L'invention se rapporte à un procédé de contrôle sécuritaire de la pendulation d'un véhicule ferroviaire et plus particulièrement à un procédé de contrôle assurant un haut niveau de sécurité contre les collisions aux véhicules pendulaires.
Les besoins grandissant pour réduire les temps de parcours des trains sur les voies ferrées existantes ont conduit au développement récent des trains pendulaires, ces derniers permettant une plus grande vitesse de passage dans les courbes. Ces trains possèdent habituellement un dispositif de pilotage automatique de la pendulation, par exemple tel que celui décrit dans la demande de brevet
Le brevet
Le brevet
Toutefois, ces véhicules pendulaires posent de nouveaux problèmes de sécurité liés à l'inclinaison de la caisse du véhicule, cette dernière faisant apparaître des risques de collision avec les infrastructures disposés en bordure de la voie ferrée (poteaux, parois d'un tunnel etc...) ou avec un train situé sur une voie contiguë notamment lors d'une défaillance du dispositif de pilotage automatique de la pendulation.
Aussi, un but de la présente invention est de proposer un procédé de contrôle sécuritaire de la pendulation d'un véhicule ferroviaire qui procure une sécurité accrue en assurant que le contour du véhicule ferroviaire reste toujours à l'intérieur d'un gabarit sécuritaire, appelé Gabarit Libre d'Obstacle (GLO), définit en tout point de la voie ferrée.
A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de contrôle sécuritaire de la pendulation d'un véhicule ferroviaire circulant sur une voie ferrée, caractérisé en ce qu'on affecte à différents cantons de la voie ferrée des valeurs limites de pendulation autorisées (β1, β2) représentatives d'un gabarit sécuritaire à l'intérieur duquel le train peut penduler sans risque de collision avec les infrastructures disposées à proximité de la voie ou avec un véhicule venant en sens inverse, et en ce qu'on interdit toute pendulation du véhicule au-delà de valeurs limites de pendulation autorisées (β1, β2) affectées au canton de voie sur lequel se trouve le véhicule.
Selon des modes particuliers de réalisation, le procédé de contrôle sécuritaire de la pendulation selon l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :
On comprendra mieux les buts, aspects et avantages de la présente invention, d'après la description donnée ci-après de plusieurs modes particuliers de réalisation de l'invention, présentés à titre d'exemples non limitatifs, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels :
Pour faciliter la lecture du dessin, seuls les éléments nécessaires à la compréhension de l'invention ont été représentés. Les mêmes éléments portent les mêmes références d'une figure à l'autre.
Dans la suite de la description on considérera un véhicule ferroviaire pendulaire 5 constitué de trois voitures V1,V2,V3 comportant un dispositif de pilotage automatique de la pendulation de type connu, par exemple tel que décrit dans la demande
La figure 1 représente l'architecture générale d'un premier mode de réalisation du procédé de contrôle sécuritaire de la pendulation selon l'invention. Ce procédé qui est mis en oeuvre par un système sécuritaire de protection automatique embarqué à bord du véhicule 5 fonctionne parallèlement et indépendamment du dispositif de pilotage automatique de la pendulation équipant le véhicule 5.
Conformément à la figure 1, le procédé de contrôle sécuritaire de la pendulation comporte une première étape 1 correspondant à l'acquisition, par le système sécuritaire de protection automatique embarqué à bord du véhicule ferroviaire 5, de valeurs indicatives de pendulation limite (α1, α2) affectées au canton de voie sur lequel le véhicule ferroviaire va parvenir.
L'acquisition des valeurs indicatives de pendulation limite (α1, α2) est préférentiellement réalisée au moyen de balises 6 disposées le long de la voie ferrée, telles que représentées sur la figure 4, chaque balise 6 permettant l'acquisition par un véhicule ferroviaire des valeurs indicatives de pendulation limite (α1, α2) définies pour le canton de voie disposé en aval de la balise 6.
Les valeurs indicatives de pendulation limite (α1, α2) lues à partir des balises 6 correspondent aux valeurs limites de pendulation autorisées (β1, β2) pour un véhicule ferroviaire d'un type donné correspondant préférentiellement au modèle de véhicule pendulaire circulant le plus couramment sur la voie concernée. Lorsque le véhicule circulant effectivement sur la voie ferrée diffère du véhicule type pour lesquels les valeurs indicatives de pendulation limite (α1, α2) sont validées, ces valeurs sont alors corrigées au moyen de coefficients correcteurs, mémorisés dans le système sécuritaire de protection automatique embarqué à bord du véhicule pendulaire concerné, pour obtenir les valeurs limites de pendulation autorisées (β1, β2) du véhicule circulant effectivement sur la voie. Une telle correction permet ainsi de tenir compte des différents encombrements des véhicules pendulaires pouvant circuler sur une même voie.
Dans une seconde étape 2 du procédé, le système sécuritaire de protection automatique embarqué à bord du véhicule calcule, pour chacune des voitures Vi, i∈[1,3], composant le véhicule ferroviaire 5, les différentes valeurs limites de pendulation autorisées (β1i, β2i) correspondantes. Pour ce faire, le système sécuritaire de protection calcule à chaque instant la position des différentes voitures par rapport aux balises 6 disposées le long de la voie, par exemple à l'aide de la vitesse du véhicule et des longueurs connues des voitures Vi.
En se référant à la figure 3, ces valeurs limites de pendulation autorisées (β1i, β2i) correspondent respectivement à l'inclinaison que peut prendre une caisse du véhicule de part et d'autre du plan OZ orthogonal au plan des rails pour un canton de voie donné. Ces valeurs limites de pendulation autorisées (β1i, β2i) sont représentatives d'un gabarit sécuritaire appelé également Gabarit Libre d'Obstacle (GLO) à l'intérieur duquel le véhicule peut penduler sans risque de collision avec une infrastructure de la voie ou éventuellement avec un véhicule circulant sur une voie parallèle.
Une fois les valeurs limites de pendulation autorisées (β1i, β2i) déterminées pour chacune des voitures Vi du véhicule 5, le système sécuritaire de protection automatique commande, dans une troisième étape 3 du procédé, des moyens mécaniques de blocage 7 permettant d'interdire mécaniquement l'inclinaison de chacune des voitures Vi au-delà des valeurs limites de pendulation autorisées (β1i, β2i) précédemment déterminées.
Ces moyens mécaniques de blocage 7, représentés plus en détails sur les figures 5 et 6, sont par exemple constitués de deux butées 7 à déplacement vertical fixées au châssis 10 de bogie du véhicule, ce dernier supportant la caisse 11 du véhicule par l'intermédiaire d'une traverse d'inclinaison 8 articulée au moyen de bielles 9 conformément au bogie décrit dans la demande de brevet
Sur la figure 5, ces butées 7 sont représentées dans une position repliée autorisant une inclinaison maximum de la caisse 11 par rapport au bogie. La figure 6 illustre le positionnement des butées 7 lorsque ces dernières interdisent l'inclinaison de la caisse 11 au-delà des valeurs limites de pendulation autorisées (β1i, β2i) conformément à l'étape 3 du procédé.
Successivement au déplacement des butées 7 par le système sécuritaire de protection, un contrôle sécuritaire du positionnement de chacune des butées 7 est réalisé à l'aide de capteurs sécuritaires disposés sur les vérins et une procédure d'arrêt d'urgence du véhicule ou de fonctionnement réduit de la pendulation est déclenché lorsqu'un défaut est détecté dans le positionnement des butées 7.
Bien entendu, dans ce mode de réalisation de l'invention, l'emplacement des balises le long de la voie ferrée sera adapté pour tenir compte du temps nécessaire aux butées pour se déplacer. Ainsi, les balises annonçant un prochain secteur de voie dans lequel les valeurs limites de pendulation sont plus restrictives seront placées en amont de la jonction réelle avec le prochain secteur de voie, de telle sorte que les butées soient déjà dans leur position plus restrictive lorsque le véhicule parvient effectivement à la jonction avec le prochain secteur. Au contraire, les balises annonçant un prochain secteur de voie dans lequel les valeurs limites de pendulation autorisées sont moins restrictives seront placées au droit ou légèrement en aval de la jonction réel avec le prochain secteur.
Un tel procédé de contrôle sécuritaire de la pendulation présente l'avantage d'empêcher que les différentes voitures du véhicule ne sortent du Gabarit Libre d'Obstacle (GLO) et donc d'assurer une sécurité accrue en limitant les risques de collision du véhicule avec des infrastructures connues disposées en bordure de la voie, par exemple en cas de panne du dispositif de pilotage automatique de la pendulation. De plus, ce procédé de contrôle sécuritaire intervient parallèlement et indépendamment du dispositif de pilotage automatique de la pendulation et assure donc la totalité de la sécurité demandée à un tel système. Le dispositif de pilotage automatique de la pendulation peut alors être un asservissement qui n'a plus besoin d'être traité en sécurité. Ainsi, le procédé de contrôle sécuritaire selon l'invention pourra avantageusement être intégré comme une fonction supplémentaire au système de protection automatique du train, habituellement appelé système ATP, qui équipe généralement les trains.
Par ailleurs, l'utilisation d'un tel procédé de contrôle sécuritaire de la pendulation d'un véhicule ferroviaire tenant compte du gabarit libre d'obstacle sur différents cantons de la voie permet de limiter l'angle de pendulation du véhicule uniquement pour les cantons de voie à risques et donc de conserver des performances optimales de la pendulation sur les autres cantons.
La figure 2 représente un second mode de réalisation du procédé de contrôle sécuritaire de la pendulation selon l'invention mis en oeuvre par un système sécuritaire de protection embarqué 20.
Dans ce second mode de réalisation, le procédé de contrôle sécuritaire comporte des étapes 1 et 2 qui restent inchangées par rapport à celles décrites dans le premier mode de réalisation mais comporte une étape 31, en remplacement de l'étape 3 précédemment décrite, au cours de laquelle le système sécuritaire de protection automatique embarqué 20 reçoit une mesure de l'inclinaison ϕi de chacune des voitures Vi du véhicule, ainsi que cela est représenté schématiquement sur la figure 7. Ces mesures ϕi sont fournies par des capteurs sécuritaires d'inclinaison 21 présent sur les bogies et utilisés également par le dispositif de pilotage automatique de la pendulation équipant le véhicule 5.
A partir de ces mesures ϕi, le système sécuritaire de protection automatique embarqué 20 compare les valeurs ϕi transmises par les capteurs avec les valeurs limites de pendulation autorisées (β1i, β2i) obtenues au cours de l'étape 2 du procédé afin de vérifier que l'inclinaison ϕi de chacune des voitures reste dans les valeurs autorisées par le gabarit GLO, à savoir β1i ≤ ϕi ≤ β2i.
Lorsque qu'un défaut est détecté, c'est à dire qu'une des inclinaisons ϕi mesurées est en dehors des limites de pendulation autorisées (β1i, β2i), une procédure de mise en sécurité est déclenchée. Cette procédure de mise en sécurité peut se traduire, pour la voiture Vi concernée par le défaut, par une inhibition sécuritaire des ordres émis par le dispositif de pilotage automatique de la pendulation, accompagnée d'une mise à zéro du degré d'inclinaison de la caisse 11, et/ou de manière plus sécuritaire par une procédure d'arrêt d'urgence du véhicule 5.
Un tel mode de réalisation du procédé de contrôle sécuritaire présente l'avantage de ne pas nécessiter de butées mécaniques supplémentaires sur les bogies du véhicule. Toutefois, aucune anticipation n'étant possible, le système de protection automatique de la pendulation embarqué intègre un temps de réaction limitant les performances du procédé.
Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et illustré qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention.
Ainsi, dans une variante de réalisation du procédé selon l'invention, l'acquisition des valeurs limites de pendulation autorisées effectuée au cours de la première étape pourra également être réalisée au travers d'une base de données embarquées à bord du véhicule ferroviaire, cette base comportant l'ensemble des valeurs limites de pendulation autorisées pour les différents cantons de la voie ferrée sur laquelle circule le véhicule ferroviaire. Dans un tel cas, les valeurs limites de pendulation autorisées du canton de voie sur lequel le véhicule s'apprête à circuler sont extraites de la base de donnée grâce à la connaissance de la position du véhicule ferroviaire sur la voie ferrée.
Cette liste de références citées par le demandeur vise uniquement à aider le lecteur et ne fait pas partie du document de brevet européen. Même si le plus grand soin a été accordé à sa conception, des erreurs ou des omissions ne peuvent être exclues et l'OEB décline toute responsabilité à cet égard.