OA11934A - Procédé de mesure de la vitesse d'un véhicule sur rails et installation destinée à cet effet. - Google Patents
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Description
119 3 4
PROCEDE DE MESURE DE LA VITESSE D'UN VEHICULE SUR RAILS ET
INSTALLATION DESTINEE A CET EFFET
Objet de l'invention [0001] La présente invention concerne un procédé destiné à permettre la mesure de la vitesse d'un véhiculecirculant sur une voie de type ferroviaire.
[0002] La présente invention se rapporte également à l'installation destinée à la mise en oeuvre de ce procédé.
Arrière-plan technologique à la base de l’invention[0003] Différents systèmes de détermination de la vitesse d'un train circulant sur une voie ont déjà étéproposés. En particulier, on a suggéré l'utilisation d'uncapteur présent sur un essieu qui permet la déterminationde la vitesse du train circulant sur la voie. Néanmoins,cette vitesse n'est pas toujours suffisamment précise, eten particulier, elle pourrait ne pas tenir compte d'unrisque qui se produit lorsque la roue patine pour desraisons telles que les conditions climatiques (gel, neige)ou la présence de feuilles sur les rails.
[0004] On a également proposé de placer deux ou trois capteurs sur des essieux différents afin d'obtenirune meilleure précision. Ceci reste néanmoins insuffisantdu point de vue de la gestion du risque. 11934 [0005] Il est également connu de disposer desbalises le long des voies de chemin de fer afin d'effectuerune mesure de la vitesse du véhicule circulant sur cesvoies. Dans ce cas, des balises gui sont disposées à desdistances connues et fixes émettent un signal. Le véhiculepassant près de cette balise détecte à l'aide d'une antennele passage au-dessus de la première balise et effectue unemesure de temps jusqu'au passage de la seconde balise. Ondéduit aisément la vitesse à partir de la distance connueentre les deux balises et du temps mis par le véhicule pourparcourir cette distance. Néanmoins, les balises sontplacées à des distances relativement importantes, et ils'agit essentiellement de mesurer des vitesses moyennes surla distance parcourue.
[0006] Il a également été proposé par le documentWO97/12796 d'utiliser une balise calibrée pour déterminerla vitesse quasi instantanée d'un véhicule passant dans sonvoisinage. Cette balise émet un champ magnétique, et parune antenne placée sous le véhicule, ce véhicule peutdétecter l'entrée et la sortie de ce champ d'influencemagnétique. On en déduit le temps que le véhicule met àtraverser le champ d'influence magnétique et on calculeainsi la vitesse du véhicule. Ce procédé présentel'inconvénient de devoir disposer de manière régulière desbalises le long des voies.
[0007] D'autre part, il est connu d'organiser unevoie en sections de voie appelées "cantonnements" séparéespar des joints électriques. Un joint électrique estconstitué de deux blocs d'accord servant au couplageénergétique des sections de voie adjacentes à chaque blocd'accord et de la courte distance de voie située entre cesdeux blocs d'accord (15 à 3 0 mètres) . Habituellement, lepremier bloc d'accord sert d'émetteur à une fréquencedonnée tandis que le second bloc d'accord sert de récepteur 119J4 3 à une autre fréquence. Les fonctions du joint électriquesont d'une part d'empêcher la propagation du signal d'uncircuit de voie vers le circuit de voie adjacent et d'autrepart de réaliser le couplage de l'émetteur et du récepteuravec la voie.
[0008] Il est déjà connu d'utiliser un jointélectrique pour détecter le passage d'un train. En effet,au passage des essieux du train, un court-circuit entre lesdeux rails est créé via les essieux du train et permetainsi de détecter la position dudit train par rapport àl'émetteur d'après l'évolution du courant dans la voie. Onobserve en effet que le courant à la fréquence Fl dans unrail devant l'essieu est élevé avant le passage de l'essieuau droit de la connexion de l’émetteur et subit une fortediscontinuité au moment du passage de l'essieu.
[0009] Un exemple est par ailleurs décrit dans ledocument GB-A-2 153 571 pour un montage de circuit de voieparticulièrement adapté à un circuit de voie courte d'unelongueur de moins de 40 mètres qui peut être utilisé dansdes systèmes de transit de métro.
[0010] On y mentionne qu'un court-circuit électriqueest réalisé entre les rails et qu'une unité de réglage designal de courant alternatif est connectéeapproximativement 6 mètres plus loin de façon à accorder laboucle ainsi formée à la résonance, à la fréquence dusignal de voie sélectionnée. Les unités de réglagecomprennent un condensateur, dont la valeur est choisiepour le réglage de résonance, et un transformateur, dontune bobine est montée en série avec le condensateur, unémetteur ou un récepteur de signal de circuit de voie étantrelié par l'intermédiaire d'une deuxième bobine dutransformateur. >119 3 4
Buts de l'invention [0011] La présente invention vise à fournir une solution qui puisse offrir le maximum de garanties desécurité au sens ferroviaire du terme dans la mesure d'unevitesse d'un véhicule se déplaçant sur une voie de typeferroviaire.
[0012] La présente invention vise plus particulièrement à proposer un procédé qui permet uneestimation de la vitesse moyenne de manière indépendantedes causes d'erreurs dues par exemple au patinage et àl'embrayage des essieux, et qui est basé sur la détection au passage d ' un train de joints séparant les différents circuits de voie. [0013] La présente invention vise à proposer un système qui peut s'affranchir du placement de balises le long des voies.
[0014] Plus particulièrement, la présente invention vise à utiliser des équipements déjà présents quipermettent la localisation du train et qui sont constituéspar des circuits de voie à Joints électriques.
Principaux éléments caractéristiques de l'invention[0015] La présente invention se rapporte à un procédé de mesure de la vitesse d'un véhicule muni d'uneantenne et circulant sur une voie à deux rails seprésentant sous la forme de sections de voie appelées"cantonnements" séparées par des joints électriques, chaquejoint électrique étant constitué de deux blocs d'accord etde la section de voie prédéterminée située entre eux,chacun des blocs d'accord permettant le couplage en énergiepour la section de voie adjacente servant de cantonnement,caractérisé en ce que l'on détecte au moins deuxdiscontinuités en courant ou en tension du signal vu parune antenne présente dans le véhicule circulant sur la voie aux abords des régions des premier et second blocs d'accordd'un même joint électrique, en vue de mesurer la vitesse duvéhicule circulant sur la voie.
[0016] La première discontinuité est obtenue lors du passage de l'essieu au droit du premier bloc d'accord pourla fréquence de ce premier bloc d'accord.
[0017] La seconde discontinuité est obtenue en exerçant une action électrique à la fréquence du premierbloc d'accord. Cette seconde discontinuité est obtenue encréant un champ électrique ou magnétique dans la région dusecond bloc d'accord. Ce champ électrique ou magnétique estengendré au moyen d'un courant proportionnel au courantémis par la tension injectée au premier bloc d'accord. Cechamp est engendré directement par le courant émis parladite tension.
[0018] Selon une autre forme d'exécution, l'action électrique est une tension injectée en série avec latension à la deuxième fréquence du deuxième bloc d'accord.Cette tension injectée en série est proportionnelle à cellequi est injectée au premier bloc d'accord.
[0019] Selon une autre forme d'exécution, l'action électrique est l'injection d'un courant dans un générateurde tension présent dans le second bloc d'accord, ce courantparcourant une boucle disposée entre les rails, leditcourant étant proportionnel au courant émis par la tensioninjectée au premier bloc d'accord.
[0020] Le signal détecté par 1'antenne qui se trouve à bord du véhicule circulant sur la voie est filtré à lafréquence de la tension injectée au premier bloc d'accord.[0021] La présente invention se rapporte également à une installation pour la mise en oeuvre du procédé tel quedécrit précédemment, dans laquelle la voie est organiséesous forme de cantonnements séparés par des jointsélectriques, chaque joint électrique étant constitué d'au H9î4 moins deux blocs d'accord et de la courte section de voiesituée entre eux. Cette installation comprend des moyenspour générer au moins deux discontinuités en courant ou entension dans le signal vu par l'antenne présente dans levéhicule circulant sur la voie aux abords des régions despremier et second blocs d'accord d'un même jointélectrique.
Brève description des figures [0022] La figure 1 représente le schéma électrique équivalent d'un joint électrique.
[0023] La figure 2 représente le schéma équivalent d'un circuit de voie entre deuxjoints électriques tels que décrits à lafigure 1.
[0024] La figure 3 indique l'influence des essieux sur le courant dans les rails devantles essieux avant le passage de l'essieu.
[0025] La figure 4 indique l'influence des essieux sur le courant dans les rails aprèspassage de l'essieu.
[0026] La figure 5 représente le diagramme du courant dans les rails devant les essieuxselon l'état de la technique.
[0027] Les figures 6, 7 et 8 représentent plusieurs formes d'exécution différentes de1'invention.
[0028] La figure 9 représente le diagramme du courant dans les rails devant l'essieu selon1'invention. 119 3 4
Description détaillée de plusieurs formes d'exécution préférées de l'invention [0029] Un joint électrique tel que représenté à lafigure 1 se compose d'un premier bloc d'accord TU.Fl situéd'un premier côté (à gauche), qui servira d'émetteur en vuede générer une tension dans la voie à la fréquence Fl etpermet le couplage en énergie de ce premier côté (à gauche)de la voie adjacente au bloc d'accord. Un second blocd'accord TU.F3, disposé à une distance de 15 à 30 mètres,permet le couplage en énergie de l'autre partie de la voie(à droite) adjacente à ce bloc d'accord. Ce second blocd'accord sert de récepteur pour une fréquence F3. Ilpourrait éventuellement également s'agir d'un émetteur quipermettrait de générer une tension à la fréquence F3.
[0030] La figure 2 représente un circuit de voiecomprenant plusieurs sections de voie organisées encantonnements et séparées par des joints électriquesconstitués chacun de deux blocs d'accord couplés deux àdeux. Pour une fréquence Fl, les deux blocs d'accord TU.Flet TU.Fl' sont équivalents à une capacité qui réalisel'accord de la section de voie (cantonnement 1) compriseentre ces deux blocs, alors que les deux blocs d'accordTU.F3 et TU.F3' sont équivalents à des courts-circuits àcette même fréquence (Fl). A la fréquence (F3) des circuitsde voie adjacents, la fonction des blocs d'accord est alorsinversée.
[0031] Comme représenté aux figures 3 et 4, lepassage de l'essieu 3 crée un shunt ou court-circuit entreles rails 1 et 2. Plus précisément, le comportement ducourant I généré à la fréquence Fl et présent dans le rail1 devant l'essieu 3 est modifié.
[0032] Comme représenté à la figure 5, on observeque le courant I à la fréquence Fl reste élevé jusqu'aumoment où l'essieu approche de l'émetteur TU.Fl qui génère Ί19 3 4 le signal à la fréquence Fl. Au droit dudit émetteur, onobserve que le courant I à la fréquence Fl chutebrusquement en créant une première discontinuité 7 à cetendroit. La figure 5 représente en détails le comportementdu courant I devant l'essieu, en tenant compte de laposition de l'émetteur TU.Fl à l'abscisse servant deréférence alors que TU.F3 se trouve à 18 m.
[0033] La présente invention consiste à créer une deuxième discontinuité 8 aux abords du second bloc d'accordTU.F3 et à utiliser ces deux discontinuités survenant à unedistance connue afin de pouvoir calculer la vitesse moyennedu train entre les deux positions où se produisent lesditesdiscontinuités.
[0034] A cette fin, on prévoit de détecter à bord du train un signal résultant du champ magnétique généré par lecourant I. Plus précisément, la tension V obtenue enfiltrant de manière connue les signaux d'antenne seraproportionnelle au courant I présent dans les rails enamont de l'essieu 3. Ce signal est capté à l'aide d'aumoins une antenne de type connu disposée en amont dupremier essieu 3. Le signal est filtré à la fréquence Fl envue de permettre la détection des deux discontinuités 7 et8 du courant I. Un ou plusieurs autres signaux à lafréquence F3 ou à d'autres fréquences peuvent êtreégalement utilisés pour la détection d'autres paires dediscontinuités apparaissant sur d'autres circuits de voie.[0035] Selon une première forme d'exécution de la présente invention, qui est plus particulièrement représentée à la figure 6, on suggère de disposer uneboucle 4 entre les rails 1 et 2 à proximité du bloc TU.F3constituant récepteur et équivalent à un court-circuit à lafréquence F3. Cette boucle 4 est alimentée par un courant àla fréquence Fl qui est de préférence proportionnel aucourant du bloc TU.Fl. Elle est de préférence raccordée en 11934 série avec ce bloc. De manière avantageuse, le champmagnétique engendré par la boucle 4 crée la secondediscontinuité 8 nécessaire à la mise en oeuvre du procédéselon la présente invention.
[0036] Selon une autre forme d'exécution préférée del'invention, gui est plus particulièrement représentée à lafigure 7, on propose de connecter un générateur de tension5 à la fréquence Fl en série avec le bloc TU.F3. Dans cecas, le bloc TU.F3 est équivalent à un court-circuit pourla fréquence Fl. Le générateur 5 est de préférence alimentéà partir de l'alimentation du bloc TU.Fl.
[0037] La seconde discontinuité 8 sera obtenue lorsdu passage au droit du bloc TU.F3 (abscisse = 18 m) , latension étant proportionnelle à celle du bloc TU. Fl(émetteur à la fréquence Fl).
[0038] Selon une autre variante d'exécution,représentée à la figure 8, un générateur de courant 6 estbranché en parallèle aux bornes du bloc TU.F3. Le courantainsi généré parcourt la boucle 9 disposée entre les deuxrails 1 et 2, créant ainsi un champ magnétique détectable àcet endroit. Le générateur 6 à la fréquence Fl estavantageusement disposé en série avec le bloc TU.Fl et créeainsi la seconde discontinuité recherchée 8.
[0039] On a représenté à la figure 9 le courant I enfonction de la distance parcourue sur les rails enpositionnant le bloc TU.Fl créant la première discontinuitéà 0 m et le bloc TU.F3 créant la seconde discontinuité aupoint 18 m. On pourra détecter un signal à bord parfiltrage des signaux d'antenne à la fréquence Fl etdétecter la présence des deux discontinuités 7 et 8 dontles flancs descendants sont liés à la position précise desblocs TU.Fl et TU.F3.
[0040] De manière classique, la détection de cesdeux discontinuités détectées sera traitée à l'aide d'un ’t 19 3 4 10 microprocesseur, gui permet de définir l'intervalle detemps entre la détection desdites discontinuités. Demanière classique, la connaissance de la distance préciseentre les blocs TU.Fl et TU.F3 permettra de calculer la 5 vitesse moyenne du véhicule circulant sur ladite voie entreles deux blocs TU.Fl et TU.F3.
[0041] De manière particulièrement avantageuse, on observe que le coût d'installation du dispositifsupplémentaire est relativement réduit et permet ainsi 10 d'obtenir une mesure relativement précise de la vitesse dutrain circulant sur une voie. En outre, la mesure de cettevitesse reste indépendante d'un positionnement précis debalises, par exemple, dont le déplacement pourraitintervenir en cas d'interventions d'entretien de la voie, 15 de phénomènes climatiques, de l'enrayage des roues, etc.
Claims (17)
- ίί9 34 11 REVENDICATIONS1. Procédé de mesure de la vitesse d'unvéhicule muni d'une antenne et circulant sur une voie àdeux rails se présentant sous la forme de sections de voieappelées "cantonnements" séparées par des jointsélectriques, chaque joint électrique étant constitué dedeux blocs d'accord (TU.Fl et TU.F3) et de la section devoie prédéterminée située entre eux, chacun des blocsd'accord permettant le couplage en énergie pour la sectionde voie adjacente servant de cantonnement, caractérisé ence que l'on détecte au moins deux discontinuités en courantou en tension du signal vu par une antenne présente dans levéhicule circulant sur la voie aux abords des régions despremier et second blocs d'accord (TU.Fl et TU.F3) d'un mêmejoint électrique, en vue de mesurer la vitesse du véhiculecirculant sur la voie.
- 2. Procédé selon la revendication 1,caractérisé en ce que la première discontinuité est obtenuelors du passage de l'essieu au droit du premier blocd'accord pour la fréquence (Fl) de ce premier bloc d'accord(TU.Fl).
- 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2,caractérisé en ce que la seconde discontinuité est obtenueen exerçant une action électrique à la fréquence (Fl) dupremier bloc d'accord (TU.F1).
- 4. Procédé selon la revendication 3,caractérisé en ce que la seconde discontinuité est obtenueen créant un champ électrique ou magnétique dans la régiondu second bloc d'accord (TU.F3).
- 5. Procédé selon l'une quelconque desrevendications précédentes, caractérisé en ce que le champélectrique ou magnétique est engendré au moyen d'un courantproportionnel au courant émis par la tension injectée aupremier bloc d'accord (TU.Fl). 12
- 6. Procédé selon la revendication 5,caractérisé en ce que le champ est engendré par le courantémis par ladite tension.
- 7. Procédé selon l'une quelconque desrevendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'actionélectrique est une tension injectée en série avec latension à la deuxième fréquence (F3) du deuxième blocd'accord (TU.F3).
- 8. Procédé selon la revendication 7,caractérisé en ce que la tension injectée en série estproportionnelle à celle qui est injectée au premier blocd'accord (TU.Fl).
- 9. Procédé selon l'une quelconque desrevendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'actionélectrique est l'injection d'un courant dans un générateurde tension présent dans le second bloc d'accord (TU.F3) eten ce que ce courant parcourt une boucle disposée entre lesrails.
- 10. Procédé selon la revendication 9,caractérisé en ce que ledit courant est proportionnel aucourant émis par la tension injectée au premier blocd'accord (TU.Fl).
- 11. Procédé selon la revendication 10,caractérisé en ce que ledit signal est filtré à lafréquence (Fl) de la tension injectée au premier blocd'accord (TU.Fl).
- 12. Installation pour la mise en oeuvre duprocédé selon l'une quelconque des revendicationsprécédentes, dans laquelle la voie est organisée sous formede cantonnements séparés par des joints électriques, chaquejoint électrique étant constitué d'au moins deux blocsd'accord (TU.Fl et TU.F3) et de la courte section de voiesituée entre eux, caractérisée en ce que l'on prévoit desmoyens pour générer au moins deux discontinuités en courant 13 ou en tension dans le signal vu par l'antenne présente dansle véhicule circulant sur la voie aux abords des régionsdes premier et second blocs d'accord (TU.Fl et TU.F3) d'unmême joint électrique.
- 13. Installation selon la revendication 12,caractérisée en ce que lesdits moyens sont constitués d'uneboucle (4) disposée près du second bloc d'accord (TU.F3) etpourvue d'une alimentation par un courant à la fréquence(Fl) du premier bloc d'accord (TU.Fl).
- 14. Installation selon la revendication 13,caractérisée en ce que la boucle (4) est disposée en sérieavec le premier bloc d'accord (TU.Fl).
- 15. Installation selon la revendication 12,caractérisée en ce que lesdits moyens sont constitués d'ungénérateur de tension (5) à la fréquence (Fl) du premierbloc d'accord (TU.Fl) connecté en série avec le deuxièmebloc d'accord (TU.F3).
- 16. Installation selon la revendication 12,caractérisée en ce que lesdits moyens sont constitués d'ungénérateur de courant (6) connecté en parallèle au deuxièmebloc d'accord (TU.F3) via une boucle disposée entre lesrails.
- 17. Installation selon l'une quelconque desrevendications 12 à 16, caractérisée en ce que, à bord duvéhicule, est placée une antenne en avant du premier essieu(3) ainsi qu'un circuit récepteur connecté à l'antenne etpourvu d'un filtre réglé à la fréquence Fl.
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