FR2843726A1 - Communication system on board railway vehicle comprises two transmission chains composed of antenna connected to amplifier box, chains connected to same evaluation module and amplifier box supplied by same supply unit via interface card - Google Patents
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Abstract
Description
i L'invention se rapporte à un système de communication embarqué à bordi The invention relates to an on-board communication system
d'un véhicule ferroviaire permettant la transmission d'informations avec des balises disposées au sol et se rapporte notamment à un système de communication pour tramway. Il est connu d'utiliser à bord des véhicules ferroviaires des systèmes de communication comportant une chaîne de transmission sol/véhicule permettant l'échange de données avec des balises au sol. Dans un tel système, la chaîne de transmission est habituellement constituée d'une antenne embarquée associée à un boîtier amplificateur/adaptateur comportant en sortie des liaisons pour la 0 O transmission des signaux en provenance ou en direction de l'antenne, ces liaisons étant reliés à une carte interface d'un module d'évaluation réalisant le traitement des données. Un tel boîtier amplificateur/adaptateur est alimenté en électricité par des of a railway vehicle allowing the transmission of information with beacons arranged on the ground and relates in particular to a communication system for a tram. It is known practice to use on board railway vehicles communication systems comprising a ground / vehicle transmission chain allowing the exchange of data with beacons on the ground. In such a system, the transmission chain usually consists of an on-board antenna associated with an amplifier / adapter box comprising at the output links for the transmission of signals coming from or towards the antenna, these links being connected to an interface card of an evaluation module performing data processing. Such an amplifier / adapter box is supplied with electricity by
lignes d'alimentation connectées à une unité d'alimentation du véhicule. power lines connected to a vehicle power unit.
De tels systèmes de communication sont notamment utilisés dans des systèmes de 1 5 contrôle de la vitesse par balises, tel que le système KVB utilisé en France par la Société Nationale des Chemins de Fer (SNCF), chaque véhicule étant informé au passage d'une balise sur l'état de la signalisation, un calculateur du module d'évaluation vérifiant constamment que la vitesse du véhicule est compatible avec la signalisation rencontrée et imposant si nécessaire un arrêt d'urgence. Toutefois, dans 20 le cadre d'une telle utilisation sécuritaire, il est nécessaire de respecter des règles Such communication systems are used in particular in beacon speed control systems, such as the KVB system used in France by the Société Nationale des Chemins de Fer (SNCF), each vehicle being informed of the passage of a beacon on the status of the signaling, a computer of the evaluation module constantly checking that the vehicle speed is compatible with the signaling encountered and imposing an emergency stop if necessary. However, in such a safe use, it is necessary to respect rules
quant à l'emplacement de l'antenne sur le véhicule. En particulier, en France, la SNCF impose que la distance entre l'axe verticale de l'antenne et l'axe de l'essieu avant ne soit pas supérieure à 12 m. Une telle valeur peut cependant varier en fonction des sociétés d'exploitation puisqu'elle est fonction notamment de 25 l'emplacement des balises au sol par rapport aux infrastructures. as to the location of the antenna on the vehicle. In particular, in France, the SNCF requires that the distance between the vertical axis of the antenna and the axis of the front axle not exceed 12 m. Such a value may however vary depending on the operating companies since it is a function in particular of the location of the beacons on the ground with respect to the infrastructures.
Compte tenu de cette contrainte imposée par la SNCF, il s'ensuit que pour un véhicule circulant dans les deux sens, la distance entre essieux extrêmes de ce même véhicule ne peut pas dépasser 24 m lorsque le véhicule ne comporte qu'une seule antenne. Ainsi, pour les véhicules dépassant la longueur de 24 m entre essieux, il est connu de doubler l'ensemble du système de communication embarqué ainsi que cela est représenté à la figure 1. Conformément à cette figure qui représente un tramway comportant deux voitures 10, chaque voiture est alors équipée d'une antenne 21 5 disposée à une distance d < 12 m de l'essieu avant 11. L'antenne 21 est associée à un boîtier amplificateur/adaptateur 22 d'o sortent des fils de liaison 6 qui sont reliés à une carte interface d'un module d'évaluation 3 embarqué sur la voiture 10. Chaque boîtier amplificateur/adaptateur 22 est alimenté électriquement par des lignes d'alimentation 5 raccordées à une carte d'alimentation présente dans le module 10 d'évaluation, cette carte étant elle-même alimentée par une unité d'alimentation 9 déconnectable au moyen d'un interrupteur 7. Le module d'évaluation 3 de chaque voiture est relié à un panneau de visualisation 8 sur lequel sont affichées les différentes informations communiquées au passage des balises 1 et notamment les Given this constraint imposed by the SNCF, it follows that for a vehicle traveling in both directions, the distance between the end axles of this same vehicle cannot exceed 24 m when the vehicle has only one antenna. Thus, for vehicles exceeding the length of 24 m between axles, it is known to double the entire on-board communication system as shown in FIG. 1. In accordance with this figure which represents a tram comprising two cars 10, each car is then fitted with an antenna 21 5 arranged at a distance d <12 m from the front axle 11. The antenna 21 is associated with an amplifier / adapter box 22 from which the connecting wires 6 are produced. connected to an interface card of an evaluation module 3 on board the car 10. Each amplifier / adapter box 22 is electrically powered by power lines 5 connected to a power card present in the evaluation module 10 , this card being itself supplied by a power supply unit 9 which can be disconnected by means of a switch 7. The evaluation module 3 of each car is connected to a display panel 8 on which s displayed the various information communicated when passing the beacons 1 and in particular the
éventuels ordres d'arrêt d'urgence. possible emergency stop orders.
l 5 Une telle solution présente cependant l'inconvénient de doubler le cot du système de l 5 Such a solution however has the drawback of doubling the cost of the
communication embarqué en doublant le module d'évaluation. on-board communication by doubling the evaluation module.
Aussi, un but de la présente invention est de proposer un système de communication qui puissent fonctionner avec deux antennes distantes l'une de l'autre et qui soit Also, an object of the present invention is to provide a communication system which can operate with two antennas distant from each other and which is
simple et économique à réaliser.simple and economical to make.
A cet effet, l'invention a pour objet un système de communication embarqué à bord d'un véhicule ferroviaire pour la transmission d'informations avec des balises disposées au sol, caractérisé en ce qu'il comporte deux chaînes de transmission constituées chacune par une antenne associée à un boîtier amplificateur/adaptateur, les chaînes de transmission étant reliées à un même module d'évaluation assurant le 25 traitement des signaux captés ou émis par l'une des antennes au passage des balises, chaque boîtier amplificateur/adaptateur étant alimenté électriquement par une même unité d'alimentation et comportant des fils de liaison destinés à être connectés à une carte interface du module d'évaluation et en ce que le système comporte des moyens de commutation permettant de relier alternativement la carte interface de l'unité 30 d'évaluation aux fils de liaison de l'une ou l'autre des chaînes de transmission, l'antenne appartenant à la chaîne de transmission dont les fils de liaison ne sont pas raccordés à la carte interface par les moyens de commutation étant mise dans un état To this end, the invention relates to a communication system on board a rail vehicle for the transmission of information with beacons arranged on the ground, characterized in that it comprises two transmission chains each consisting of a antenna associated with an amplifier / adapter box, the transmission chains being connected to the same evaluation module ensuring the processing of the signals picked up or transmitted by one of the antennas when passing the beacons, each amplifier / adapter box being electrically powered by a single power supply unit and comprising connecting wires intended to be connected to an interface card of the evaluation module and in that the system includes switching means making it possible to connect alternately the interface card of the unit 30 d evaluation to the connecting wires of one or other of the transmission chains, the antenna belonging to the transmitted chain sion whose connecting wires are not connected to the interface card by the switching means being put in a state
inactif de manière à avoir une consommation limitée d'énergie. inactive so as to have a limited energy consumption.
Selon des modes particuliers de réalisation, le système de communication embarqué à bord d'un véhicule ferroviaire selon l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs 5 des caractéristiques suivantes prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles: - les fils de liaison du boîtier amplificateur/adaptateur qui n'est pas raccordé à la carte interface de l'unité d'évaluation sont raccordés, par l'intermédiaire des moyens de commutation, à une carte bouchon de structure équivalente à la carte interface de 10 l'unité d'évaluation; les deux boîtiers amplificateur/adaptateur comportent des lignes d'alimentation qui sont raccordées en parallèle à une carte d'alimentation du module d'évaluation, la carte d'alimentation étant alimentée par l'unité d'alimentation; - la carte d'alimentation est dimensionnée pour fournir de l'énergie aux deux boîtiers 15 amplificateur/adaptateur lorsqu'une antenne est active et l'autre antenne est inactive; - les moyens de commutations sont des relais; - les moyens de commutation relient l'une ou l'autre des chaînes de transmission à la carte interface du module d'évaluation en fonction du sens de déplacement du véhicule. L'invention concerne également un véhicule ferroviaire caractérisé en ce qu'il According to particular embodiments, the communication system on board a rail vehicle according to the invention may comprise one or more of the following characteristics taken in isolation or according to all technically possible combinations: - the connecting wires of the amplifier / adapter box which is not connected to the interface card of the evaluation unit are connected, via the switching means, to a plug card of structure equivalent to the interface card of the unit d 'Evaluation; the two amplifier / adapter boxes have power lines which are connected in parallel to a power board of the evaluation module, the power board being powered by the power unit; the power supply board is dimensioned to supply energy to the two amplifier / adapter boxes when one antenna is active and the other antenna is inactive; - the switching means are relays; the switching means connect one or the other of the transmission chains to the interface card of the evaluation module according to the direction of movement of the vehicle. The invention also relates to a railway vehicle characterized in that it
comporte un système de communication tel que précédemment décrit. includes a communication system as previously described.
On comprendra mieux les buts, aspects et avantages de la présente invention, d'après la description donnée ci-après d'un mode particulier de réalisation de l'invention, présenté à titre d'exemple non limitatif, en se référant aux dessins annexés, dans 25 lesquels: The aims, aspects and advantages of the present invention will be better understood from the description given below of a particular embodiment of the invention, presented by way of nonlimiting example, with reference to the accompanying drawings. , in which 25:
- la figure 1 est une vue schématique du système de communication de l'art antérieur précédemment décrit; - la figure 2 est une vue schématique illustrant l'implantation d'un système de communication suivant un mode particulier de réalisation de l'invention 30 embarqué sur un tramway muni de deux voitures; - la figure 3 est un schéma de principe illustrant plus en détails les différents - Figure 1 is a schematic view of the communication system of the prior art described above; FIG. 2 is a schematic view illustrating the installation of a communication system according to a particular embodiment of the invention on board a tram fitted with two cars; - Figure 3 is a block diagram illustrating in more detail the different
composants du système de communication de la figure 2. communication system components of figure 2.
Pour faciliter la lecture du dessin, seuls les éléments nécessaires à la compréhension de l'invention ont été représentés. Les mêmes éléments portent les mêmes références d'une figure à l'autre. La figure 2 représente tramway constitué de deux voitures 10, ces voitures 10 comportant un essieu central 12 commun et un essieu avant 11 disposé à proximité de l'extrémité de la voiture 10. Le tramway est équipé d'un système de contrôle de vitesse par balises qui utilise un système de communication permettant l'échange 10 d'informations avec des balises 1 disposées au sol. Ce système de communication To facilitate reading of the drawing, only the elements necessary for understanding the invention have been shown. The same elements have the same references from one figure to another. FIG. 2 represents a tram consisting of two cars 10, these cars 10 comprising a common central axle 12 and a front axle 11 disposed near the end of the car 10. The tram is equipped with a speed control system by beacons which uses a communication system allowing the exchange of information 10 with beacons 1 placed on the ground. This communication system
comporte deux chaînes de transmission sol/tramway 2, réparties sur les deux voitures 10, qui sont destinées à être utilisées alternativement en fonction du sens de déplacement du tramway. Comme on le verra plus en détails dans la suite de la description, les deux chaînes de transmission 2 sont reliées à un unique module 15 d'évaluation 3 porté par une des voitures 10, ce module 3 assurant le traitement des comprises two ground / tram 2 transmission chains, distributed over the two cars 10, which are intended to be used alternately depending on the direction of movement of the tram. As will be seen in more detail in the following description, the two transmission chains 2 are connected to a single evaluation module 3 carried by one of the cars 10, this module 3 ensuring the processing of
données reçues ou émises au travers des deux chaînes de transmission 2 au passage data received or transmitted through the two transmission chains 2 in passing
des balises 1.tags 1.
Le module d'évaluation 3 comporte en outre, dans le cas du contrôle de vitesse par balises, un calculateur qui vérifie que la vitesse du véhicule est en accord avec les 20 indications de signaux communiquées par les balises 1 et transmet des informations de conduite aux panneaux de visualisation 8 placés à chaque extrémité du tramway The evaluation module 3 further comprises, in the case of speed control by beacons, a computer which verifies that the vehicle speed is in accordance with the signal indications communicated by the beacons 1 and transmits driving information to the display panels 8 placed at each end of the tram
dans une cabine de conduite.in a driver's cabin.
Conformément à la figure 2, chaque chaîne de transmission 2 du système de communication est portée par l'une des voitures 10 et est constituée d'un boîtier 25 adaptateur/amplificateur 22 associé à une antenne 21 qui est disposée sous la voiture à une distance d inférieure à 12 m de l'axe de l'essieu avant 11. Ces antennes 21 associées à leur boîtier adaptateur/amplificateur 22 sont par exemple conformes à celles utilisées habituellement dans le système KVB de contrôle de la vitesse de la SNCF, le boîtier adaptateur/amplificateur 22 étant relié à l'antenne par des câbles de liaison 23 d'une longueur d'environ 6 m, l'antenne 21 émettant sur une longueur In accordance with FIG. 2, each transmission chain 2 of the communication system is carried by one of the cars 10 and consists of an adapter / amplifier box 22 associated with an antenna 21 which is placed under the car at a distance d less than 12 m from the axis of the front axle 11. These antennas 21 associated with their adapter / amplifier unit 22 are, for example, in conformity with those usually used in the KVB speed control system of SNCF, the unit adapter / amplifier 22 being connected to the antenna by connection cables 23 with a length of approximately 6 m, the antenna 21 transmitting over a length
d'onde de 27 Mhz et recevant des signaux sur une longueur d'onde de 4,35 Mhz. wavelength of 27 Mhz and receiving signals on a wavelength of 4.35 Mhz.
Conformément à la figure 3 qui représente plus en détails les éléments du système de communication embarqué de la figure 2, chaque boîtier adapteur/amplificateur 22 est 5 alimenté en électricité par deux lignes d'alimentation 0 et 12 V en continu pour l'émission et deux lignes d'alimentation 0 et 12V en continu pour la réception, ces lignes étant représentées par une unique ligne d'alimentation 5 sur les figures 2 et 3 pour simplifier les figures. Les lignes d'alimentation 5 sont reliées à une carte d'alimentation 31 du module d'évaluation 3 qui est elle-même alimentée par une unité 1 0 d'alimentation 9 du tramway. Les lignes d'alimentation 5 des deux boîtiers 22 sont reliées directement à la carte d'alimentation 31 du module d'évaluation 3, les lignes d'alimentation 5 de tension équivalente des deux boîtiers 22 étant connectés en parallèle, aucun relais n'étant présent sur les lignes d'alimentation 5 entre l'unité In accordance with FIG. 3 which shows in more detail the elements of the on-board communication system of FIG. 2, each adapter / amplifier box 22 is supplied with electricity by two 0 and 12 V DC power supply lines for transmission and two supply lines 0 and 12V continuously for reception, these lines being represented by a single supply line 5 in Figures 2 and 3 to simplify the figures. The power supply lines 5 are connected to a power supply card 31 of the evaluation module 3 which is itself supplied by a power supply unit 10 for the tram. The power lines 5 of the two boxes 22 are connected directly to the power card 31 of the evaluation module 3, the power lines 5 of equivalent voltage of the two boxes 22 being connected in parallel, no relay being present on the supply lines 5 between the unit
d'alimentation 9 et le boîtier adapteur/amplificateur 22. 9 and the adapter / amplifier box 22.
Chaque boîtier adapteur/amplificateur 22 comporte également cinq liaisons transmettant les signaux captés ou émis par l'antenne, ces liaisons étant représentées par un unique fil 6 sur les figures 2 et 3. Les fils de liaison 6 sont connectés à un module de commutation 4 comportant un relais 41 pour chacun des fils de liaison 6 en provenance des boîtiers 22 des deux chaînes de transmission 2. Ces relais 41, dont 20 les caractéristiques mécaniques garanties permettent un contrôle sécuritaire de leur état, relient les fils de liaison 6 provenant des boîtiers 22 des deux chaînes de transmission 2 soit à une carte interface 32 appartenant au module d'évaluation 3, soit à une carte bouchon 42 appartenant au module de commutation 4. Les différents relais 41 du module de commutation 4 présentent des commandes de commutations 25 dépendantes de sorte que lorsque les fils de liaison 6 d'un des boîtiers 22 sont connectés avec la carte interface 32 du module d'évaluation 3, les fils de liaison 6 de Each adapter / amplifier unit 22 also includes five links transmitting the signals picked up or transmitted by the antenna, these links being represented by a single wire 6 in FIGS. 2 and 3. The connection wires 6 are connected to a switching module 4 comprising a relay 41 for each of the connecting wires 6 coming from the boxes 22 of the two transmission chains 2. These relays 41, 20 of which the guaranteed mechanical characteristics allow a safe control of their condition, connect the connecting wires 6 coming from the boxes 22 of the two transmission chains 2 either to an interface card 32 belonging to the evaluation module 3, or to a plug card 42 belonging to the switching module 4. The different relays 41 of the switching module 4 have dependent switching commands 25 so that when the connecting wires 6 of one of the boxes 22 are connected with the interface card 32 of the evaluation module 3, the connecting wires 6 of
l'autre boîtier 22 sont connectés à la carte bouchon 42. the other box 22 are connected to the plug card 42.
La carte interface 32 du module d'évaluation 3 est reliée à un calculateur qui assure le traitement des données et l'élaboration des signaux d'informations de conduite sur les 30 panneaux de visualisation 8. The interface card 32 of the evaluation module 3 is connected to a computer which processes the data and produces the driving information signals on the display panels 8.
La carte bouchon 42 présente une structure équivalente à la carte interface 32 du module d'évaluation 3 et permet de charger avec une impédance adaptée les fils de liaison 6 qui lui sont raccordés afin que ces derniers ne se comportent pas comme des antennes venant perturber les signaux transmis par la chaîne de transmission 2 qui est raccordée au module d'évaluation 3. La carte bouchon 42 comporte de plus des moyens assurant la mise en position inactive de l'antenne 21 associée au boîtier 22 qui lui est raccordée afin que cette antenne 21 ait une consommation limitée d'énergie en étant éteinte à l'émission et à la réception. Dans le cas des antennes 21 habituellement utilisé sur les systèmes 10 KVB de la SNCF, cette mise en position inactive de l'antenne est réalisée par un simple croisement de deux des fils de liaison 6 au niveau de l'entrée de la carte bouchon 42 par rapport aux branchements équivalents des fils de liaison 6 sur la The plug card 42 has a structure equivalent to the interface card 32 of the evaluation module 3 and makes it possible to load with a suitable impedance the connecting wires 6 which are connected to it so that the latter do not behave like antennas which disturb the signals transmitted by the transmission chain 2 which is connected to the evaluation module 3. The plug card 42 also comprises means ensuring the inactive position of the antenna 21 associated with the housing 22 which is connected to it so that this antenna 21 has a limited energy consumption by being switched off on transmission and reception. In the case of antennas 21 usually used on SNCF 10 KVB systems, this positioning of the antenna inactive is achieved by a simple crossing of two of the connecting wires 6 at the level of the entry of the plug card 42 with respect to the equivalent connections of the connecting wires 6 on the
carte interface 32.interface card 32.
Le système de communication ainsi réalisé sera avantageusement équipé d'une carte l 5 d'alimentation 31 standard habituellement prévue pour alimenter une seule antenne 21. En effet, bien que la carte d'alimentation 31 alimente simultanément les deux boîtiers 22, ces derniers sont respectivement raccordés à une antenne 21 active et une antenne 21 inactive. Or, le boîtier 22 associée à l'antenne 21 inactive consomme très peu d'énergie et la puissance consommée par ce boîtier 22 est négligeable devant la 20 puissance demandée par le boîtier 22 raccordé à l'antenne 21 active, ce qui permet d'utiliser une carte d'alimentation 31 habituelle, c'est à dire de puissance légèrement supérieure à la puissance consommée par un seul boîtier 22 associé à une antenne The communication system thus produced will advantageously be equipped with a standard power supply card 31 usually provided for supplying a single antenna 21. In fact, although the power supply card 31 simultaneously supplies the two boxes 22, the latter are respectively connected to an active antenna 21 and an inactive antenna 21. However, the housing 22 associated with the inactive antenna 21 consumes very little energy and the power consumed by this housing 22 is negligible compared to the power demanded by the housing 22 connected to the active antenna 21, which makes it possible to use a usual power supply card 31, that is to say a power slightly greater than the power consumed by a single box 22 associated with an antenna
active 21.active 21.
Un tel système de communication est particulièrement avantageux car il permet, au 25 moyen des relais, de sélectionner l'une ou l'autre des deux chaînes de transmission à relier au module d'évaluation en fonction du sens de circulation du tramway tout en ayant des chutes de tension dans les lignes d'alimentation minimisées au maximum étant donné qu'aucun élément de commutation n'est placé sur les lignes d'alimentation. Or, dans la pratique la distance inter-antennes est limitée par les 30 pertes de tensions dans les lignes d'alimentation, une distance trop importante entre l'unité d'alimentation et le boîtier adapteur/amplificateur conduisant à avoir une puissance insuffisante au niveau de ces derniers. Ainsi, un tel système permet d'offrir la distance inter-antennes la plus proche de la valeur maximale théorique pour une Such a communication system is particularly advantageous because it makes it possible, by means of the relays, to select one or the other of the two transmission chains to be connected to the evaluation module according to the direction of circulation of the tram while having voltage drops in the supply lines minimized as much as no switching element is placed on the supply lines. However, in practice the inter-antenna distance is limited by the voltage losses in the supply lines, too great a distance between the supply unit and the adapter / amplifier box leading to insufficient power at the level of these. Thus, such a system makes it possible to offer the distance between antennas closest to the theoretical maximum value for a
puissance donnée de l'unité d'alimentation. given power of the power supply unit.
A titre d'exemple, pour une unité d'alimentation standard utilisée sur les systèmes 5 KVB pour alimenter une seule chaîne de transmission, il est nécessaire que les pertes de charges dans les lignes d'alimentation soient inférieures à 90 mO, ce qui conduit à avoir des lignes d'alimentation d'une longueur maximum de l'ordre de 20 m. Ainsi, en disposant la carte d'alimentation à mi-parcours entre les deux chaînes de transmission, un tel système de fonctionnement peut fonctionner avec une distance 10 inter-antenne E de l'ordre de 52 m, soit une distance maximale entre essieux extrêmes de l'ordre de 74 m. Un tel système de communication peut donc équiper à For example, for a standard supply unit used on 5 KVB systems to supply a single transmission chain, it is necessary that the pressure drops in the supply lines are less than 90 mO, which leads to have supply lines with a maximum length of around 20 m. Thus, by placing the power supply card midway between the two transmission chains, such an operating system can operate with an inter-antenna distance E of the order of 52 m, ie a maximum distance between end axles of the order of 74 m. Such a communication system can therefore equip
moindre frais des tramways comportant jusqu'à trois voitures. lower costs for trams with up to three cars.
Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et illustré qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. Des modifications restent possibles, 1 5 notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. Of course, the invention is in no way limited to the embodiment described and illustrated, which has been given only by way of example. Modifications remain possible, in particular from the point of view of the constitution of the various elements or by substitution of technical equivalents, without thereby departing from the scope of protection of the invention.
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Citations (3)
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- 2003-07-11 AT AT03300060T patent/ATE444882T1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| JPS54140306A (en) * | 1978-04-24 | 1979-10-31 | Hitachi Ltd | Double system automatic operation method |
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Non-Patent Citations (2)
| Title |
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| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 004, no. 003 (M - 087) 11 January 1980 (1980-01-11) * |
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