FR3044276B1 - Systeme de transport guide automatique comportant une plateforme universelle - Google Patents

Abstract

L'invention se rapporte à un système de transport guidé automatique comportant un réseau de voies dédiées et un ensemble de véhicules autonomes, dont une partie au moins des véhicules sont des véhicules modulaires composés d'une plateforme indifférenciée comportant les moyens de déplacement sur une trajectoire contrainte avec un seul degré de liberté par lesdites voies dédiées présentant des moyens pour recevoir de manière réversible une cellule passager, une cellule fret ou une cellule technique.

Description

SYSTEME DE TRANSPORT GUIDE AUTOMATIQUE COMPORTANT UNE PLATEFORME UNIVERSELLE

Domaine de l'invention

La présente invention concerne le domaine des systèmes de transport intelligents (STI) (en anglais intelligent transportation Systems (ITS)) combinant les applications des nouvelles technologies de l'information et de la communication au domaine des transports.

Ces systèmes sont dit "Intelligents" parce que leur développement repose sur des fonctions généralement associées à l'intelligence : capacités sensorielles, mémoire, communication, traitement de l'information et comportement adaptatif. L'utilisation des systèmes de transport s'intégre dans un contexte de développement durable : ces nouveaux systèmes concourent à la maîtrise de la mobilité en favorisant entre autres le report de la voiture vers des modes plus respectueux de l'environnement. Les systèmes de transport intelligents combinent des véhicules, généralement autonomes, et des infrastructures dédiées pour assurer une optimisation de l'utilisation des infrastructures de transport, une amélioration de la sécurité (notamment de la sécurité routière) et la sûreté ainsi que dans le développement des services.

Etat de la technique

On connaît dans l’état de la technique la demande de brevet US 20040225421 qui décrit un exemple de système de transport personnel automatisé pour déplacer les passagers et de frets comprenant un réseau de pistes et de petits véhicules sur le réseau de piste. Le réseau prévoit des stations et des arrêts pour le chargement et le déchargement hors pistes. La largeur du véhicule est limitée à une dimension pour un siège. Les véhicules peuvent être couplés statique ou dynamique pour former un train. La piste comporte des rails latéraux pour les roues rigides du véhicule et un rail central pour centrer le véhicule sur la voie de guidage et de fournir une accélération supplémentaire et la capacité de freinage. Le système de contrôle pour la circulation des véhicules est divisé en trois niveaux : le système de contrôle central, le système de contrôle en bordure de voie et le système de contrôle du véhicule.

Le brevet américain US 8375865 décrit un système de distribution de transport de personnes et de marchandises entièrement automatisé constitué de véhicules qui se déplacent par leur propre propulsion sur une paire de rails qui forment une seule piste et permet aux gens d'aller où les pistes peuvent les prendre et la livraison de marchandises n'importe où le long des pistes.

Inconvénients de l’art antérieur

Les solutions de l’art antérieur ne sont pas pleinement satisfaisantes car généralement elles mettent en œuvre des véhicules spécialisés par mode de transport. Leurs caractéristiques mécatroniques ne sont donc pas homogènes, ce qui complique la gestion automatique des déplacements. Par ailleurs, la gestion du parc est alourdie car il est nécessaire de prévoir pour chaque type de véhicule spécialisé un nombre d’unité suffisant pour absorber les pics d’utilisation pour chacune des spécialités. Enfin, chaque nouveau type de véhicule doit subir une certification coûteuse.

Solution apportée par l’invention

Afin de remédier à ces inconvénients, l’invention concerne selon son acception la plus générale un système de transport guidé automatique comportant un réseau de voies dédiées et un ensemble de véhicules autonomes, caractérisé en ce qu’une partie au moins des véhicules sont des véhicules modulaires composés d’une plateforme indifférenciée comportant les moyens de déplacement sur une trajectoire contrainte avec un seul degré de liberté par lesdites voies dédiées présentant des moyens pour recevoir de manière réversible une cellule passager, une cellule fret ou une cellule technique.

Avantageusement, lesdites plateformes présentent des moyens de coopération entre elles, et en ce qu’il comporte un type de cellules techniques présentant des moyens d’accrochage d’une charge partagée entre plusieurs véhicules dont les plateformes coopèrent.

De préférence, lesdites plateformes présentent des moyens de coopération selon la direction longitudinale, pour des plateformes se déplaçant sur la même voie.

Selon une variante, lesdites plateformes présentent des moyens de coopération selon la direction latérale, pour des plateformes se déplaçant sur deux voies parallèles.

Selon un mode de réalisation particulier, lesdites voies dédiées présentent des bifurcations comportant un moyen de sélection interagissant avec un moyen de commande complémentaire prévu sur chacune desdites plateformes.

De préférence, lesdites voies dédiées présentent des zones d’évitement où les voies se dédoublent.

Selon un mode de réalisation préféré, le système est démuni d’unité de supervision centralisée.

De préférence, chaque plateforme comporte un calculateur recevant les informations provenant d’une partie au moins des plateformes, et les informations locales, pour commander le fonctionnement des moyens de déplacement de ladite plateforme et les moyens de communication de ladite plateforme avec une partie au moins des autres composants du système.

Avantageusement, chaque véhicule constitue un élément d’un automate cellulaire réparti.

Avantageusement, la complexité de la certification ne porte qu’une fois sur la plateforme, qui concentre la complexité et les fonctions de sûreté quelle que soit sa charge utile ultérieure.

Description détaillée d'un exemple non limitatif de l'invention

La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée d'un exemple non limitatif de l'invention qui suit, se référant aux dessins annexés où - la figure 1 représente une vue schématique de l’architecture fonctionnelle du système - la figure 2 représente une vue schématique de l’architecture fonctionnelle de la plateforme. L’invention concerne un système pour transporter non seulement les personnes mais aussi les biens. Dans ce but, le véhicule selon l’invention est en fait une plateforme générique et standardisée, susceptible de porter les charges les plus diverses dont la voiture de passagers est une des configurations possibles. On propose par exemple : une voiture de passagers de petite taille pour quatre personnes, donc semi-privative. une voiture réellement privative de formule libre de même encombrement l'adaptation à la plateforme de diverses charges assimilables à tous travaux de voirie l'adaptation au transport de colis de toutes tailles et natures, et combinés l'adaptation de bennes et conteneurs standardisés, pour les colis, le vrac, les liquides et gaz. l'association de plusieurs voies parallèles et plateformes en série pour les charges encombrantes.

Le système met en œuvre un réseau de voies autoporteuses, qu'il est donc possible de surélever. Cela libère l'espace au sol pour les "circulations douces".

Les voies présentent des sections à faible rayon de courbure, de 5 mètres ce qui permet aux véhicules de pénétrer même les ruelles inaccessibles aux autres moyens de transport.

Architecture fonctionnelle du système

La figure 1 représente une vue schématique de l’architecture fonctionnelle du système.

Schématiquement, le système comporte trois sous-ensembles : - des plateformes universelles (1) - des cellules de transport (2) - des voies (3).

Ces sous-ensembles coopèrent mécaniquement et par des échanges d’informations et d’énergie.

Chaque plateforme universelle (1) présente des moyens de liaison avec une cellule spécialisée (2) en fonction de l’usage : transport de passager, de fret, cellule technique ou combinée.

Chaque plateforme (1) coopère par ailleurs avec une cellule de transport (2) par : - une liaison mécanique (4) : Fixation directe ou adaptateur pour partage de charge - une liaison électrique (5) : Fourniture d'énergie, lumière, chaleur, servitudes bidirectionnelle - une liaison informatique (6) : - Communication pour mesures, commande et contrôle.

Chaque plateforme (1) coopère par ailleurs avec la voie (3) par : - une liaison mécanique (7) : support et guidage - une liaison électrique (8) : alimentation - une liaison informatique (9) : Communication directe réseau, indirecte plateformes, contrôle.

Chaque plateforme (1) coopère par ailleurs avec d’autres plateformes par : - une liaison mécanique (10) : liaison entre deux plateformes adjacentes - une liaison informatique (11) : Détection, communication directe entre plateformes.

Schéma fonctionnel de la plateforme

La figure 2 représente une vue schématique de l’architecture fonctionnelle de la plateforme.

Chaque module-roue (12, 22, 32, 42) implémente les trois interfaces avec la voie (3) : - mécanique (17, 27, 37, 47) - électrique (18, 28, 38, 48) logique (19, 29,39, 49)

Chaque module de guidage (50, 60) implémente les interfaces avec les autres plateformes : - mécanique (51, 52) : gestion du contact - logique (61, 62).

Les six modules (12, 22, 32, 42, 50, 60) sont étroitement couplés en un réseau AIDA (nom commercial de la technologie décrite dans les brevet français FR2978315, FR2983018 et FR2921527. L'interface mécanique avec la cellule est partagé par le châssis commun, électrique et logique sont répartis sur les six modules et consomment le 3ème lien AIDA de chacun.

Voies

Le système exploite une infrastructure formée de voies surélevées, avec emprise au sol ponctuelle, construits et pré- assemblés par sections autonomes (typiquement des sections de dix à douze mètres de long), et connectés lors de l'installation.

La section élémentaire de voie est transportable sur la même voie. En installant un réseau durable, il est envisageable de construire directement une portion de voie de grande dimension d'un seul tenant, en particulier s'il y a une géométrie spécifique à obtenir, ce qui permet l'élimination des interfaces entre rails sur ces sections élémentaires.

Une étude est prévue pour définir un véhicule technique porté par la voie et capable de poser les micropieux suivants depuis la voie, ce qui annule quasiment l'emprise au sol même pendant le déploiement du réseau.

Le rail unitaire possède avec les suivants une interface mécanique, électrique et logique standardisées.

Plateformes

Les plateformes génériques sont construite avec le respect d’un standard d'interface rigoureux aux niveaux suivants : mécanique : interface avec la voie, dimension des pistes de roulage et d'appui, efforts applicables, niveaux de vibration, adhérence, etc. interface pour poser une charge ou cellule fonctionnelle. Interface longitudinale pour s'associer aux autres plateformes par contact/choc. électrique : captage d'énergie du rail par balai, échange d'énergie avec la charge. Emport d’une réserve de marche grâce à laquelle il n’est pas nécessaire d’électrifier chaque rail. logique : communication avec la voie, avec la charge, avec les autres plateformes.

Un test automatique permet la validation finale de ces interfaces pour autoriser une plateforme à pénétrer dans le réseau. Le processus de validation se poursuit ensuite perpétuellement jusqu'au retrait de la plateforme du réseau, par échéance nominale ou sur défaut. Véhicules

On désigne par véhicule l'assemblage fonctionnel d'une plateforme et d'une charge/cellule capable d'effectuer une mission de transport dans le réseau, que ce soit de passagers ou de matières, ou les deux combinés. L'ensemble des contraintes de qualité de service du réseau repose sur le comportement des plateformes, les charges répondant à un jeu de normes nettement moins sévères destiné à ne pas interférer avec le bon fonctionnement des plateformes. Par exemple à l'accostage en station c'est la plateforme qui s'aligne et se verrouille, l'habitacle étant autonome pour procéder au contrôle d'accès.

Mise en peloton et désolidarisation des plateformes

La mise en peloton des plateformes emploie plusieurs techniques : les plateformes se groupent par contact, avec une force d'appui résiduelle destinée à éviter la dissociation sous l'effet d'accélérations résiduelles dues par exemple aux efforts aérodynamiques ou aux mouvements internes des charges transportées. les plateformes possèdent devant et derrière des pare-chocs rétractables avec amortissement contrôlable,ou tampons. Les plateformes internes d'un peloton rétractent leurs tampons, celles de tête et de queue les déploient. Une plateforme seule doit donc les déployer a priori, mais il est possible d'appliquer une loi plus complexe pour diverses raisons dont par exemple la réduction d'encombrement lors de manœuvres en station à basse vitesse ou la réduction de traînée aérodynamique quand la plateforme est à une distance connue et suffisante d'autres plateformes. quand une plateforme R rattrape la dernière plateforme D d'un peloton, la configuration nominale est donc tampon Ar pour D, Av pour R, déployés. Il est possible de déployer en plus Av pour D et Ar pour l'avant-dernière plateforme AD, cette loi étant récurrente en fonction des paramètres prévisibles de la rencontre avec R. Le(s) déploiement(s) devant un peloton rattrapant une capsule isolée respectent la même géométrie. les plateformes mesurent leurs éloignements indirectement en communiquant via la voie, et directement au moyen de détecteurs, par exemple ultrasoniques, lesquels sont avantageusement solidaires des tampons, parce qu'ils indiquent précisément la distance entre eux, à condition que le tampon lui-même soit discernable de la capsule qui le porte par un traitement adéquat du signal sonore réfléchi. la séquence nominale de mise en peloton par l'arrière est la suivante. chaque plateforme, rattrapante ou en peloton, est informée précisément et en temps réel des caractéristiques dynamiques de toutes les plateformes concernées, par des canaux de communication redondants incluant des liaisons directes entre plateformes et indirectes via la voie.

Les caractéristiques dynamiques incluent masse, position, vitesse, accélération, dérivée de l'accélération, intention de trajectoire, état de bon fonctionnement, estimation des mêmes paramètres pour les plateformes voisines. les tampons sont déployés comme décrit plus haut, et les deux mobiles (plateforme R et peloton) adoptent une trajectoire espace-temps de rencontre, dans laquelle le peloton conserve essentiellement sa vitesse et R le rejoint selon une loi assimilable à Δχ=ίΛ3. Le premier contact entre les tampons de R et D se fait donc à vitesse et accélération relatives nulles (accostage doux). R applique ensuite la force d'appui nominale en peloton, et sous l'effet de cette force les divers tampons déployés (donc, hormis R,Ar) se rétractent selon le facteur d'amortissement, passif ou piloté, qui les caractérise, jusqu'au compactage du peloton. la séquence est identique si R est un peloton déjà formé au lieu d'une plateforme isolée. la séquence nominale de sortie du peloton par l'avant est identique dans le domaine spatial et inverse dans le domaine temporel. la séquence d'extraction du peloton combine deux séquences de sortie symétriques, l'une entre l'avant du peloton accélérant pour sortir par l'avant et l'autre, en ralentissant, pour la partie arrière. Cette manœuvre est très courante car elle concerne le dégagement vers une station. l'insertion dans un peloton pourrait théoriquement n'être qu'un reflet temporel de la manœuvre d'extraction, mais en pratique les marges spatiales et temporelles seront nettement plus prudentes car on peut démontrer que le risque est plus élevé dans ce cas. l'expansion d'un peloton par déploiement de tous ses tampons y compris internes est une manœuvre de secours d'urgence dans une situation de collision imminente. l'expansion partielle d'un peloton est applicable à la concaténation de deux pelotons déjà formés, le risque augmentant avec les masses en mouvement relatif. Dans ce cas, en fonction des masses et vitesses concernées, la loi de mouvement des plateformes entraînera l'expansion plus ou moins prononcée (plus ou moins de plateformes concernées, déploiement de chacune gradué) des pelotons du côté où ils se rejoignent. le contrôle dynamique de la collision est un comportement collectif (mécanique) prévalent dans les états proches des états redoutés du système. Par exemple un véhicule allant trop vite sera compris par les plateformes saines comme générateur potentiel d'une collision. Les plateformes saines ne vont pas attendre la collision en se protégeant au mieux. Elles vont se répartir, s'espacer, aller au devant du véhicule suspect, se disposer et coordonner pour le ramener dans un état connu distant de l'état redouté. On pensera aux pompiers manœuvrant une bâche pour rattraper un citadin voyageant verticalement. Réalisation des tampons

En avant et en arrière, la plateforme possède un tampon qui forme pare-choc en position rentrée, formant avec la plateforme et sa charge une saillie juste nécessaire pour garantir que le contact avec les autres plateformes et leurs charges se fasse à l'endroit du tampon.

Le tampon emporte un organe détecteur de distance avec les tampons des autres plateformes, ce qui peut être obtenu par un moyen radiofréquence (radar) ou sonore (sonar) ou optique, par traitement d'image à 1 dimension (mesure de temps de vol Triangulation), 2 dimensions (traitement d'image classique), 3 dimension (caméra à mesure de temps de vol).

Le tampon emporte optionnellement un moyen de détection de contact entre tampons et un moyen de mesure de son déploiement, entre l'état complètement rentré et l'état complètement déployé.

Le tampon se meut dans une direction essentiellement longitudinale dans le sens de déplacement de la plateforme. Il sera avantageusement constitué d'une zone extérieure de contact, en position déployée, entre tampons ; d'une zone d'appui en position rentrée limitant son enfoncement dans la plateforme et optionnellement associée à un détecteur de fin de course pour consolider l'information de rétraction complète.

Le tampon est déplaçable au moyen d'un moteur pour le déploiement et la rétraction. Le mouvement admet un glissement pour permettre la rétraction forcée du tampon (typiquement par contact avec un obstacle) en assurant sa fonction principale d'amortissement. Un moyen avantageux est de déplacer le tampon par un piston ou plusieurs pistons parallèles, et de transformer la rotation d'un moteur en translation du piston par un galet, ce qui assure le glissement requis. L'usage d'un moteur est avantageux, par rapport à un mouvement tout-ou-rien (obtenu par exemple par solénoïde) en ce qu'il permet la mesure et l'ajustement du mouvement.

Le déplacement du tampon est amorti pour permettre l'absorption de l'énergie de collision. L'amortissement peut être passif du 1er degré ou modulé de diverses manières y compris par un pilotage actif du facteur d'amortissement instantané. Dans ce dernier cas l'amortissement complexe d'une série de plateformes, en particulier de masses hétérogènes, pourrait être plus ou quasi déterministe, en tout cas étroitement prévisible.

Dispositions pour le confort L'objectif technique assigné à ce système est de fournir au passager un confort équivalent à celui qu'il attendrait d'une voiture de ville neuve. Les éléments de confort tels que chauffage, ventilation, éclairement, protection atmosphérique, etc. sont laissés au choix du fournisseur de l'habitacle.

La plateforme, support mécanique, fournit à la cabine les mouvements suivants : selon les axes de translation verticale et latérale par rapport aux voies, vitesse et accélérations nulles. sur l'axe du déplacement on observera :

Selon le tronçon, une vitesse comprise entre 10 et 20 mètres par secondes.

Une accélération maximale de lm/s2, avec une variation limitée à lm/s3

La dérivée de l'accélération est également bornée.

On borne donc les vitesses et accélérations pour obtenir des départs et accostages en douceur (imperceptibles). La loi de mouvement applicable est la même pour rejoindre et quitter tout "objectif1, par exemple une autre plateforme en mouvement.

La notion de distance applicable est donc la distance connue à l'obstacle, valeur qui est : - estimée à partir des paramètres dynamiques des plateformes précédentes (dx, dx/dt, d2x/dt2, dx3/dt3), masse, intention connue, état de santé connu). - validée à partir de la communication entre plateformes, avec la voie, et par mesure directe.

La voie est autoporteuse, c'est-à-dire qu'elle assure à la fois la fonction de surface de roulage, dessinée en 3D pour être aussi lisse et douce que possible, et la fonction de support.

Dans ce but, elle possède une raideur importante, sa géométrie apportant la contribution principale à l'élimination des accélérations transverses : on peut construire des plateformes et cabines sans se soucier de leur conférer une suspension.

Un dilemme est connu principalement des chemins de fer, mais aussi pour l'automobile : le besoin d'un roulage aussi lisse et indéformable que possible pour un bon rendement le besoin d'adhérence pour garantir le freinage

Dans le ferroviaire, les masses très élevées imposent un contact métal/métal (acier). En particulier les roues sont lisses et la surface de contact extrêmement limitée. C'est donc l'adhérence qui est sacrifiée. Il en découle un espacement important entre les trains, ce qui induit la limitation principale au débit de ce moyen de transport.

Selon l’invention : on roule sur une surface métallique dure et lisse comme le ferroviaire, avec une géométrie de rail qui élimine tout obstacle et autorise donc le meilleur rendement possible. les roues sont en élastomère, le plus dur possible pour le rendement mais pas trop pour obtenir un roulage silencieux. Le compromis technique est reporté sur le matériau de la bande de roulement, considérée comme une pièce d'usure (comme les pneus des voitures, mais à une échelle très réduite), et sur un choix de confort auditif. un galet d'appui sur une face opposée au roulage est piloté pour fournir l'adhérence requise au besoin, en particulier pour le freinage d'urgence ou en cas d'adhérence réduite pour cause atmosphérique. Ces cas sont exceptionnels, et la plupart du temps ce galet d'appui est juste appliqué de manière à verrouiller géométriquement le roulage, avec une force minimale pour limiter son usure et les pertes liées.

On obtient de la sorte un roulage qui concilie les trois paramètres généralement antagonistes : a) roulage sur surface lisse et dure pour un rendement maximal b) silence en fonctionnement c) adhérence maximale (et ajustable en temps réel)

Confort des riverains

Le système de transport est à implanter au cœur des villes, jusque dans les endroits les plus resserrés où va actuellement l'automobile. On expose ailleurs comment les plateformes ont l'agilité nécessaire, mais en conséquence la circulation se fait très près des habitations.

Les mesures prises à la conception seront les suivantes : piste lisse et sans aucune aspérité (on pense à la rugosité du macadam, l'irrégularité des pavés, les discontinuités des rails). roues en élastomères et géométrie complexe du train assurant un roulage sans glissement propulsion électrique à entraînement direct ou par courroie, inaudible.

Pour les raisons ébauchées ci-dessus le système de transport automatique doit être aussi peu intrusif visuellement que possible.

On traite cette question principalement par le choix d'une légèreté générale, qui permet de réduire l'épaisseur verticale des voies à 30cm d'épaisseur, moyennant un appui tous les 10m, ce qui assure une quasi-invisibilité dans le paysage à partir d'une distance de quelques centaines de mètres.

On prévoit également dans la conception des voies leur végétalisation bilatérale pour minimiser leur impact paysager.

Ergonomie

La voie surélevée pose un problème d'accès, par escalier, escalator, ascenseur qui n'est qu'apparemment difficile. En comparaison l'usager du métro, à qui il est demandé d’assurer lui-même les correspondances, doit typiquement franchir bien plus d'escaliers que cette modeste montée. La question ne semble pas justifier d'adaptation supplémentaire, toutefois il reste possible de descendre à 3m du sol au niveau des stations pour se retrouver à la hauteur d'un 1er étage, hauteur que personne ne remarque.

Habitabilité

Cette proposition concurrence directement l'usage de l'automobile. Il paraît nécessaire d'offrir à l'usager un niveau de confort équivalent à ce qu'il attend d'une voiture particulière récente. En tout cas pas le niveau de confort auquel les transports en commun l'ont habitué.

Dans cette perspective la formule standard proposée est de 2x2 places en vis-à-vis, pour une largeur de siège de 60cm, égale à celle disponible en voiture, et assez de place pour ne pas se gêner aux jambes. La longueur de plateforme de 2m permet de concevoir un habitacle confortable pour des trajets qui devraient durer seulement quelques minutes.

Il n'est pas envisagé de proposer des places debout, l'habitacle a le type d'accès spacieux d'un monospace.

Les habitacles constituent un lieu fermé de petite dimension, où des dispositions sont à prendre pour assurer une sécurité aux personnes. Des moyens connus le meilleur semble être l'usage ostensible d'une ou plusieurs caméras de surveillance, de plus l'ordonnancement statique du réseau oblige quasiment à identifier les usagers lors de la réservation de mission. Par respect de la vie privée, à défaut d'incident, l'identité du passager peut se limiter pour le réseau à un numéro d'usager.

Trajet du voyageur L'usager peut se rendre en station de manière aléatoire et attendre une voiture disponible. Encore faudra- t-il qu'il déclare sa destination. Cette utilisation ne sera pas encouragée. On lui préférera la réservation de mission, faite informatiquement et à distance, et qui se déroule comme suit :

Interface de l'usager L'usager utilise son téléphone portable pour demander une "mission", comme pour évaluer un trajet de transport en commun sur Internet. Si le trajet est habituel, le téléphone lancera juste l'alarme convenue, et l'usager peut solliciter une avance/un retard au cas par cas. L'usager habituel possède typiquement un abonnement, sinon il s'inscrit comme on le fait sur un site télématique.

Calcul de mission

Le réseau calcule une mission qu'il insère parmi les missions déjà programmées. En usage urbain normal, une forte majorité des missions est régulière et ne demande pas de reprogrammation quotidienne. La requête circule dans le réseau à basse priorité, car même si elle est demandée pour les minutes qui viennent cela constitue un délai très long par rapport aux communications "temps réel" du réseau. Les capsules ont une mentalité de Taxi : celles qui savent se trouver au voisinage du départ au bon moment calculent leur mission et émettent leur proposition sur le réseau. Un système de vote choisit l'une des solutions, classe les suivantes comme alternatives possibles (une annulation est toujours envisageable) et diffuse la fin d'évaluation. L'usager est informé en retour, par exemple par SMS, du lieu (station) et de l'heure du rendez-vous (une poignée de minutes) avec sa capsule. Le système intègre la réactivité connue de cet usager dans son calcul de mission.

Si l'usager est déjà en station, il peut probablement partir presque immédiatement, car l'incertitude sur le temps nécessaire pour rejoindre la station n'existe pas. Il peut être pris par (ou accepter d'emprunter) une capsule ayant une place libre, donc avec un arrêt supplémentaire, mais ensuite le temps de ce premier trajet est suffisant pour que le système planifie une route finale directe.

Ces calculs de missions sont un problème mathématique, du ressort de la théorie des graphes et de celle des jeux, et admettent de très nombreuses solutions et stratégies qui sortent du cadre de ce document. Il faut juste savoir que les stratégies applicables dépendent largement de l'endroit où se trouve le réseau, de l'urbanisme, de la culture de la population desservie, de la politique des transports locale, du modèle commercial retenu, beaucoup plus que des caractéristiques techniques du système, qui permet une souplesse extrême par rapport aux transports traditionnels. C'est cette souplesse qui, a vrai dire, introduit la question du choix.

Bagage accompagné

Remplacer l’automobile signifie pouvoir transporter aussi des objets. S'il s'agit d'objets encombrants mais portables, il est possible de réserver une capsule pour une seule personne et d'utiliser les sièges vacants. Cela peut entraîner un surcoût, mais pas forcément : c'est une affaire de politique de tarification.

Si les objets à transporter sont plus encombrants, jusqu'à la taille d'un piano droit ou d'un canapé par exemple, le plus simple est de réserver une capsule voyageur suivie de près par une plateforme - benne chargée de l'objet. L'usager se charge du chargement et du déchargement en station, ou se fait aider pour cela. Faire circuler les deux plateformes ensemble, se touchant, sera probablement la solution la plus simple pour l'algorithme de préparation de mission.

Il n'est peut-être pas nécessaire cependant que le colis soit à ce point accompagné, puisque le guidage est assuré par le système. On peut donc, contrairement à tout autre mode de transport urbain, se contenter de "poster" un chargement de plateforme, et de le récupérer à destination.

Si la destination est complexe, par exemple un local industriel ou commercial, le quai de déchargement qui existe déjà pour des camions accueillera un terminus de plateforme.

La solution selon cette proposition veut ainsi remplacer le trafic de camions et camionnettes de livraison urbaine, ou de déménagement, par une adaptation assez simple (mécanique) des voies et l'extension de la notion de station pour passagers, aux marchandises.

Charge encombrante

Les plateformes selon cette proposition sont capables de coopérer pour transporter un conteneur international de 20 pieds, à condition que sa masse se limite autour de 2 tonnes réparties sur quatre plateformes.

De telles missions sont comprises comme exceptionnelles : transport d'un gros objet pour des travaux, une machine, un conteneur à déplacer la nuit. Le client de cette mission reçoit quatre plateformes munies d'adaptateurs mécaniques permettant de répartir correctement le poids du conteneur. Les plateformes une fois chargées vérifient que chacune voit une charge correcte. Le convoi exceptionnel démarre à la seconde prévue, peut être escorté de capsules de test et de surveillance, comme pour un convoi exceptionnel sur route, et emprunte deux voies de circulation, normalement à contresens, qui sont réservées dans le même sens juste le temps de franchissement de chaque section du réseau.

Contrôle et commande du réseau

Le réseau selon cette proposition utilise la technologie AIDA (NOM COMMERCIAL) qui correspond idéalement à sa nature distribuée.

Système de communication L'intelligence étant répartie entre les plateformes du réseau, le système de communication est ce qui fait de cet ensemble un système. Les informations échangées sont classées par latence ou distance parcourue équivalente : (<lms/lcm) instantané : données de sécurité temps réel (typ. ce qui permet de gérer une collision) (<10ms/10cm) temps réel : alignement dynamique des plateformes, insertion, désinsertion, accostages (<100ms/lm) préparation d'accostage, contrôle d'embranchement (<ls/10m) données relatives au franchissement d'un rail, recherche de plateforme proche (<10s/100m) gestion de routage, embranchements, mise en peloton (<100s/lkm) options de routage, beaucoup de temps de communication disponible à ces niveaux lents plus : maintenance, négociation des missions

Dispositif de voie

La plateforme échange avec chaque rail par l'intermédiaire de deux antennes HF, une fixe et une embarquéé. L'antenne fixe est logée dans et livrée avec le rail. L'antenne mobile est solidaire de la plateforme. Un dispositif non rayonnant, optique ou magnétique, détecte le passage à proximité des deux antennes et lance la communication.

Celle-ci se fait à lOMbps, un paquet d'un kilo octet de données est échangé le temps que la plateforme parcoure quelques centimètres. Une session a lieu entre les deux antennes dans un espace confiné par le rail et par des écrans portés par la plateforme, ce qui limite les rayonnements et la susceptibilité externe. L'échange porte en priorité sur les données de court terme (ex. pendant une collision en cours, on peut laisser tomber les informations de maintenance). Les données non échangées/confirmées lors d'une session sont propagées au(x) rail(s) suivant(s) pour retransmission.

Informations plateforme vers la voie :

Identification, type, mission, c-r de sessions précédentes

Données dynamiques : position x, vitesse x', accélération x", x'", masse, état SDF

Données de mission : origine, destination, prochain arrêt, route prévue, type de mission, info chargement Données de maintenance : état de santé, âge, mesures sur les voies

Données observationnelles : perception du réseau par la plateforme

Informations voie vers la plateforme

Identification : ID rail, c-r de sessions précédentes, position absolue, - dans le réseau Données dynamiques : de la plateforme vue par la voie

Données de mission : confirmation/infirmation, propositions de nouvelles missions Données de maintenance : états particuliers réseau et plateforme(s), instructions privées.

Données observationnelles description dynamique et mission des plateformes voisines.

Communication entre plateformes

Les plateformes communiquent toutes entre elles dans un réseau. L'information circule via les voies, et aussi directement quand les plateformes sont à courte portée, de l'ordre d'une longueur de rail.

Moyens étudiés : radio HF (bi)directionnelle, liaison infrarouge, optique passive, et en approche finale à distance décimétrique ultrasons. Sur une distance plus importante, jusqu'à 10m, le moyen ultrasons est employé en détection et mesure de distance Doppler.

Contrôle de plateforme embarqué

La plateforme embarque un réseau AIDA (nom commercial, acronyme de (Accurate Integrated Design Architecture) à très haut niveau de sûreté de fonctionnement et très réactif. En tâche de fond, la puissance de traitement des nœuds de contrôle/commande est disponible pour les tâches de gestion lentes, de la maintenance à la planification de route en passant par le confort des passagers et le contrôle d'accès.

Architecture

La plateforme embarque un réseau AIDA (nom commercial) à 6 nœuds : quatre nœuds de propulsion et énergie, chacun lié à un module de roue, et deux nœuds de navigation, AV et AR. Nœud de roue

Chaque module de roue comprend un moteur et la roue de propulsion/support, les galets de guidage et de contrôle d'embranchement dans le cas d'un guidage mécanique, un dispositif séparé de freinage/blocage, une liaison mécanique aux autres modules de roue pour coordonner l'embranchement, une partie distribuée de la fonction de sélection de voie.

Le nœud local a pleine autorité, sous le contrôle des autres nœuds du réseau AIDA (nom commercial). Les fonctions à haut niveau de criticité ne sont pas doublées par un calculateur de secours ou redondant mais par des éléments de logique câblée.

La liaison au réseau AIDA (nom commercial) se fait par trois liens bidirectionnels àtyp. 3,125Gbps Nœud axial

Les nœuds AV et AR identiques gèrent le mouvement de la plateforme relativement à la voie, aux autres plateformes, aux stations. Ils contrôlent les moyens de communication inter-plateformes, les tamponnoirs actifs, le calcul de trajectoire, dont l'anti-collision n'est qu'un des états particuliers.

Pilotage du réseau

Dans un système distribué, en particulier totalement selon AIDA (nom commercial), une fonction traditionnellement centralisée comme le pilotage du réseau n'est qu'un ensemble de tâches comparativement très lentes, toutes assurées par les ressources disponibles des plateformes. L'étalement du problème logique sur plusieurs centaines ou milliers de calculateurs rend cette fonction invulnérable et ce, de manière très économique (utilisation de ressources vacantes), par opposition avec les très coûteux Centres de Contrôle et de planification du monde ferroviaire traditionnel. Réservation de mission

La mission commence à l'appel du réseau par un usager, typiquement depuis un ordinateur portable ou fixe, une borne urbaine le cas échéant, plus rarement en station.

Une grande majorité des missions correspond aux déplacements quotidiens et se trouve programmée de longue date. L'algorithme d'attribution de mission opère donc seulement sur les missions nouvelles. Parmi celles-ci, seules les demandes de transport immédiat demandent effectivement une "performance" en calcul, qu'il faut relativiser car toute latence de plus d'une dizaine de secondes pour AIDA (nom commercial) est considérée comme du statique.

Une fois la requête insérée dans le réseau par un port externe, typiquement une liaison Internet en station, un calcul de route préliminaire est effectué par le nœud récepteur avant diffusion. La liste des missions proposées circule dans le réseau, les plateformes qui ont une disponibilité pour la portion de réseau concernée à la date concernée s'en saisissent et s'inscrivent ou non. Elles peuvent se désinscrire plus tard si elles trouvent des missions plus intéressantes (mieux remplies, plus longues, plus rentables d'une manière générale, etc.). Plus on approche de la prise en charge, plus le droit au retrait diminue, jusqu'au moment où une plateforme se retrouve en situation la plus favorable et signifie leur congé aux autres prétendantes.

On appelle latence pour l'usager le temps résiduel pour rejoindre la station où il se présente, mais on peut aussi l'informer par message électronique (SMS). La latence estimée est typiquement inférieure à la minute dans tous les cas, et de l'ordre de la seconde pour les missions régulières.

Pendant l'exécution de la mission, l'information de mission en cours demeure disponible sur le réseau pour pallier les événements possibles qui demanderaient la disponibilité d'autres plateformes, depuis la récupération d'un passager en station jusqu'à la constitution d'un pousseur pour extraire une plateforme en panne des voies.

Gestion du parc de véhicules

Une utilisation plus lente des données de mission et, immédiates, d'exploitation, consiste à tenir à jour la disponibilité de la flotte empruntant le réseau. Contrairement à un réseau route/automobile, chaque mobile et chaque portion de voie est contrôlée en permanence pour sa mise en service. à court terme ceci concerne la circulation et l'aspect sécurité du trafic à moyen terme la création et le contrôle des missions à long terme l'insertion et le retrait du réseau ou de ses portions actives (parkings automatiques). Par exemple on rapatrie (elles se rapatrient toutes seules) l'essentiel des voitures une fois passées les heures de pointe. De même les voitures vont se prépositionner en fonction des missions qu'elles se sont attribuées.

Le critère majeur, après la sécurité des personnes, peut être modulé. Par exemple une collectivité locale voudra privilégier l'économie d'énergie, au prix d'une augmentation de latence.

Les algorithmes d'optimisation de graphe jouent donc un rôle majeur dans la gestion et même l'exploitation du réseau.

Liaison au monde extérieur

Le réseau possède des liaisons au monde extérieur pour sa gestion. Il possède intrinsèquement une bande passante très élevée, donc l'emplacement de ses ports externes dépend principalement des contraintes de la zone urbaine où il est déployé, l'information cheminant ensuite dans le réseau sans difficulté. Parmi les liaisons nécessaires on peut citer notamment : l'information des personnels susceptibles d'intervenir sur le réseau l'information (bidirectionnelle) depuis et vers les exploitants de flotte l'information des passagers, personnelle ou institutionnelle. les données échangées automatiquement entre le matériel et les fournisseurs. les données de sécurité, à l'usage des forces de l'ordre. Déploiement et entretien du réseau L'emprise au sol du système est très faible, elle se résume à la pose de micropieux espacés d'une dizaine de mètres, sans nécessiter de travaux de voirie. Les stations sont typiquement à hauteur de voie (France : 4m) ou un peu plus basses (3m) pour les mettre au niveau d'un premier étage conventionnel. L'emprise d'une station équivaut à celle de ses escaliers ou ascenseurs, et des pieux nécessaires. Il est aussi envisagé d'utiliser un 1er étage de bâtiment existant, et les déclivités naturelles du terrain. Les voies ne nécessitent pas partout la même élévation, laquelle permet de créer facilement un site propre.

Les voies L'utilisation d'un profil autoporteur de forte inertie (typiquement UPE300 vs. Rail type 7 KG S 7), qui garantit la géométrie précise de la voie, rend également obsolète le recours historique au ballast, son emprise, son coût de déploiement et d'entretien, sa contribution perpétuelle à la déformation de la voie et à l'inconfort du train. La voie est ici définie par : la section de voie, incluant les profils UPE des rails, leur écartement et tolérances la distance linéaire normalisée des rails la géométrie des formes standard comme avec les trains électriques jouets les règles de cintrage (3D) applicables aux rails spécifiques

Evolution et démontage L'aspect modulaire des voies, et leur relative légèreté, autorisent une évolution du réseau qui n'entraîne pas les coûts considérables habituellement rencontrés pour le métro, les voies de bus, le tram, ni même l'automobile.

Une station peut être ajoutée au réseau a posteriori, déplacée, supprimée, avec une courte interruption de service au moment du raccordement. Il est avantageux que la logique de contrôle du réseau, dans le système proposé, soit distribuée dans les plateformes. On n'a ainsi pas besoin de travaux de recâblage des réseaux de contrôle et commande, et il suffit d'informer les plateformes des évolutions en cours.

On connaît l'interaction entre système de transport et urbanisme. Dans le cas de cette proposition, il devient possible de piloter l'évolution de l'urbanisme conjointement avec celle du réseau.

Entretien

Le parc de véhicules techniques du réseau comprend un atelier mobile, sur une ou plusieurs plateformes, capable d'effectuer l'entretien superficiel des voies : nettoyage, entretien de la végétalisation, éventuellement automatisés retrait et application des protections et des équipements de contrôle emport d'instruments pour des vérifications ponctuelles

Le parc de véhicules techniques du réseau comprend un outil mobile de réalignement des voies par cintrage des profils structuraux.

Les voies sont rigides et déformables principalement par dilatation. En considérant une excursion de température de 100°C (-40/+60°C) le coefficient de dilatation (acier) de 12x10-4 se traduit par un déplacement de 12cm sur une portée de 100m. On tracera le réseau sans adaptation élastique autre que les supports, qui pallient également la contrainte sismique. Les tracés courbes sont un moyen connu de reporter la contrainte longitudinale dans les virages.

On notera que la mesure de déformation, aisée parce que d'ordre centimétrique, procure une mesure robuste et très fiable de la thermique des voies, de leur élasticité et de leur homogénéité mécanique. Génie civil

Les voies sont également implantables là où un sol, une route, ne seraient pas réalisables, par exemple un lieu de forte pente, un ravin, un paysage escarpé ou très accidenté, pour enjamber une infrastructure existante, etc. le problème se ramenant à poser des pieux.

Une manière moderne de construire le réseau consiste à le dessiner et simuler complètement, puis à extraire de l'outil de conception la forme de chaque rail muni de sa spécification d'interface (mécanique, logique, électrique). Divers constructeurs peuvent travailler parallèlement à partir d’une maquette virtuelle, et acheminer leurs éléments pour un assemblage demandant les moyens habituellement employés au montage des passerelles pour piétons.

En conséquence l'assemblage des rails et des éléments de station se fait en respectant une spécification standard, qui permet de les associer et dissocier (monter/démonter) sans usinage supplémentaire.

Alimentation électrique

Le réseau est économe en énergie et n'introduit pas d'exigence nouvelle par rapport aux consommations électriques urbaines usuelles.

Spécifiquement, les voies pourraient ou devraient être couvertes pour protéger les usagers du soleil. La largeur de la couverture est de l'ordre de 3m pour une voie à double sens, ce qui représente donc 3000m2 de surface de captage solaire potentielle par kilomètre. L'examen énergétique restant à accomplir, il semble raisonnable que la source solaire puisse satisfaire l'essentiel du besoin en énergie en terrain plat européen, et demande un complément selon la configuration du terrain et la zone géographique.

Contrôle des voies

Les voies sont contrôlées lors de l'installation et pendant toute la durée d'exploitation. L'objectif de ces contrôles varie au long du cycle de vie du système. au montage, le contrôle permet de valider la structure et d'obtenir sa qualification. en service, il est requis de connaître l'état de bon fonctionnement des voies en temps réel pour autoriser la circulation de véhicules automatiques. au démontage, chaque portion du réseau emporte l'historique détaillé des agressions subies en cours d'exploitation, ce qui permet la réutilisation avec des "crédits de certification".

La structure du réseau est mise à profit pour simplifier et systématiser ce contrôle.

Contrôle statique

Chaque rail emporte un module électronique simple chargé de relayer la communication dans le système et entre plateforme et voie.

Les informations stockées par le rail concernent sa géométrie, son/ses matériaux, son historique de traçabilité produit, ses caractéristiques statiques et dynamiques, les événements (dépassement des seuils spécifiés) recensés, les caractéristiques d'interface mécanique/électrique/logique au reste du réseau.

Un capteur de vibration équipe ce module et a deux usages : il permet de détecter les chocs importants de nature à endommager la voie en tâche de fond, il sert à vérifier la signature vibratoire de chaque capsule, pour valider la conformité du contact plateforme-voie. Cette mesure inclut la liaison entre rails car les vibrations se propagent sur une grande longueur, on utilise donc les plateformes comme un moyen d'excitation métrologique de la voie.

Il est envisagé d'équiper la voie d'un test acoustique impulsionnel ("Ping") permettant de valider la continuité mécanique de la voie. Il est a priori inutile d'équiper chaque rail. Le rail est donc muni d'un logement de ping mais équipé selon sa position dans le réseau.

La mesure de temps de vol des ping (célérité ~6km/s dans l'acier) permet de consolider l'information de température du réseau et de suivre l'évolution de la qualité des liaisons mécaniques dans le réseau.

Contrôle dynamique

Chaque plateforme mesure ses paramètres de roulage en permanence, et identifie le rail par échange radiofréquence avec son module d'identification. En cas d'anomalie (franchissement de seuil dimensionnel, vibratoire, comportement acoustique, radiofréquence, logique, électrique, etc.) les registres d'événements de la plateforme et du rail sont mis à jour.

Si l'anomalie a un effet potentiel à court terme, les plateformes suivantes sont ainsi informées et peuvent adopter les mesures de sûreté nécessaires, principalement en modulant leur vitesse, éventuellement jusqu'au refus de franchissement.

Les plateformes techniques sont commentées ci-après, mais parmi elles existe une classe d'outils autonomes parcourant le réseau à seule fin d'effectuer des mesures et diagnostics instrumentés. On fait normalement circuler un tel type de plateforme lors d'une reprise de service après une interruption de durée significative. La plateforme de test peut typiquement effectuer des interventions légères, comme le dégagement de débris tels que des feuilles, nids d'oiseaux et diverses salissures, du balayage, du contrôle de qualité électrique aux alimentations, en plus des tests génériques par communication avec la voie.

Une autre fonction de test consiste à circuler à charge d'essai (min et max), aux vitesses minimales et maximales spécifiées, pour valider les détections de faute du réseau. Une plateforme d'essai peut disposer d'outils spécifiques, tels que des vérins, pour effectuer des tests de torsion, flexion, vibration... au-delà des paramètres des véhicules standard.

Les voies sont soumises à toutes sortes d'agressions potentielles par le milieu extérieur, parmi lesquelles on citera les collisions de véhicules terrestres et les mouvements du sol, qui peuvent aller des événements sismiques à diverses défaillances locales du terrain.

Les palliatifs adoptés dépendent principalement de l'analyse de risque préalable (PSSA, FMEA) pour un réseau donné. En forêt on quantifiera les chutes d'arbres, en ville celles des poteaux de voirie.

Les moyens cités plus haut, comme la surveillance vibratoire et acoustique, informent immédiatement le réseau de son état en localisant précisément les zones concernées, avec pour conséquence la mise en sécurité des plateformes.

Lors d'un tremblement de terre les déplacements du sol sont essentiellement horizontaux. Les voies surélevées du réseau offrent une bonne résistance inhérente à ce type d'événements, car la rigidité des voies dans le plan horizontal est extrêmement élevée en comparaison des limites en flexion des poteaux. Sur un terrain sensible sismiquement, il conviendrait d'encourager la déformation des poteaux, la méthode la plus simple étant de les solidariser faiblement aux voies. Une géométrie déformable à deux poteaux serait alors favorable.

Par extension : l'agression sismique est un effort intempestif exercé sur la voie, et propagé aux plateformes, par l'intermédiaire de ses supports. On associera à cette notion les glissements de terrain et les collisions avec des véhicules au sol.

Cette proposition considère une voie de rigidité importante devant celle des liaisons au sol

De même que pour la voie, les plateformes doivent vérifier fréquemment leur bon état de marche dans la perspective du calcul de leur probabilité de défaillance. Pour faire court, une fonction vérifiée il y a une seconde a moins de chances de faire défaut que si elle a été vérifiée il y a une heure, un an...

Pour chaque fonction, une période optimale de vérification est définie et s'accompagne d'une méthode de test, des moyens ou méthodes associés, de la validation non ambiguë des résultats d'essai.

Les plateformes, par exemple de transport de voyageurs, ne sont pas inactives à vide : elles circulent à vide pour rejoindre leur position de prochaine utilisation. Dans cette phase les exigences de sécurité sont relaxées dans un rapport de plusieurs ordres de grandeur, c'est le bon moment pour procéder à des essais qu'il serait trop difficile d'organiser avec des passagers.

Les événements redoutés propres au transport guidé sont liés au freinage et à la collision.

Pendant les essais "à vide", les plateformes se poussent (mesure d'accélération) avec résistance (mesure de freinage), se heurtent (de manière contrôlée) pour activer les mécanismes de protection, en vérifiant et datant le test de bon fonctionnement. Il ne sera pas étrange d'observer des plateformes jouer ainsi de manière un peu énergique... quand personne ne les occupe.

Pour dépasser les seuils de fonctionnement nominaux en test, on envisage de pousser une plateforme en test en groupant plusieurs plateformes "de test", constituant un bélier calibré.

Les plateformes s'entraînent également à leur moments perdus à sortir du réseau une plateforme en panne. Dans le cas de panne (simulée) grave entraînant le blocage d'un lien de circulation, on vérifiera le comportement d'évitement et de reconfiguration du trafic associé à l'événement précis en test. Vérification en fonctionnement

Pendant le fonctionnement les capsules restent soumises à l'obligation de contrôle permanent de leur bon fonctionnement, mais avec les restrictions imposées par leur chargement.

La plateforme mesure sa masse par analyse cinématique, consolidée par les mesures effectuées par la voie. La vitesse est validée avec la voie. Les capacités d'accélération, qui vérifient les freins et la motorisation, sont vérifiées par analyse cinématique, par mesures (vitesse angulaire et consommation électrique) des moteurs, et confirmés par les différents capteurs inter-plateformes. L'odométrie est consolidée entre les mesures de rotation des roues et les indications de la voie. Ceci permet d'identifier rapidement si l'une des quatre roue produit des mesures divergentes.

La masse réelle est prise en compte dans toutes les phases de changement de vitesse, et surtout lors des manœuvres d'association / dissociation de peloton.

Toutes les mesures consolidées relevées localement sont transmises au reste du réseau, selon la constante de temps adaptée : ce qui influence les phases très réactives est transmis très fréquemment mais dans un voisinage de quelques plateformes seulement, les informations en tâche de fond n'exigeant pas la même réactivité. D'une manière générale, une information quelconque ne transite dans le système qu'à la vitesse juste requise par le plus rapide des processus qui la consomment.

Contrôle mutuel

Les plateformes font ainsi l'objet d'un très grand nombre de vérifications, potentiellement par toutes les autres plateformes du réseau, par tous les rails, les stations, les points d'entrée. La plateforme faisant l'objet d'alertes est traitée selon le niveau de gravité de l'alerte : si le doute porte sur une fonction de réactivité maximale, la plateforme est éjectée du réseau au plus vite. si le doute porte sur un vieillissement normal, l'alerte est consolidée puis traitée en temps requis, éventuellement avec l'aide d'un opérateur humain, présent ou depuis un laboratoire de surveillance.

En particulier les plateformes font l'objet d'une surveillance importante lors de leur introduction dans le réseau, car le reste du système possède essentiellement des drapeaux "inconnu" sur la plupart de leurs paramètres de bon fonctionnement. Typiquement, les autres plateformes seront plus prudentes lors des manœuvres rapprochées, elles prendront peu de passagers au départ, ne circuleront pas aux heures de pointe, etc. La décision d'intégration n'est prise par personne en particulier, elle résulte du vote implicite de l'automate cellulaire collectif. Véhicules de service et techniques

Les engins chargés de la métrologie, l'entretien et le dépannage des voies doivent obéir à des règles contrôlées pour ne pas dégrader le niveau d'homologation du réseau. Ils sont normalement manipulés par des opérateurs agréés.

La manœuvre sur voie entraîne une consignation du secteur concerné. En pratique, le déplacement est programmé et planifié, même quelques minutes à l'avance, de sorte que les capsules ordinaires effectuer leurs missions sur un autre itinéraire. Faute d'une telle option, les travaux sont effectués aux heures creuses, ces règles étant communes à tous les modes de transport guidé.

Quand le véhicule technique circule sous pilotage manuel, l'enveloppe d'incertitude de sa mission est communiquée au réseau par les moyens habituels, à savoir les liaisons radiofréquences des rails. Faute de solution de reconfiguration, les autres plateformes ne peuvent pas s'engager sur un secteur sans possibilité de dépasser l'obstacle. Sur un réseau juste linéaire, ceci équivaut au blocage du trafic.

Un palliatif efficace consiste à prévoir, comme pour le ferroviaire, des passerelles entre les voies à contre- sens. Ces passerelles posent un problème de sécurité accru, car elles rendent possible un événement redouté de collision frontale. Leur voisinage est donc muni de moyens de détection et de vérification d'état supplémentaires, en quantité (mesurée par leur redondance) adaptée à l'accroissement local du risque.

Une voie à double sens configurée temporairement en circulation a sens unique alternée possède un débit dégradé dans un rapport supérieur à 2, car il faut déduire le temps de reconfiguration du sens de circulation et la mise en vitesse nominale des flux de plateformes. Une division par 3 du débit nominal est une bonne règle approximative pour cette situation, et dicte les périodes où cette configuration du réseau est applicable. Véhicules de travaux urbains

Des véhicules techniques portés par le réseau peuvent accéder à une partie appréciable de la zone urbaine avoisinante, sur plusieurs mètres de part et d'autre, et effectuer des travaux ne concernant pas directement le réseau. Par exemple l'entretien des plantations et l'arrosage des sols.

Système de contrôle

Le système de contrôle du réseau est distribué principalement dans les plateformes. Les voies emportent, au niveau de chaque rail, le système de communication par lequel toutes les plateformes échangent leurs informations. Chaque plateforme utilise comme port de communication la ou les antennes de proximité décimétrique intégrée(s) au rail. La fonction de ce réseau est strictement de permettre aux plateformes de rester en communication.

Plateformes

Chaque plateforme comporte six calculateurs distribués : un dans chacun des modules de roue, et deux en face AV et AR.

Les calculateurs de roue contribuent principalement à la propulsion, au freinage et au contrôle de l'énergie. Les calculateurs ("nœuds" du réseau AIDA interne) AV et AR gèrent le routage, le health management, les réservations, la maintenance, la partie capteur et acquisition inter-plateforme de la sécurité temps réel (anti-collision, insertion/désinsertion de peloton, accostages). Véhicules

Le terme de "véhicule" désigne l'ensemble constitué d'une plateforme et de l'habitacle passagers qui lui est associé, ou bien une benne, un montage technique quelconque, etc.

Dans le cas du transport d'objet encombrant (ex. un conteneur international) par association de plusieurs plateformes, l'ensemble solidaire ainsi formé le temps d'une mission est "le véhicule". Résumé des moyens principaux L’invention concerne un système global de transport intelligent de biens et de marchandises proposant une pluralité de modes fonctionnels tels que transport de passagers ou de biens ou combinés, au moyen d'une plateforme autonome standardisée à laquelle on associe selon le cas une cabine de voyageurs ou une benne pour du fret ou un conteneur pour divers objets discrets ou toute autre arrangement spécifique à ce qui est transporté.

Les moyens de traitement logique et de contrôle réactif du système de transport sont répartis uniformément dans les plateformes en circulation ou en attente dans le réseau, lesquelles communiquent entre elles de proche en proche, sans recours à des moyens centralisés, pour produire collectivement le comportement du système de transport.

La plateforme standardisée est définie par ses interfaces mécaniques, électriques et logiques avec la voie, la charge qui lui est associée, les plateformes voisines. toute plateforme conforme à ces interfaces est autorisée à circuler dans le système de transport et à y transporter des charges fonctionnelles. toute charge, par exemple une cabine de passagers ou une benne de fret, conforme aux interfaces de plateforme standard, peut être fixée à une plateforme du système pour exploitation.

Il est possible de mettre en circulation une charge et une plateforme combinées de manière définitive, et donc libres des interfaces entre charge et plateforme, à condition que l'ensemble respecte les interfaces de voie et entre plateformes. 3) les plateformes chargées en circulation peuvent former spontanément un convoi par contact sans verrouillage ("peloton"), en suivant une loi de rapprochement locale entre deux plateformes voisines, l'ensemble de ces rapprochements produisant l'effet collectif de mise en convoi.

Il est possible de mettre en circulation un véhicule composite constitué de plusieurs plateformes associées, à condition que ce véhicule soit insécable et conforme aux interfaces externes de voie et inter- plateformes.

Le système de transport a des stations de départ et d'arrivée des plateformes en déviation de la voie principale, de sorte que les plateformes non concernées par cet arrêt poursuivent leur route sans ralentissement.

Il est possible de relier deux systèmes de voies au niveau d'une station, par un dispositif manuel ou automatisé qu permet de transférer des charges entre plateformes de chaque système.

Le système selon l’invention est destiné à transporter automatiquement des personnes, des biens non accompagnés, des machines de voirie, ou une combinaison de ces catégories, par guidage sur une voie spécialisée, et il comprend : a. Une plateforme automatique possédant des interfaces mécanique, électrique et de communication standardisés se meut de manière autonome, choisit sa direction dans les embranchements, détermine son moment de départ et son point d'arrivée sur les voies spécialisées, b. Les voitures transportant des personnes consistent essentiellement en un habitacle offrant des services de confort comparables à ceux d'un habitacle d'automobile, et le service de transport par fixation sur une plateforme automatique, c. Les récipients transportant des biens consistent en une structure offrant le service de contenir le chargement à l'état solide, liquide ou gazeux ou en une combinaison de ces états, et la fonction de transport par fixation permanente ou temporaire sur une plateforme automatique, d. Les supports transportant des machines de voirie permettent leur fixation, et leur déploiement et assurent leur transport par fixation à une plateforme automatique,

Les charges de grande dimensions sont transportées collectivement par plusieurs plateformes automatiques, au moyen d'un bâti du côté de la charge et d'une fixation commune à chacune des plateformes réunies, par fixation temporaire ou permanente, les différentes plateformes étant capables de se synchroniser pour effectuer collectivement le transport.

Claims (9)

1. ' Revendications
2. 1 - Système de transport guidé automatique comportant un réseau de voies dédiées et un ensemble de véhicules autonomes, caractérisé en ce qu’une partie au moins des véhicules sont des véhicules modulaires composés d’une plateforme indifférenciée comportant les moyens de déplacement sur une trajectoire contrainte avec un seul degré de liberté par lesdites voies dédiées, ladite plateforme présentant une interface sur laquelle sont posées de manière réversible une cellule passager, une cellule fret, une cellule technique ou une combinaison de telles cellules. 2 - Système de transport guidé selon la revendication 1 caractérisé en ce que lesdites plateformes présentent des moyens de coopération entre elles, et en ce qu’il comporte un type de cellules techniques présentant des moyens d’accrochage d’une charge partagée entre plusieurs véhicules dont les plateformes coopèrent.
3. 3 - Système de transport guidé selon la revendication 2 caractérisé en ce que lesdites plateformes présentent des moyens de coopération selon la direction longitudinale, pour des plateformes se déplaçant sur la même voie.
4. 4 - Système de transport guidé selon la revendication 2 ou 3 caractérisé en ce que lesdites plateformes présentent des moyens de coopération selon la direction latérale, pour des plateformes se déplaçant sur deux voies parallèles.
5. 5 - Système de transport guidé automatique selon la revendication l caractérisé en ce que lesdites voies dédiées présentent des bifurcations comportant un moyen de sélection interagissant avec un moyen de commande complémentaire prévu sur chacune desdites plateformes.
6. 6 - Système de transport guidé automatique selon la revendication I ou 5 caractérisé en ce que lesdites voies dédiées présentent des zones d’évitement où les voies se dédoublent.
7. 7 - Système de transport guidé automatique selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu’il ne comporte pas d’unité de supervision centralisée.
8. 8 - Système de transport guidé automatique selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que chaque plateforme comporte un calculateur recevant les informations provenant d’une partie au moins des plateformes, et les informations locales, pour commander le fonctionnement des moyens de déplacement de ladite plateforme et les moyens de communication de ladite plateforme avec une partie au moins des autres composants du système.
9. 9 - Système de transport guidé automatique selon la revendication précédente caractérisé en ce que chaque véhicule constitue un élément d’un automate cellulaire réparti.