[0001] La présente invention concerne un circuit de voie de chemin de fer, constitué par
les deux rails d'une portion de voie ferrée et comprenant un organe d'émission connecté
à l'extrémité aval du circuit et un organe de réception connecté à l'extrémité amont.
[0002] On sait que la sécurité et la régularité des trains circulant sur les voies de chemin
de fer dépsndént, entre autres conditions, de la distance séparant deux convois successifs
sur une même voie, compte tenu de la vitesse admissible en fonction des caractéristiques
de freinage des trains et du profil de la ligne.
[0003] Les informations nécessaires au conducteur du train pour déclencher les actions permettant
d'assurer cette sécurité et cette régularité peuvent être transmises en des points
fixes du parcours par des signaux latéraux espacés le long des voies. Eiles peuvent
aussi, en substitution ou en renforcement de la signalisation latérale et lorsqu'il
s'agit de conduite automatique ou de conduite manuelle contrôlée, être transmises
directement et en tous points de la voie vers lu machine.
[0004] De façon générale, à l'heure actuelle, ce sont des dispositif de sécurité appelés
"circuits de voie", qui permettent d'élaborer et de transmettre les informations nécessaires
à la sécurité et à la régularité du trafic, aussi bien dans les systèmes à signaux
latéraux que dans un certain nombre de systèmes mettant en oeuvre les procédés de
transmission d'informations de la voie vers la machine.
[0005] De façon connue en soi, la voie est divisée en une succession de cantons, chaque
canton étant équipé d'un circuit de voie. Sous sa forme la plus générale, un circuit
de voie est constitué d'un organe d'émission et d'un organe de réception, situés chacun
à une extrémité du circuit de voie, et reliés aux rails, de telle sorte qu'un essieu
shunteur situé entre le point d'émission et le point de réception de la voie provoque
la désexcitation d'un relais associé au récepteur. Dans le cas d'un circuit de voie
associé à des signaux latéraux, la position relative de l'émetteur et du'récepteur
du circuit de voie vis-à-vis de l'entrée et de la sortie du canton est indifférente,
puisque seule compte la présence ou l'absence d'un essieu shunteursur le canton. Il
n'en est pas de même dans le cas où le circuit de voie est utilisé dans un système
avec transmission des informations de la voie vers le train. Dans un tel système,
le train reçoit les informations par captage du champ électromagnétique rayonné par
les rails, champ existant du fait de la. circulation du courant de signalisation dans
chacune des files de rails. L'organe de réception situé à bord du train doit alors,
par principe, se trouver en permanence entre l'organe émetteur et le premier essieu
shunteur du train. Il s'ensuit évidemment que dans ce cas, l'organe émetteur doit
toujours être connecté à l'extrémité aval du.circuit de voie, tandis que l'organe
récepteur est connecté à l'qxtré- mité amont.
[0006] Dans les réseaux où la densité du trafic est un des éléments dominants,. tels que
les réseaux urbains, la signalisation d'espacement doit être conçue de telle sorte
que soit minimisé l'écart entre deux convois successifs et que soient réduits autant
que faire se peut les tearps d'arxêt des trains devant un signal fermé. Il est donc
intéressant de pouvoir ouvrir ce signal par anticipation du dégagement, par le train
l'oceupant, d'un canton situé en aval, tout en conservant. entre le signal à ouvrir
et un point critique du canton en voie de dégagement une longueur de voie libre correspondant
à la distance limite de freinage dans les conditions les plus défavorables. Il est
nécessaire, pour réaliser une telle anticipation, de connaître avec toute la sécurité
requise la position de l'ensemble du train par rapport aux deux extrémités du canton
qu'il. occupe ét/ou par rapport aux points critiques éventuels.
[0007] Or, dans les systèms connus de l'art antérieur, la nécessité de localiser simultanément
le premier essieu shunteardu train (tête du train) et le dernier essieu shunteur du
train (queue du train) pour connaitre la position relative de l'ensemble du convoi
vis-à-vis des deux extrémités du canton et/ou d'un point particulier conduit à une
incompatibilité entre circuit .de voie et transmission d'informations de la voie vers
la machine.
[0008] La présente invention a donc pour but principal de remédier à cet inconvénient et
pour ce faire elle a pour objet un circuit de voie du type susmentionné qui se caractérise
essentiellement en ce qu'il comprend en outre au moins un capteur électromagnétique
disposé à un emplacement déterminé le long du circuit de voie, un récepteur associé
à ce capteur et des moyens de commutation pour commuter les organes d'émission et
de réception du circuit de voie, après que le récepteur associé au capteur ait été
désexcité par le passage sur ledit capteur du premier essieu shunteurporté par le
train circulant sur la voie.
[0009] Grâce à cette disposition, il est possible, ainsi qu'on le verra plus clairement
par la suite, de détecter le passage du dernier essieu shunteur du train en un point
particulier du circuit de voie matérialisé par le capteur, sans pour autant interrompre
la transmission des informations entre la voie et la machine, la détection du dernier
essieu shunteurse traduisant par la réexcï- tation du récepteur associé au capteur.
[0010] Il apparaît toutefois. qu'une telle disposition peut entraîner une réexcitation prématurée
dudit récepteur, dans le cas où l'intervalle existant entre deux essieux contigus
du train est supérieur à la. distance séparant le capteur de l'extrémité amont du
circuit de voie où se trouve connecté l'émetteur.
[0011] Pour remédier à cette situation, le circuit de voie, supposé du type à joints électriques
de séparation, c'est-à-dire sans joints isolants, comporte un second capteur disposé
en amont du premier et au-delà de l'extrémité correspondante du circuit de-voie, à
une distance de celui-ci supérzeure à l'intervalle maxima existant entre deux essieux
shunteurs contigus des trains susceptibles de circuler sur la voie, ce second capteur
étant associé à un récepteur sensible à la fréquence de fonctionnement du circuit
de voie considéré.
[0012] Ainsi, l'information de libération anticipée, correspondant à la détection du dernier
essieu shunteur, ne sera délivrée que lorsque les récepteurs associés aux deux capteurs
seront simultanément désexcités.
[0013] De préférence, le second capteur est implanté dans la zone médiane du joint électrique
de séparation et il est associé à un second récepteur sensible à la fréquence de fonctionnement
du circuit de voie situé en amont.
[0014] Il est ainsi possible de profiter de la présence de ce second capteur pour déterminer
avec précision la position du "joint fictif" d'entrée du circuit de voie et pour vérifier
la libération de la totalité de la zone occupée par le joint.
[0015] Selon une autre caractéristique de l'invention, le circuit de voie comporte un organe
d'émission additionnel qui est. connecté à la place de l'organe de réception dès que
le récepteur associé au capteur est désexcité, tandis que l'organe d'émission d'origine
reste branché à l'extrémité aval du circuit de voie.
[0016] Grâce à cette disposition, il est toujours possible d'effectuer la détection du dernier
essieu, même dans le cas de trains très courts ou de circuits de voie très longs.
En l'absence d'organe d'émission additionnel, il est en effet nécessaire, pour ne
pas interrompre la transmission des informations entre là voie et la machine, de ne
commuter les organes d'émission et de réception que lorsque le premier essieu a dépassé
l'extremité aval du circuit de voie considéré. Or, il se peut qu'à cet instant, le
dernier essieu soit déjà passé au-dessus du capteur, si la distance qui sépare le
capteur de l'extrémité aval du circuit de voie est supérieure à la longueur du train.
[0017] Selon encore une autre caractéristique de l'invention, plusieurs capteurs électromagnétiques,
associés chacun à un récepteur, sont répartis le long du circuit de voie, l'organe
d'émission d'origine étant connecté successivement dans le temps, immédiatement en
aval des différents capteurs, puis à l'extrémité aval du circuit de voie, au fur et
à mesure de l'avancement du train dans ledit circuit de voie.
[0018] Il est ainsi possible de détecter simultanément le premier essieu et le dernier essieu
du train, tout en améliorant les conditions de transmission des informations entre
la voie et la machine, puisque la distance entre la tête du train et l'émetteur se
trouve réduite.
[0019] . Plusieurs formes d'exécution de l'invention sont décrites ci-après à titre d'exemples,
en référence aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 est un schéma synoptique d'un circuit de voie équipe conformément à
l'invention;
- la figure 2 est un schéma synoptique illustrant une application de l'invention à
l'exploitation d'une portion de réseau comprenant des gares successives ;
- la figure 3 est un schéma synoptique d'une première variante de réalisation de l'invention
- la figure 4 est un schéma synoptique d'une deuxième variante de réalisation de l'invention
; et
- la figure 5 est un schéma synoptique d'une troisième variante de réalisation de
l'invention.
[0020] Le circuit de voie représenté sur le schéma de la figure 1 est du type à joints électriques
de séparation, également connu sous le nom de circuit de voie sans joints, c'est-à-dire
sans joints isolants. Il est essentiellement constitué par les deux files de rails
r
1 et r
2 d'une portion de voie ferrée bornée électriquement par deux joints électriques de
séparation J
1 et J
2. Ces joints sont respectivement matérialisés par les impédances Z
3, Z
1 et Z
2, Z
4. On supposera en outre que les trains se déplacent sur la voie dans le sens indiqué
par la flèche F.
[0021] De façon connue en soi, le courant de signalisation circulant dans le circuit de
voie ainsi défini est à une première fréquence F
1, tandis que le courant de signalisation circulant dans les circuits de voie situés
respectivement en amont et en aval du circuit de voie considéré est à une deuxième
f
ré-
quence F
2 différente de F
1. Ce courant de signalisation à'la fréquence F
1 est engendré par un organe d'émission E
V, qui est normalement connecte à l'extréarité aval du circuit de voie, soit aux bornes
de l'impédance Z
2. En l'absence d'essieu shunteur sur le circuit de voie considéré, cet organe d'émission
E
V permet d'exciter un organe de réception R
V sensible à la fréquence P qui est normalement connecté à l'extrémité amont dudit
circuit, soit aux bornes de l'impédance Z
1.
[0022] Conformément à l'invention, le circuit de voie comprend en outre un capteur électromagnétique
C
1, placé au sol à proximité de l'une ou l'autre des deux files de rails r
1 et r
2, en un point P
1 du circuit situé à une distance d
1 de l'impédance Z
1. Ce capteur C
1, qui peut être de tout type connu, permet de transformer le champ environnant dû
au courant de signalisation circulant dans les rails r
1, r
2 en une tension de même fréquence et d'amplitude proportionnelle à l'intensité de
ce courant. Il est donc associé à un récepteur R
C sensible à la frdquence F
1 du circuit de voie considéré.
[0023] Un dispositif de commutation ou commutateur COM est par ailleurs prévu pour inverser
la position à la voie de l'émetteur E
V et du récepteur R
V. Autrement dit, selon l'état de ce dispositif de commutation, on pourra rencontrer
le récepteur R
V à l'extrémité amont du circuit (conneeté aux bornes de l'impédance Z
1) et l'émetteur E
V à l'extrémité aval du circuit (connecté aux bornes de l'impédance Z
2) ou inversement. Le dispositif de commutation COM est commandé par une logique de
commutation LOG recevant elle-même les ordres d'un dispositif de traitement de l'information
TI qui. centralise les informations émanant des différents points de réception disposés
le long du circuit de voie. En l'occurrence, il s'agit des informations issues respectivement
du récepteur de circuit de voie R
V, du récepteur R
C, associé au capteur C
1 et d'un récepteur R sensible à la fréquence F
2 qui est connecté aux bornes de l'impédance Z
4 constituant l'extrémité amont du circuit de voie situé en aval du circuit de voie
considéré.
[0024] Le circuit de voie qui vient d'être décrit fonctionne de la manière suivante :
Au départ, le circuit de voie est dans son état initial défini par une position du
commutateur COM telle que le récepteur RV se trouve connecté aux bornes de l'impédance Z1 et l'émetteur FV aux bornes de l'impédance Z2. De plus, aucun essieu shunteur ne se trouve sur la portion de voie considérée, de
sorte que les récepteurs RV, RG, et R sont tous les trois excités.
[0025] Supposons maintenant qu'un train se déplace sur la voie, dans le sens indiqué par
la flèche F, du circuit de voie situé en. amont vers le circuit de voie situé en aval,
en passant par le. circuit de voie considéré. Lorsque le premier essieu shunteur du
train pénètre dans le joint d'éntrée J
1, et pour une position variable de celui-ci à l'intérieur dudit joint, le récepteur
R
V connecté aux bornes de l'impédance Z
1 se désexcite. Ensuite, quand le premier essieu shunteur franchit le point P
1 où se trouve implanté le capteur C
1, le récepteur associé R
C se désexcite à son tour du fait de la dérivation dans l'essieu shunteur de tout ou
partie du courant de signalisation engendré par l'émetteur E
V.
[0026] Finalement, le premier essieu shunteur du train pénètre dans le joint de sortie J
2 et entraîne la désexcitation du récepteur R. A cet instant, le dispositif de traitement
de l'information TI provoque, par l'intermédiaire de la logique de. commutation LOG,
le passage du commutateur COM dans l'état complémentaire de son état initial, l'émetteur
E
V se trouvant dès lors connecté aux bornes de l'impédance Z
1 alors que le récepteur B
V se trouvera connecté aux bornes de l'impédance Z
2. Il apparaît alors que le récepteur R
V sera désexcité, confirmant le nouvel état du circuit, et que le récepteur R
C1 pourra se réexciter dès l'instant où le dernier essieu shunteur du train aura franchi,
à son tour, le point P
1 puisqu' alors l'émetteur E
V injectera le courant de signalisation en arrière du train. On dispose donc ainsi
d'une information correspondant à la détection du passage du dernier essieu shunteur
du train en un point P
1 du circuit de voie.
[0027] On notera en outre qu'avec une telle disposition, la transmission d'informstionsentre
la voie et la machine n'est jamais interrompue. En effet, lors de la commutation de
l'émetteur E
V, le récepteur situé à bord du train reçoit déjà les. informations nécessaires de
l'émetteur qui équipe le circuit de voie situé en aval.
[0028] La libération de la zone constituée par le joint électrique J
1 et la portion de voie "d
1" comprise entre l'impédance Z
1 et le point P
1 permet, comme illustré sur la figure par la connexion AM, de délivrer une information
d'exploitation vers les équipements de signalisation situés en amont du circuit de
voie, autorisant par exemple une ouverture anticipée des signaux amonts dès que l'essieu
arrière du train a franchi ce point P
1, 1a distance "d
1" étant considérée comme limite par exemple vis-à-vis des caractéristiques de freinage
des trains circulant sur la voie. Le retour de l'ensemble du circuit de voie à l'état
initial sera déclenché par la réexcitation du récepteur R
V, cette réexcitation étant obtenue lorsque le dernier essieu shunteur du train sera
suffisamment éloigné en aval de l'impédance Z
2 du joint de sortie J
2 du circuit de voie.
[0029] En se référant maintenant à la figure 2, on va décrire un exemple d'application de
l'invention à un problème d'exploitation lié à un réseau dans lequel la densité de
circulation.et, par conséquent, la límitation à une durée aussi faible que possible,
du temps de stationnement des trains devant un signal fermé, est l'élément dominant.
Soit donc un réseau comportant, en particulier, deux gares A et B. L'entrée de la
gare A est protégée par un signal d'entrée S
1, et sa sortie, par un signal de sortie S
2. De même, l'entrée de la gare B est protégée par un signal d'entrée S
3, tandis que sa sortie est protégée par un signal S
4.
[0030] Les circuits de voie de la portion de réseau considérée sont naturellement équipés
conformément à l'invention. Ainsi, notamment, le circuit de voie séparant la sortie
de la station A (signal S
2) de l'entrée de la station B (signal S
3) comporte un capteur C
1 en un point P
1, et le circuit de voie de quai de la station B comporte un capteur C
B en un point P
B.
[0031] Dans l'exploitation classique, à section tampon, le signal S
1 ne peut se débloquer que lorsque le canton inter-station est entièrement libéré.
Dès lors, un train T
A ne pourra accéder au quai de la station A que lorsque le train précédant T
B aura dégagé totalement le circuit de voie compris entre les deux signaux S
2 et S
3. La mise en oeuvre des circuits de voie conformes à l'invention permet, dès la libération
par le dernier essieu shunteur du train de la portion de la.voie d comprise entre
le signal de sortie S
2 et le point P
1 d'implantation du capteur C
1 de débloquer prématurément le signal S
1, autorisant le train T
A à accéder au quai de la station aval (circuit d'inter-station). De même, le dégagement
par le train T
B de. la portion de voie comprise entre le signal d'entrée S
3 de la station B et le point P
B, permettra d'autoriser le train T
A à quitter la station A avant dégagement complet du quai de la station B par le train
T
B. Toutes. ces opérations sont réalisées automatiquement, grâce à un système de commande
automatique de commutation CAC relié aux différents éléments du résesu.
[0032] Il apparaît toutefois qu'une disposition telle que celle décrite à la figure 1 peut
entraîner une réexcitation prématurée du récepteur R
C si la distance "d
1" est inférieure à l'intervalle existant entre deux essieux contigus du train. Le
schéma synoptique de la figure 3, qui reprend tous les éléments de la figure 1, représente
une variante de réali sation de l'invention permettant précisément de pallier à une
telle situatioon, grâce à l'utilisation d'un capteur additionnel C
2 implanté en un point P
2 situé en amont de telle façon que la distance "d
2" séparant le capteur C
2 du capteur C
1 soit supérieure à la longueur maximale existant entre deux essieux contigus sur les
trains cirulant sur le réseau. A ce capteur C
2sont associés les récepteurs R
C22 et RC
21 sensibles, l'un à la fréquence F
2 du circuit de voie amont, l'autre à la fréquence F
1 du circuit de voie. L'information de libération anticipée sera alors délivrée lorsque
l'ensemble des trois récepteurs R
C1 R
C21, R
C22 sera réexcité.
[0033] De préférence, le capteur C
2 est implanté àu milieu du joint J
1. Il permet alors, avec-ses récepteurs associés, de préciser la position du "joint
fictif" d'entrée du circuit de voie délimité par les joints électriques J
1 et J
2 et de vérifier la libération de la totalité du joint amont J
1. En effet, lorsque le premier essieu shunteur du train pénètre dans le joint J
1, il commence par désexciter ie récepteur RC
22 , puis le récepteut R
C22 dès qu'il a franchi le point P
2, définissant ainsi avec précision l'emplacement du joint fictif marquant l'entrée
du circuit de voie considéré.
[0034] Par raison de symétrie, un capteur C
3, associé à un récepteur R sensible à la fréquence F
1 et un récepteur R
C32 sensible à la fréquence F
2 est implanté au point P
3 du joint J
2, permettant la commande de retour du commutateur COM à l'état initial lorsque la
totalité du joint J
2 aura été libérée par le dernier essieu shunteur du train.
[0035] Avantageusement, les récepteurs R
C21 et R
C32 peuvent se substituer aux récepteurs des circuits de voie concernés, normalement
connectés aux bornes des impédances Z
1 et Z
4.
[0036] Dans le mode de réalisation de l'invention représenté sur la figure 1, on a vu que
la commutation entre les organes d'émission et de réception ne s'effectuait que lors
de la pénétration du premier essieu shunteur du train dans le joint de sortie J
2, ceci afin de ne pas interrompre la transmission des informations entre la voie et
la machine. Or, il se peut qu'à cet instant le dernier essieu shunteur du train ait
déjà dépassé le point d'implantation P
1 du capteur C
1, soit parce qu'il s'agit d'un train très court, soit encore parce que la distancé
séparant le capteur de l'extrémité aval du circuit de voie est tout simplement supérieure
à la longueur du train. Le bon fonctionnement du système impose par conséquent une
implantation particulière du capteur C
1 en fonction de la longueur minimale des trains circulant sur la voie.
[0037] La variante de réalisation de l'invention représentée sur la figure 4, qui reprend
tous les éléments de la figure 3, permet précisément de remédier à cet inconvénient,
grâce à l'adjonction d'un organe d'émission additibonnel E. La commutation conforme
à l'invention entre les organes d'émission et de réception s'effectue alors dans un
premier temps entre le récepteur R
V et l'émetteur additionnel E, et ce dès que le récepteur R
C1 associé au capteur C
1 se désexcite, tandis que l'émetteur E
V reste branché aux bornes de l'impédance Z
2 et peut ainsi continuer à transmettre des informations de la voie vers la machine.
On notera d'ailleurs que l'émetteur additionnel E peut consister de façon simple en
un dispositif de type connu permettant de prélever une partie de l'énergie disponible
en sortie de l'émetteur E
V pour. l'injecter aux bornes de l'impédance Z
1 dans les conditions déterminées par l'état du commutateur COM.
[0038] L'état ainsi défini de la logique de commutation LOG et du commutateur COM constitue,
pour le dispositif de traitement de l'information TI, la mémorisation de l'occupation
du circuit de voie bien que, du fait de la présence simultanée des deux émetteurs
E
V et E, les récepteurs R
C22, R
C21, R
C1, R
C31 , R
C32 puissent être excités en même temps pour peu que la longueur du train occupant le
circuit de voie soit inférieure à la distance d
3 séparant le point P
1 d'implantation du capteur C
1 de l'extrémité aval du circuit de voie constituée par l'impédance Z
2.
[0039] Cette mémorisation sera annulée lorsque le premier essieu du train franchissant le
point d'implantation de l'impédance Z
2 aux bornes de laquelle est branché l'émetteur E
V, le récepteur R
C31 sera désexcité. Dans le deuxième temps, la logique de commutation LOG entraînera
alors le débranchement de l'émetteur additionnel E et la connexion en lieu et place
de cet émetteur (c'est-à-dire aux bornes de l'impédance Z
1) de l'émetteur E
V, dont la présence . n'est plus nécessaire en aval du circuit de voie puisque la tête
du train a déjà franchi l'extrémité correspondante du circuit de voie. On évite ainsi
le conflit entre les signaux des deux émetteurs E et E
V lors de la libération par le dernier essieu du train de l'intervalle Z
1-Z
2, tout en conservant la permanence de l'information de présence du dernier essieu
du train en amont du point P
1 qui, comme on l'a vu, nécessite la présence d'un émetteur à l'extrémité amont du
circuit de voie.
[0040] Le retour du dispositif à l'état initial sera déclenché par la réexcitation du récepteur
R
C31 qui interviendra lorsque le dernier essieu du train aura dépassé le point P
3, libérant ainsi le circuit de voie.
[0041] Le schéma synoptique de la figure 5 représente une autre variante de réalisation
de l'invention dans laquelle on. utilise plusieurs capteurs successifs tels que C
1, C
4, C
5, répartis le long du circuit de voie considéré, chacun de ces capteurs étant associé
à un récepteur sensible à la fréquence F
1, respectivement R
C1, R
C4 et R
C5. Dans cette variante de réalisation, qui reprend naturellement tous les éléments
de la figure 4 avec le mode de fonctionnement correspondant, l'émetteur E
V est connecté successivement dans le temps et immédiatement en aval des différents
capteurs, soit aux points 1, 2, 3, puis aux bornes de l'impédance Z
2, au fur et à mesure de la progression du train dans le canton. Il s'ensuit évidemment
que les récepteurs associés à chacun de. ces capteurs se désexcitent successivement
au fur et à mesure que le premier essieu shunteur du train s'intercale entre l'émetteur
E
V et le capteur concerné.
[0042] Une telle disposition permet notamment de détecter simultanément la présence du premier
essieu et du dernier essieu du train à l'intérieur du circuit de voie, et donc de
situer géographiquement le train sur ce circuit de voie. Cette disposition permet
également, en particulier dans le cas de circuits de voie de grande longueur, d'améliorer
si nécessaire les conditions de transmission des informations de la voie vers la machine
en réduisant la longueur de la voie existant entre l'émetteur E
V qui génère les informations à transmettre à la tête du train qui reçoit ces informations.