 80, a security module 82, or a risk evaluation module.
  • 84 (or "Risk Evaluation Module” in English)
  • an operation control module 86 also called MOC (of the English “Machine Operating Controller”)
  • a communication module 88 also called SCC (English).
  • Server Communication Controller a location module 90, also called RDV ("Railway Driver Controller")
  • an access module 92 to the railway track 2 also called RAC (of the English “Railway Access Controller ")
  • a cleaning program scheduler module 94 (or" Cleaning Program scheduler ").
  • the operating module in degraded mode 80 detects for example a malfunction of the sweeper 16 and implements a degraded operating mode. For example, if an element of the cleaning device 42 has failed, the module 80 warns the control center 10 and informs the other peripheral modules that the sweeper 16 must join the depot 29.
  • the security module 82 determines information about the environment of the sweeper 16 from the information from the environment sensor of the device 46.
  • the module 82 has cognitive capabilities, such as decision-making, reasoning and control capabilities. learning.
  • module 82 is configured to identify objects on and around track 2, such as pedestrians, streetcars 14, and make a decision about the nature of each identified object.
  • the module 82 is configured to ensure the internal operating security of the sweeper 16. For example, the security module 82 detects whether a security element of the sweeper 16 has failed.
  • the risk evaluation module 84 is configured to determine a risk of damage associated with an obstacle identified by the security module 82. For example, the risk associated with a truck parked beside the railway line 2 is more small as the risk associated with a pedestrian on the track 2.
  • the operation control module 86 is configured to implement the cleaning mission of the sweeper 16, from the data received from the other modules.
  • the module 86 is configured to drive the cleaning device 42 and the traction device 40.
  • the communication module 88 is configured to establish a communication with the control center 10, by exchanging communication signals with the communication device 47.
  • the module 88 uses a communication protocol, as for example defined in the standards of the mobile telephony.
  • the locator module 90 is configured to determine the current position of the sweeper 16 on a map of the railway track 2. To do this, the module 90 merges, for example, data from the satellite location module of the device 46, data of the rail location module of the device 46 and the map of the railway 2.
  • the access module 92 to the railway track 2 is configured to determine a route from the depot 29 along the railway track 2 to be cleaned.
  • the module 92 is configured to straighten the sweeper 16 on the rails 4.
  • the cleaning schedule module 94 is configured to select a cleaning program, for example depending on the type of track 2 and / or depending on the degree of dirt.
  • the scheduled cleaning program is for example transferred to the operation control module 86 for production.
  • the sweeper 16 is in the depot 29.
  • the sweeper 16 is filled with consumable materials, such as water, cleaning agents or gasoline.
  • the sweeper 16 receives a cleaning mission of the system 10.
  • the mission is entirely performed by the sweeper 16 without human intervention.
  • the operation control module 86 performs the cleaning mission of the railway track 2, from the data received from the other modules. For example, the operation control module 86 drives the cleaning device 42 and the traction device 40.
  • the sweeper 16 moves, for example on the first axles 52, to the railway track 2 to be cleaned, driven by the traction device 40.
  • the access module 92 to the railroad 2 determines a route from the depot 29 to the track 2.
  • the access module 92 implements steps to scrape the sweeper 16 on the railway.
  • the cleaning program is planned by the module 94, for example depending on the type of the railway 2 and / or depending on the degree of dirt.
  • the scheduled cleaning program is transferred to the operation control module 86 for completion.
  • the degraded operation module 80 monitors the sweeper 16 to detect possible malfunctions of the sweeper 16. For example, if an element of the cleaning device 42 has failed, the module 80 warns the center 10 and informs the other peripheral modules that the sweeper 16 must join the depot 29.
  • the security module 82 determines information about the environment by receiving information from the environment sensor of the detection and location device 46. In addition, the security module 82 ensures the operational safety internal sweeper 16.
  • the risk evaluation module 84 determines a risk of damage associated with an obstacle identified by the security module 82.
  • the sweeper 16 is in communication with the control center 10. The latter locates at each instant the sweeper 16. More precisely, the location module 90 determines the current position of the sweeper 16 on a map of the 2. The current position thus determined is transmitted to the control center 10.
  • This current position information of the sweeper 16 is taken into account by the supervision system 12.
  • a cleaning vehicle is engaged on the track, it is up to its driver to drive it on sight to avoid collisions with trams 14.
  • the sweeper 16 is, for example, desegregated, and rejoins the depot 29, driven by the traction device 40.
  • the sweeper 16 according to the invention has a very high autonomy compared to currently marketed sweepers.
  • the clean water tanks 44 and the waste water tanks 45 are sized to allow the cleaning of lengths of large railway tracks 2.
  • the fact that the sweeper 16 is an autonomous vehicle allows a use 24 hours a day.
  • the automatic control of the cleaning devices therefore optimizes the use of the different tools and thus increases the average time between failures or MTBF (meantime between failures).

Landscapes

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

Abstract

Balayeuse (16) pour nettoyer une voie ferrée (2), la balayeuse (16) comprenant : - un dispositif de nettoyage (42) configuré pour nettoyer la voie ferrée (2) ; et, - un dispositif de traction (40) de la balayeuse (16); la balayeuse (16) comportant, en outre, un système de contrôle (48), le système de contrôle (48) étant du type comprenant un module central (70) et une pluralité de modules périphériques (80, 82, 84, 86, 88, 90, 92, 94) reliés au module central (70), le système de contrôle (48) étant configuré pour contrôler des paramètres du dispositif de nettoyage (42) et du dispositif de traction (40), la balayeuse (16) étant un véhicule autonome, sans conducteur, le dispositif de traction (40) et le dispositif de nettoyage (42) étant pilotés par le système de contrôle (48).

Description

  • La présente invention concerne une balayeuse autonome configurée pour nettoyer une voie ferrée et dotée d'un système de supervision intégrant une architecture d'intelligence artificielle distribuée.
  • On connaît des balayeuses pour des voies ferrées, notamment des voies de circulation de tramways, comprenant par exemple un dispositif de traction, une cabine conducteur, un réservoir d'eaux propres, un réservoir d'eaux usées, et un dispositif de nettoyage.
  • De telles balayeuses sont configurées pour être pilotées, depuis la cabine conducteur, par un opérateur humain.
  • Avant une mission de nettoyage, le conducteur (ou une tierce personne) contrôle l'état de la balayeuse en effectuant un contrôle visuel.
  • La mission de nettoyage peut par exemple consister à nettoyer un dépôt de chemin de fer ou une voie ferrée.
  • Le conducteur conduit la balayeuse en manipulant un volant, un accélérateur, des freins, un embrayage, des manettes et des boutons.
  • De façon classique, le conducteur est appeler à identifier visuellement les obstacles présents sur la trajectoire de la balayeuse, et à effectuer les manoeuvres d'évitement adaptées.
  • Le conducteur est en outre apte à commander le dispositif de nettoyage par actionnement de leviers de commande adaptés.
  • Lorsque le réservoir d'eaux usées est plein et/ou le réservoir d'eau propre est vide, le conducteur doit ramener la balayeuse au dépôt.
  • Les balayeuses connues ne sont pas entièrement satisfaisantes. En particulier, elles présentent une autonomie opérationnelle très limitée due à la capacité des réservoirs et des coûts d'exploitation élevés.
  • Un but de l'invention est de pallier ces inconvénients, en proposant notamment une balayeuse présentant une meilleure autonomie, tout en réduisant les coûts d'exploitation afférents.
  • A cet effet, l'invention a pour objet une balayeuse comprenant :
    • un dispositif de nettoyage configuré pour nettoyer la voie ferrée; et,
    • un dispositif de traction de la balayeuse;
    la balayeuse comportant, en outre, un système de contrôle, le système de contrôle étant du type comprenant un module central et une pluralité de modules périphériques reliés au module central, le système de contrôle étant configuré pour contrôler des paramètres du dispositif de nettoyage et du dispositif de traction, la balayeuse étant un véhicule autonome, sans conducteur, le dispositif de traction et le dispositif de nettoyage étant pilotés par le système de contrôle.
  • Suivant des modes particuliers de réalisation, la balayeuse comporte une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles :
    • au moins un module de la pluralité de modules périphériques présente une intelligence artificielle ;
    • au moins un module de la pluralité de modules périphériques comprend un dispositif d'apprentissage configuré pour définir au moins une nouvelle règle de décision à partir d'un modèle de décision initial ;
    • un fonctionnement d'un module de la pluralité de modules périphériques est indépendant du fonctionnement d'un autre module de la pluralité de modules périphériques ;
    • un module de la pluralité de modules périphériques est un module de localisation configuré pour déterminer une position courante de la balayeuse ;
    • le module de localisation est configuré pour déterminer la position courante de la balayeuse en fusionnant des données d'un module de localisation par satellites et des données d'un module de localisation ferroviaire local avec une carte de la voie ferrée ;
    • au moins un module de la pluralité de modules périphériques comprend un registre d'états ;
    • un module de la pluralité de modules périphériques est un module de sécurité configuré pour déterminer des informations concernant un environnement de la balayeuse à partir de données d'un capteur d'environnement ;
    • un module de la pluralité de modules périphériques est un module de communication, configuré pour établir une communication avec un centre de contrôle distant.
  • L'invention a également pour objet un ensemble comprenant d'une part une balayeuse telle que décrite ci-dessus et le centre de contrôle distant, et d'autre part un système de supervision de la circulation des tramways sur la voie ferrée, le centre de contrôle étant interfacé avec le système de supervision pour lui transmettre une position courante de la balayeuse à chaque instant de la circulation de la balayeuse sur la voie ferrée.
  • D'autres aspects et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit, donnée à titre d'exemple et faite en référence au dessin annexé, dans lequel l'unique figure représente schématiquement un mode de réalisation d'une balayeuse selon l'invention.
  • Sur la figure, est représentée un ensemble 1 constitué d'une balayeuse 16 de nettoyage d'une voie ferrée 2, d'un centre de contrôle 10 de pilotage de la balayeuse 16 et d'un système de supervision 12 de la circulation de tramways 14 sur la voie ferrée 2.
  • La voie ferrée 2 est typiquement une voie ferrée urbaine, par exemple pour tramways. La voie ferrée 2 est par exemple une voie bétonnée, comprenant des rails 4 qui affleurent à la surface de la dalle en béton. Des voitures peuvent rouler sur la voie ferrée 2.
  • Selon l'invention, la balayeuse 16 est autonome et commandée à distance.
  • Le centre de contrôle 10 est configuré pour échanger des informations avec la balayeuse 16 et pour contrôler à distance le fonctionnement de la balayeuse 16.
  • Le centre de contrôle 10 comprend un dispositif de communication 20 configuré pour établir une communication avec la balayeuse 16, par exemple par une connexion sans fil. Le centre de contrôle 10 comprend en outre par exemple une unité de traitement d'informations 22 formée d'une mémoire 24 associée à un processeur 26 et une interface homme/machine 28 configurée pour afficher des données relatives à la balayeuse 16.
  • Typiquement, l'unité de traitement d'informations 22 est configurée pour surveiller et contrôler le fonctionnement de la balayeuse 16 de manière automatique, par mise en oeuvre de fonctions stockées dans la mémoire 24, propres à traiter les données reçues de la balayeuse 16.
  • En complément, l'interface 28 permet à un être humain de superviser le fonctionnement de la balayeuse 16 en surveillant les informations qu'elle affiche.
  • Typiquement, le centre de contrôle 10 est localisé dans un dépôt 29.
  • Le dépôt 29 comprend par exemple des bornes destinées à recharger la balayeuse 16, par exemple pendant une pause de mission, avec des matières consommables, telles que de l'eau, des produits de nettoyage ou une source d'énergie (courant, essence ou autre) et à dépoter le réservoir d'eau usée.
  • Le centre de contrôle 10 est interfacé avec le système de supervision 12.
  • Le système de supervision 12 est par exemple un système de contrôle ferroviaire classique. Le système 12 contrôle la position de chacun des tramways 14 circulant sur la voie ferrée 2, en particulier le tramway 14, pour qu'ils se déplacent en sécurité. Selon l'invention, le système de supervision 12 est en outre configuré pour prendre en compte la position courante du ou de chaque balayeuse 16 sur la voie ferrée 2 dans le contrôle de la circulation des tramways 14. Cette position courante lui est transmise par le système 10.
  • Par exemple, le système 12 est configuré pour établir une communication avec le tramway 14. La communication est par exemple établie par une connexion sans fil entre un dispositif de communication 30 du système de supervision 12 et un dispositif de communication 32 du tramway 14. Dans un autre exemple, non représenté, la communication est établie par transmission de signaux à travers des rails 4.
  • La balayeuse 16 est un véhicule autonome, sans conducteur. La balayeuse 16 est par exemple configurée pour nettoyer la voie ferrée 2 sans intervention d'un être humain. Plus précisément, la balayeuse 16 est configurée pour nettoyer les gorges des rails 4 et la surface bétonnée entre et autour des rails 4.
  • La balayeuse 16 comprend un châssis 38, un dispositif de traction 40, un dispositif de nettoyage 42, un réservoir d'eaux propres 44, un réservoir d'eaux usées 45, un dispositif de détection et de localisation 46, un dispositif de communication 47 et un système de contrôle 48.
  • Avantageusement, la balayeuse est dépourvue de cabine conducteur de sorte que le volume des réservoirs 44, 45 et/ou le volume associé au dispositif de traction est optimisé et que l'autonomie de la balayeuse est améliorée.
  • Le châssis 38 est notamment configuré pour supporter le dispositif de nettoyage 42, le réservoir d'eaux propres 44, le réservoir d'eaux usées 45 et le système de contrôle 48.
  • Le dispositif de traction 40 comprend par exemple un moteur de traction 50, deux premiers essieux 52 et deux deuxièmes essieux 54.
  • Le moteur de traction 50 est typiquement un moteur de combustion. En variante, le moteur de traction est un moteur électrique, alimenté par une batterie, non représentée. Le moteur de traction 50 est relié aux premier et deuxième essieux 52, 54. Le moteur de traction 50 est configuré pour transmettre une force de traction aux premier et deuxième essieux 52, 54.
  • Les premiers essieux 52 sont configurés pour entraîner un déplacement de la balayeuse 16 sur une route et comprennent par exemple des pneus destinés à être en contact avec une chaussée d'une route asphaltée ou d'une rue bétonnée.
  • Les deuxièmes essieux 54 sont configurés pour entraîner un déplacement de la balayeuse 16 sur la voie ferrée 2 et comprennent par exemple des roues ferroviaires destinées à être en contact avec les rails 4.
  • Le dispositif de nettoyage 42 est configuré pour nettoyer la voie 2.
  • Le dispositif de nettoyage 42 comprend par exemple une brosse télescopique avant 56, un moteur 58 configuré pour entraîner la brosse avant 56, un nettoyeur arrière 60 pour le grattage et brossage rail et gorge de rail, et une brosse latérale 61. Le dispositif de nettoyage 42 comprend en outre un dispositif de pompage 62 d'eau et un dispositif d'aspiration 63. Le dispositif de pompage 62 est configuré pour pomper de l'eau propre du réservoir d'eaux propres 44 à l'endroit à nettoyer, par exemple sur la voie ferrée 2. Le dispositif d'aspiration 63 est configuré pour aspirer l'eau usée sur le sol par exemple au moyen du nettoyeur arrière 60 et pour la récupérer dans le réservoir d'eaux usées 45.
  • Le réservoir d'eaux propres 44 et le réservoir d'eaux usées 45 définissent chacun un volume intérieur configuré pour stocker une certaine quantité d'eau.
  • Le dispositif de détection et localisation 46 comprend par exemple un ou plusieurs capteurs de l'environnement, tel qu'un capteur d'images, un système laser, un système radar ou un système lidar. Le dispositif 46 comprend en outre par exemple un module de localisation par satellites et/ou un module de localisation ferroviaire configuré pour localiser la balayeuse 16 par interface avec un système local installé sur la voie ferrée 2.
  • Par « l'environnement » on entend l'entourage de la balayeuse 16, par exemple ce qui est compris dans un rayon de 50 mètres autour de la balayeuse 16.
  • Le dispositif de communication 47 comprend par exemple une antenne configurée pour établir une communication avec le centre de contrôle 10.
  • Le système de contrôle 48 est relié au dispositif de traction 40, au dispositif de nettoyage 42, au dispositif de détection et localisation 46 et au dispositif de communication 47.
  • Le système de contrôle 48 est configuré pour piloter la balayeuse 16 et pour contrôler le fonctionnement de la balayeuse 16. Plus précisément, le système 48 est configuré pour contrôler des paramètres du dispositif de traction 40 et des paramètres du dispositif de nettoyage 42.
  • Le système de contrôle 48 de la balayeuse 16 comprend plusieurs modules formant une architecture modulaire. Celle-ci est par exemple implémentée sur une unité de traitement d'informations formée par exemple d'une pluralité de mémoires et de processeurs. Par exemple, chaque module comprend une mémoire ou un registre d'états.
  • Le système 48 comprend un module central 70 et une pluralité de modules périphériques reliés au module central 70.
  • Le module central 70 est en communication avec les modules périphériques. Le module central 70 forme une passerelle d'information entre les modules périphériques.
  • Le fonctionnement d'un module de la pluralité de modules périphériques est indépendant du fonctionnement des autres modules périphériques.
  • Typiquement, l'intelligence du système de contrôle 48 est distribuée sur les modules périphériques. Chaque module périphérique présente ainsi une intelligence artificielle. Chaque module périphérique comprend par exemple un dispositif d'apprentissage configuré pour définir au moins une nouvelle règle de décision à partir d'un modèle de décision initial.
  • En variante, uniquement certains modules parmi des modules périphériques présentent une intelligence artificielle.
  • La pluralité de modules périphériques comporte par exemple un module de fonctionnement en mode dégradé 80 (ou « Degraded Mode Operation Module » en anglais), un module de sécurité 82 (ou « Security Module » en anglais), un module d'évaluation de risque 84 (ou « Risk Evaluation Module » en anglais), un module de contrôle d'opération 86, également appelé MOC (de l'anglais « Machine Operating Controller »), un module de communication 88, également appelé SCC (de l'anglais « Server Communication Controller »), un module de localisation 90, également appelé RDV (de l'anglais « Railway driving controller »), un module d'accès 92 à la voie ferrée 2, également appelé RAC (de l'anglais « Railway Access Controller ») et un module de planification de programmes de nettoyage 94 (ou « Cleaning Program scheduler » en anglais).
  • Le module de fonctionnement en mode dégradé 80 détecte par exemple un dysfonctionnement de la balayeuse 16 et met en oeuvre un mode de fonctionnement dégradé. Par exemple, si un élément du dispositif de nettoyage 42 est en panne, le module 80 avertit le centre de contrôle 10 et informe les autres modules périphériques que la balayeuse 16 doit rejoindre le dépôt 29.
  • Le module de sécurité 82 détermine des informations concernant l'environnement de la balayeuse 16 à partir des informations provenant du capteur d'environnement du dispositif 46. Le module 82 présente des capacités cognitives, telles que des capacités de décision, de raisonnement et d'apprentissage. Par exemple, le module 82 est configuré pour identifier des objets sur et autour de la voie ferrée 2, tels que des piétons, les tramways 14, et prendre une décision sur la nature de chaque objet identifié. En outre, le module 82 est configuré pour veiller à la sécurité de fonctionnement interne de la balayeuse 16. Par exemple, le module de sécurité 82 détecte si un élément sécuritaire de la balayeuse 16 est défaillant.
  • Le module d'évaluation de risque 84 est configuré pour déterminer un risque de dommage associé à un obstacle identifié par le module de sécurité 82. Par exemple, le risque associé à un camion à l'arrêt à côté de la voie ferrée 2 est plus petit que le risque associé à un piéton se trouvant sur la voie ferrée 2.
  • Le module de contrôle d'opération 86 est configuré pour mettre en oeuvre la mission de nettoyage de la balayeuse 16, à partir des données reçues des autres modules. Par exemple, le module 86 est configuré pour piloter le dispositif de nettoyage 42 et le dispositif de traction 40.
  • Le module de communication 88 est configuré pour établir une communication avec le centre de contrôle 10, en échangeant des signaux de communication avec le dispositif de communication 47. Le module 88 utilise un protocole de communication, tel que par exemple défini dans les standards de la téléphonie mobile.
  • Le module de localisation 90 est configuré pour déterminer la position courante de la balayeuse 16 sur une carte de la voie ferrée 2. Pour ce faire, le module 90 fusionne, par exemple, des données du module de localisation par satellites du dispositif 46, des données du module localisation ferroviaire du dispositif 46 et la carte de la voie ferrée 2.
  • Le module d'accès 92 à la voie ferrée 2 est configuré pour déterminer un itinéraire à partir du dépôt 29 le long de la voie ferrée 2 à nettoyer. En outre, le module 92 est configuré pour enrailler la balayeuse 16 sur les rails 4.
  • Le module de planification de nettoyage 94 est configuré pour sélectionner un programme de nettoyage, par exemple en fonction du type de la voie ferrée 2 et/ou en fonction du degré de saleté. Le programme de nettoyage planifié est par exemple transféré vers le module de contrôle d'opération 86 pour réalisation.
  • Le fonctionnement du système de supervision 1 va maintenant être décrit.
  • Au début d'une mission, la balayeuse 16 est dans le dépôt 29.
  • La balayeuse 16 est remplie de matières consommables, telles que de l'eau, des produits de nettoyage ou de l'essence.
  • La balayeuse 16 reçoit une mission de nettoyage du système 10.
  • La mission est entièrement effectuée par la balayeuse 16 sans intervention humaine.
  • Pour ce faire, le module de contrôle d'opération 86 réalise la mission de nettoyage de la voie ferrée 2, à partir des données reçues des autres modules. Par exemple, le module de contrôle d'opération 86 pilote le dispositif de nettoyage 42 et le dispositif de traction 40.
  • La balayeuse 16 se déplace, par exemple sur les premiers essieux 52, vers la voie ferrée 2 à nettoyer, entraîné par le dispositif de traction 40. Typiquement, le module d'accès 92 à la voie ferrée 2 détermine un itinéraire à partir du dépôt 29 à la voie ferrée 2. A l'arrivé de la balayeuse 16 à la voie ferrée 2, le module d'accès 92 met en oeuvre des étapes pour enrailler la balayeuse 16 sur la voie ferrée.
  • Le programme de nettoyage est planifié par le module 94, par exemple en fonction du type de la voie ferrée 2 et/ou en fonction du degré de saleté. Le programme de nettoyage planifié est transféré vers le module de contrôle d'opération 86 pour réalisation.
  • Pendant la mission de nettoyage, le module d'opération en mode dégradé 80 surveille la balayeuse 16 pour détecter des éventuels dysfonctionnements de la balayeuse 16. Par exemple, si un élément du dispositif de nettoyage 42 est en panne, le module 80 avertit le centre de contrôle 10 et informe les autres modules périphériques que la balayeuse 16 doit rejoindre le dépôt 29.
  • Pendant la mission de nettoyage, le module de sécurité 82 détermine des informations concernant l'environnement par réception des informations provenant du capteur d'environnement du dispositif de détection et localisation 46. En outre, le module de sécurité 82 veille à la sécurité de fonctionnement interne de la balayeuse 16.
  • Pendant la mission de nettoyage, le module d'évaluation de risque 84 détermine un risque de dommage associé à un obstacle identifié par le module de sécurité 82.
  • Pendant la mission de nettoyage, la balayeuse 16 est en communication avec le centre de contrôle 10. Ce dernier localise à chaque instant la balayeuse 16. Plus précisément, le module de localisation 90 détermine la position courante de la balayeuse 16 sur une carte de la voie ferrée 2. La position courante ainsi déterminée est transmise au centre de contrôle 10.
  • Cette information de position courante de la balayeuse 16 est prise en compte par le système de supervision 12. On augmente ainsi la sécurité de circulation des tramways 14, une instruction de marquer un arrêt pouvant être transmise à un tramway 14 risquant de s'engager sur une section de voie sur laquelle circule déjà une balayeuse 16. En effet, jusqu'à présent, lorsqu'un véhicule de nettoyage est engagé sur la voie, c'est à son conducteur de le piloter à vue pour éviter les collisions avec les tramways 14. Cependant, ceci présente des risques importants pour la sécurité des passagers.
  • A la fin de la mission, la balayeuse 16 est par exemple désenraillée, et rejoint le dépôt 29, entraîné par le dispositif de traction 40.
  • On conçoit que la balayeuse 16 selon l'invention présente une autonomie très élevée par rapport aux balayeuses actuellement commercialisées. Typiquement, les réservoirs d'eaux propres 44 et d'eaux usées 45 sont dimensionnés pour permettre le nettoyage de longueurs de voies ferrées 2 importantes.
  • Le fait que la balayeuse 16 soit un véhicule autonome permet une utilisation 24 heures sur 24.
  • Le contrôle automatique des dispositifs de nettoyage optimise par conséquent l'usage des différents outils et augmente ainsi le temps moyen entre pannes ou MTBF (de l'anglais « mean time between failures »).

Claims (10)

  1. Balayeuse (16) pour nettoyer une voie ferrée (2), la balayeuse (16) comprenant :
    - un dispositif de nettoyage (42) configuré pour nettoyer la voie ferrée (2) ; et,
    - un dispositif de traction (40) de la balayeuse (16);
    caractérisée en ce que la balayeuse (16) comporte, en outre, un système de contrôle (48), le système de contrôle (48) étant du type comprenant un module central (70) et une pluralité de modules périphériques (80, 82, 84, 86, 88, 90, 92, 94) reliés au module central (70), le système de contrôle (48) étant configuré pour contrôler des paramètres du dispositif de nettoyage (42) et du dispositif de traction (40), la balayeuse (16) étant un véhicule autonome, sans conducteur, le dispositif de traction (40) et le dispositif de nettoyage (42) étant pilotés par le système de contrôle (48).
  2. Balayeuse (16) selon la revendication 1, dans laquelle au moins un module de la pluralité de modules périphériques (80, 82, 84, 86, 88, 90, 92, 94) présente une intelligence artificielle.
  3. Balayeuse (16) selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans laquelle au moins un module de la pluralité de modules périphériques (80, 82, 84, 86, 88, 90, 92, 94) comprend un dispositif d'apprentissage configuré pour définir au moins une nouvelle règle de décision à partir d'un modèle de décision initial.
  4. Balayeuse (16) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle un fonctionnement d'un module de la pluralité de modules périphériques (80, 82, 84, 86, 88, 90, 92, 94) est indépendant du fonctionnement d'un autre module de la pluralité de modules périphériques.
  5. Balayeuse (16) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans laquelle un module de la pluralité de modules périphériques (80, 82, 84, 86, 88, 90, 92, 94) est un module de localisation (90) configuré pour déterminer une position courante de la balayeuse (16).
  6. Balayeuse (16) selon la revendication 5, dans laquelle le module de localisation (90) est configuré pour déterminer la position courante de la balayeuse (16) en fusionnant des données d'un module de localisation par satellites et des données d'un module de localisation ferroviaire local avec une carte de la voie ferrée (2).
  7. Balayeuse (16) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans laquelle au moins un module de la pluralité de modules périphériques (80, 82, 84, 86, 88, 90, 92, 94) comprend un registre d'états.
  8. Balayeuse (16) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans laquelle un module de la pluralité de modules périphériques (80, 82, 84, 86, 88, 90, 92, 94) est un module de sécurité (82) configuré pour déterminer des informations concernant un environnement de la balayeuse (16) à partir de données d'un capteur d'environnement (46).
  9. Balayeuse (16) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans laquelle un module de la pluralité de modules périphériques (80, 82, 84, 86, 88, 90, 92, 94) est un module de communication (88), configuré pour établir une communication avec un centre de contrôle (10) distant.
  10. Ensemble (1) comprenant, d'une part, une balayeuse (16) selon la revendication 9 et le centre de contrôle (10) distant et, d'autre part, un système de supervision (12) de la circulation des tramways (14) sur la voie ferrée (2), le centre de contrôle (10) étant interfacé avec le système de supervision (12) pour lui transmettre une position courante de la balayeuse (16) à chaque instant de la circulation de la balayeuse (16) sur la voie ferrée (2).
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