FR2598375A1 - Speed control for railway track and automatic driving of trains - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a device for controlling the speed of an object moving along a determined trajectory. This device makes it possible to transmit from the stationary track to the moving object a signal of a certain frequency produced by bars 1 or 2 fixed onto the track and parallel to it. These bars transmit a magnetic flux of a certain frequency to the nearby core 5 or 6, which is part of an induction coil 3 or 4 fixed to the moving object. This magnetic flux can come from an external supply or appear as a result of the movement of the object itself. The frequencies picked up act on the speed and hold it until another bar has been passed. The invention applies to controlling the speed of all rail transport.

Description

La présente invention concerne un dispositif pour transmettre des fréquences électromagnétiques ou magnétiques de la voie ferrée à une locomotrice, dans le domaine de la circulation sur des voies de fer en site propre. Elle entend solutionner tous les problèmes de réglage automatique de la vitesse et ceux de la conduite automatique. The present invention relates to a device for transmitting electromagnetic or magnetic frequencies from the railway to a locomotive, in the field of traffic on railway tracks on their own site. It intends to solve all the problems of automatic speed adjustment and those of automatic driving.

Actuellement, la circulation sur ces voies est principalement commandée par intervention humaine, elle-même commandée par des signaux lumineux. Currently, traffic on these tracks is mainly controlled by human intervention, itself controlled by light signals.

II existe depuis peu des systèmes de conduite automatique basés, sur des séries de boucles conductrices, sur des commandes par ondes hertziennes (brevet français Matra nO 2.417.424). Il a été proposé l'utilisation de balises placées au voisinage de la voie (brevet français nO 2.187.591), I'enregistrement des commandes sur bandes perforées (brevet français nO 2.022.343) et l'enregistrement sur bande magnétique (brevet français nO 2.139.471). Recently, automatic control systems have been based, based on series of conductive loops, on radio wave commands (French patent Matra No. 2,417,424). It has been proposed the use of beacons placed in the vicinity of the track (French patent No. 2,187,591), the recording of orders on perforated tapes (French patent No. 2,022,343) and the recording on magnetic tape (French patent No. 2.139.471).

II existe des brevets proposant un câble haute fréquence rayonnant posé le long de la voie. There are patents proposing a radiating high frequency cable laid along the track.

Ces dispositifs connus ont généralement l'inconvénient d'une grande complexité, et nécessitent l'intervention de calculateurs ou de postes de commandement centraux chargés de réguler l'ensemble du trafic. These known devices generally have the drawback of great complexity, and require the intervention of computers or central command posts responsible for regulating all traffic.

La présente invention se caractérise par l'utilisation de barres placées parallèlement aux rails habituels de la voie de fer, ces barres servant à transmettre aux véhicules circulant sur la voie, des fréquences sous forme de variations de flux magnétique ou électromagnétique, pour la commande de leur vitesse et pour la conduite automatique. The present invention is characterized by the use of bars placed parallel to the usual rails of the railway, these bars being used to transmit to vehicles traveling on the track, frequencies in the form of variations in magnetic or electromagnetic flux, for the control of their speed and for automatic driving.

Ces fréquences sont obtenues soit par une alimentation extérieure, soit en variante, par le déplacement du véhicule lui-meme. La compréhension des explications qui suivent se trouve facilitée par la figure 1 qui est une vue en perspective représentant sur une même partie de la voie les deux moyens de produire et/ou de transmettre les fréquences. II est entendu que dans la pratique il n'y a habituellement que la barre 1 ou la barre 2 pour commander la vitesse. These frequencies are obtained either by an external power supply, or alternatively, by the movement of the vehicle itself. The understanding of the explanations which follow is facilitated by FIG. 1 which is a perspective view representing on the same part of the channel the two means of producing and / or transmitting the frequencies. It is understood that in practice there is usually only the bar 1 or the bar 2 to control the speed.

La barre 1 alimentée est en fer doux et le profil ne requiert pas de forme précise sauf que la barre est, de préférence, plane et large à sa partie supérieure. Elle est fixée sur les traverses, entre les rails 7, ou soudée sur un rail 7 de la voie par des entretoises assez longues. La barre est entourée dans le sens de la longueur, d'un conducteur formant des spires dans un plan horizontal. Ce conducteur peut être alimenté par un courant oscillant de fréquence réglable. La bobine 3 fixée sur un essieu de la locomotrice capte les oscillations magnétiques rayonnées par la barre 1 au moyen de son noyau 5 qui passe très près de la partie supérieure de cette barre. Ces oscillations sont enregistrées et comparées par un calculateur à une fréquence proportionnelle à la vitesse instantanée du véhicule.Le résultat de ce calcul induira une accélération ou une décélération jusqu'à obtention de la vitesse requise. La fréquence captée par la bobine 3 et enregistrée, est toujours égale à la fréquence de commande, quelle que soit la vitesse du mobile. The bar 1 supplied is made of soft iron and the profile does not require a precise shape except that the bar is preferably flat and wide at its upper part. It is fixed on the sleepers, between the rails 7, or welded to a rail 7 of the track by fairly long spacers. The bar is surrounded lengthwise by a conductor forming turns in a horizontal plane. This conductor can be supplied by an oscillating current of adjustable frequency. The coil 3 fixed to an axle of the locomotive picks up the magnetic oscillations radiated by the bar 1 by means of its core 5 which passes very close to the upper part of this bar. These oscillations are recorded and compared by a computer at a frequency proportional to the instantaneous speed of the vehicle. The result of this calculation will induce an acceleration or deceleration until the required speed is obtained. The frequency picked up by the coil 3 and recorded, is always equal to the control frequency, whatever the speed of the mobile.

La barre 2 non alimentée est posée de façon analogue à la barre 1 mais à une distance différente du rail 7 de la voie pour permettre l'analyse séparée des signaux captés. Elle comporte une série d'aimants 8 permanents, de préférence plats, fixés sur la barre 2 à égale distance d l'un de l'autre, affleurant tous à la même hauteur par un même p6le Nord ou Sud, ou alternativement par un pôle Nord ou un pôle Sud. The unpowered bar 2 is placed analogously to the bar 1 but at a different distance from the rail 7 of the track to allow the separate analysis of the signals received. It comprises a series of permanent magnets 8, preferably flat, fixed on the bar 2 equidistant from one another, all flush with the same height by the same North or South pole, or alternatively by a pole North or a South Pole.

Pour garantir la fiabilité du dispositif et sa tenue dans le temps, les aimants 8 peuvent être enrobés à leur partie supérieure dans toute matière non magnétique et/ou masqués entièrement par une tôle non magnétique. Ces aimants ont leurs lignes de force dirigées vers le noyau 6 de préférence plat de la bobine d'induction 4 fixée sous la locomotrice, pour passer à très petite distance de cette barre 2. To guarantee the reliability of the device and its resistance over time, the magnets 8 can be coated at their upper part in any non-magnetic material and / or entirely masked by a non-magnetic sheet. These magnets have their lines of force directed towards the preferably flat core 6 of the induction coil 4 fixed under the locomotor, to pass at a very short distance from this bar 2.

Si la vitesse n'est pas nulle, les variations de flux magnétique produiront un courant d'une fréquence proportionnelle à la vitesse et inversement proportionnelle à la distance d entre les aimants. Cette fréquence captée sera enregistrée sur une bande magnétique dont l'avance sera solidaire du mouvement de la roue du mobile, et comparée à une fréquence pilote. Le résultat de ce calcul induira également une accélération ou une décélération jusqu'à obtention de la vitesse programmée par la barre. If the speed is not zero, the variations in magnetic flux will produce a current of a frequency proportional to the speed and inversely proportional to the distance d between the magnets. This captured frequency will be recorded on a magnetic tape, the advance of which will be integral with the movement of the wheel of the mobile, and compared with a pilot frequency. The result of this calculation will also induce acceleration or deceleration until the speed programmed by the helm is obtained.

Les signaux captés par les barres 1 et 2 peuvent être traduits dans la locomotrice en signaux lumineux par des procédés connus, et remplacer ainsi les signaux lumineux de la voie. The signals picked up by the bars 1 and 2 can be translated into the locomotive into light signals by known methods, and thus replace the light signals of the track.

Le rendement de ce captage de flux magnétique peut être amélioré en munissant les extrémités des deux noyaux 5 et 6 de brosses ou tresses en métal de grarde perméabilité magnétique. Les bobines et noyaux peuvent porter un blindage contre toutes influences magnétiques environnantes. The efficiency of this magnetic flux capture can be improved by providing the ends of the two cores 5 and 6 with brushes or braids of metal with magnetic permeability. Coils and cores can shield against all surrounding magnetic influences.

La longueur des barres dépend essentiellement de la possibilité d'une identification certaine de la fréquence à partir d'un nombre réduit-d'oscilla- tions Captées, et ceci quelle que soit la vitesse du mobile. Elle dépend donc de l'inertie du moyen d'identification choisi.  The length of the bars depends essentially on the possibility of a certain identification of the frequency from a reduced number of captured oscillations, and this whatever the speed of the mobile. It therefore depends on the inertia of the chosen means of identification.

L'emploi des barres 1 et 2 permet à lui tout seul de commander toutes les vitesses à tout endroit prévu d'une ligne ferroviaire, et peut constituer de ce fait un système de conduite automatique. The use of bars 1 and 2 alone makes it possible to control all the speeds at any place provided for on a railway line, and can therefore constitute an automatic driving system.

Pour une sécurité totale dans la pratique, ce système de barres peut être couplé à ou doublé par tout autre système automatique, en particulier à tout système qui utilisera ces barres comme repères géographiques précis de la voie. For total safety in practice, this bar system can be coupled to or doubled by any other automatic system, in particular to any system which will use these bars as precise geographical benchmarks of the track.

Les barres 1 peuvent être repérées en l'absence d'alimentation par un détecteur de métaux et servir ainsi de repères précis de la voie dans la conduite automatique, tout comme les barres 2. Bars 1 can be located in the absence of power by a metal detector and thus serve as precise benchmarks of the track in the automatic pipe, just like bars 2.

Tout système de conduite automatique, comme par exemple, par mise en mémoire des éléments du trajet par tout moyen pouvant exister, peut recevoir le signal de présence d'une barre et l'inscrire, et à l'utilisation, comparer le signal direct au signal enregistré pour obtenir une synchronisation permanente entre le défilement de la mémoire et le défilement dans le site des jalons que sont les barres ; ou provoquer le transfert d'un système de commande à l'autre en cas de besoin. La mémoire concernant un trajet peut contenir en plus du repère précis de la position d'une barre, le signal de fréquence programmant la vitesse et peut comporter en surimpression des informations intermédiaires de vitesses ou autres. Any automatic driving system, such as by storing the elements of the journey by any means that may exist, can receive the signal for the presence of a helm and record it, and in use, compare the direct signal with signal recorded to obtain a permanent synchronization between the scrolling of the memory and the scrolling in the site of the milestones that are the bars; or cause the transfer from one control system to another if necessary. The memory relating to a journey may contain in addition to the precise reference mark of the position of a bar, the frequency signal programming the speed and may include superimposed intermediate speed or other information.

Bien entendu, les deux modes de réalisation du dispositif de commande de vitesse tel que décrit précédemment peuvent être également utilisés en combinaison, en fonction des applications spécifiques, et notamment pour régler la circulation des trains dans les gares, leur vitesse de passage sur les aiguillages ou dans des zones de travaux. Cependant, ces applications ne sont pas limitatives, et le dispositif selon l'invention trouve son application dans la commande de vitesse de tout mobile empruntant des trajectoires fixes, notamment dans le domaine de la manutention, dans le transport des personnes et des marchandises (métro, aérogare). Of course, the two embodiments of the speed control device as described above can also be used in combination, depending on the specific applications, and in particular to regulate the circulation of trains in stations, their speed of passage on the switches or in work areas. However, these applications are not limiting, and the device according to the invention finds its application in the speed control of any mobile using fixed trajectories, in particular in the field of handling, in the transport of people and goods (metro , terminal).

Cette invention concerne particulièrement la S.N.C.F. et le Métro. This invention relates particularly to S.N.C.F. and the Metro.

Bien que l'invention ait été décrite à propos d'une forme de réalisation particulière, il est bien entendu qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut y apporter diverses modifications de formes, de dispositions ou de combinaison de ces éléments, sans pour autant s'éloigner du cadre et de l'esprit de l'inventison.  Although the invention has been described in connection with a particular embodiment, it is understood that it is in no way limited thereto and that it is possible to make various modifications to it in form, arrangement or combination of these. elements, without departing from the framework and the spirit of the invention.

Claims (6)

RevendicationsClaims 1. Dispositif pour transmettre des fréquences électromagnétiques ou ma gnétiques de la voie ferrée à une locomotrice, caractérisé par l'utilisation de barres (1) ou (2) en fer doux ou en toute autre matière en vue d'obtenir une commande automatique de vitesse sur la locomotrice. 1. Device for transmitting electromagnetic or magnetic frequencies from the railway to a locomotive, characterized by the use of bars (1) or (2) made of soft iron or any other material in order to obtain an automatic control of speed on the locomotive. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les barres (1) sont alimentées par un enroulement de fil conducteur dans un plan horizontal. 2. Device according to claim 1, characterized in that the bars (1) are fed by a winding of conductive wire in a horizontal plane. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par la production de fréquences par les barres (2) au moyen d'aimants permanents (8) placés à distance régulière, dès que la locomotrice est en mouvement. 3. Device according to claim 1, characterized by the production of frequencies by the bars (2) by means of permanent magnets (8) placed at regular distance, as soon as the locomotor is in motion. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le captage des fréquences par un noyau (5) ou (6) en fer, de préférence plat, faisant partie d'une bobine d'induction (3) ou (4) et se déplaçant à très faible distance des barres (1) ou (2) pour transmettre des fréquences de ces barres à la bobine (3) ou (4) en vue d'obtenir une commande automatique de vitesse. 4. Device according to claim 1, characterized by the capture of frequencies by an iron core (5) or (6), preferably flat, forming part of an induction coil (3) or (4) and moving at very short distance from the bars (1) or (2) to transmit frequencies from these bars to the coil (3) or (4) in order to obtain an automatic speed control. 5. Dispositif selon les revendications 1 et 4, caractérisé par le fait que l'extrémité du noyau peut être garnie d'une brose ou d'une tresse faite d'un métal d'une bonne perméabilité magnétique. 5. Device according to claims 1 and 4, characterized in that the end of the core can be lined with a brose or a braid made of a metal of good magnetic permeability. 6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte une pluralité d'aimants permanents (8) alignés, quel qu'en soit le support.  6. Device according to claim 1, characterized in that it comprises a plurality of aligned permanent magnets (8), whatever the support.
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