[0001] La présente invention concerne un dispositif de transmission d'informations par les
rails entre une voie de circulation ferroviaire et un ensemble de véhicules circulant
dans le même sens sur cette voie, le long de laquelle se succèdent une pluralité de
zones de transmission d'informations.
[0002] Les voies de circulation ferroviaire et principalement celles à grande circulation
sont habituellement équipées d'un système de cantonnement, notamment par circuits
de voie, qui en général utilise les rails de roulement comme voie de transmission.
[0003] Dans les équipements modernes, il est devenu nécessaire d'avoir un dispositif de
transmission d'informations entre la voie et les véhicules, dispositif capable de
coexister avec le système de cantonnement, l'ensemble fonctionnant à sécurité intrinsèque,
au sens ferroviaire de ce terme.
[0004] Une solution connue consiste à transmettre les informations par induction à partir
d'un câble disposé dans la voie, ou le long de celle-ci, mais cette solution présente
un certain nombre d'inconvénients : le coût du câble et les contraintes qui en résultent
pour l'entretien de la voie.
[0005] L'utilisation des rails de roulement comme voie de transmission fait disparaître
ces inconvénients, mais se heurte à deux difficultés :
- la première provient du fait que les rails de roulement servent de circuit de retour
au courant de traction sur les lignes électrifiées et, très souvent, de voie de transmission
pour les signaux de cantonnement. Les signaux de tout système de transmission d'informations
par les rails doivent donc se superposer à ces courants et signaux existants sans
les perturber et pouvoir en être séparés.
- la deuxième est liée au découpage de la voie en cantons. Il faut que ce découpage
n'affecte pas la transmission des informations dont les zones de transmission, lorsque
celle-ci s'effectue par zones se succèdant le long de la voie, doivent pouvoir être
délimitées indépendamment des sections du système de cantonnement.
[0006] Le dispositif selon l'invention permet de s'affranchir de ces difficultés car il
utilise, pour transmettre les informations, une onde porteuse alternative modulée
en fréquence ou en amplitude, ou les deux, et de caractéristiques telles que sa propagation
dans les rails n'est pas affectée par les courants de retour de traction et par les
signaux de cantonnement ainsi que par les dispositifs délimitant les cantons; de plus,
il permet une délimitation de ses propres zones de propagation indépendamment des
sections du système de cantonnement.
[0007] Ce dispositif est caractérisé en ce qu'il comporte :
-sur la voie, pour chaque zone de transmission d'informations:
- un générateur de signaux alternatifs à une fréquence déterminée qui constitue la
fréquence porteuse des informations à transmettre, cette fréquence étant prise à l'extérieur
des bandes de fréquences utilisées dans le système de cantonnement,
- un modulateur desdits signaux,
- un organe de commande du modulateur de manière que ces signaux soient modulés en
fonction des informations à transmettre,
- une spire conductrice isolée disposée en forme de cadre entre les deux files de
rails, près de l'extrémité aval de ladite zone de transmission d'informations,
un transformateur adaptateur d'impédance et de séparation de circuits dont le primaire
reçoit les signaux modulés et dont le secondaire est relié aux bornes de la spire
en forme de cadre, .
deux circuits résonnants accordés sur la fréquence porteuse, branchés entre les deux
files de rails, l'un à l'extrémité aval et l'autre à l'extrémité amont de la zone
de transmission d'informations,
-à bord de chaque véhicule, des moyens de réception accordés sur les fréquences porteuses
respectives des zones de transmission d'informations.
[0008] L'invention sera mieux comprise à l'aide de quelques exemples de réalisation et des
dessins annexés où :
- la figure 1 représente le cas d'un dispositif unique de transmission d'informations,
- la figure 2, le cas d'une série de dispositifs semblables répartis le long de la
voie,
- la figure 3, le détail des circuits résonnants entre les files de rails en un point
de transition entre deux zones d'émission consécutives,
- la figure 4, un circuit complémentaire de contrôle applicable aux cas précédents.
[0009] La figure 1 représente un tronçon de voie de circulation ferroviaire ne comportant
qu'une zone d'émission d'informations. Les repères 1 et 2 désignent les files de rails.
Le circuit émetteur 3 de ces informations, représenté dans un cadre en traits mixtes,
est placé sur la voie à proximité de l'extrémité aval de la zone d'émission qui est
délimitée par les files de rails 1 et 2 et par deux circuits résonnants représentés
par les impédances 4 et 5 aux deux extrémités de cette zone. Le circuit émetteur 3
est branché aux bornes d'une spire conductrice isolée 6 disposée en forme de cadre
entre les deux files de rails 1 et 2, à proximité de l'impédance 4 située à l'extrémité
aval de la zone d'émission. A titre indicatif, trois sections 7,8,9 du système de
cantonnement ont été représentées. Il s'agit par exemple des sections couvertes par
trois circuits de voie successifs. On voit sur la figure 1 que ces trois sections
ont des limites qui ne coïncident pas avec celles de la zone d'émission, d'informations
délimitée par les impédances 4 et 5. La flèche 10 montre le sens de circulation des
véhicules sur la voie.
[0010] Le circuit émetteur 3 comporte un générateur 11 de signaux alternatifs servant d'onde
porteuse aux informations à transmettre et qui entrent dans un modulateur 12 recevant
d'un organe de commande 13 le signal modulant nécessaire pour que la modulation se
fasse en fonction .des informations à transmettre. Le signal modulé est transmis à
la spire 6 en forme de cadre par l'intermédiaire d'un transformateur 14 jouant le
rôle d'adaptateur d'impédance et de séparateur de circuits.
[0011] La fréquence de l'onde porteuse est déterminée de façon à se trouver en dehors des
bandes de fréquence utilisées dans les circuits de voie 7,8,9.
[0012] On choisira par exemple des fréquences porteuses de l'ordre du kilohertz.
[0013] Les impédances 4 et 5 sont constituées d'une inductance en série avec un condensateur,
de façon à réaliser un circuit résonnant dont l'impédance est minimale pour la fréquence
de l'onde porteuse de l'émetteur 3. Ces impédances ne laissent donc pas passer les
signaux de cantonnement.
[0014] Le signal émis dans la spire 6 esttransmis par induction à la boucle constituée par
les deux files de rails 1 et 2 et les impédances 4 et 5 agissant pratiquement comme
un court-circuit entre ces files 1 et 2.
[0015] Chaque véhicule comporte par exemple comme circuit récepteur un capteur accordé sur
la fréquence de l'onde porteuse des signaux émis et recevant ceux-ci par induction.
[0016] La figure 2 montre trois zonesd'émission successives, analogues à celle de la figure
1, faisant partie d'une série de zones d'émission réparties le long de la voie. Les
repères numériques utilisés sont des nombres de deux chiffres, le chiffre des dizaines
correspondant à l'élément homologue de la figure 1 et le chiffre des unités représentant
le numéro d'ordre de la zone.
[0017] La première zone a comme fréquence d'onde porteuse la fréquence fi, la deuxième la
fréquence f2 et la troisième la fréquence f3. Ces fréquences sont considérées ici
comme distinctes, mais elles peuvent aussi être égales. Lorsqu'elles sont différentes,
le véhicule est muni d'autant de capteurs à bord qu'il y a de fréquences distinctes
utilisées.
[0018] La figure 3 indique le détail de l'impédance amont 51 de la première zone qui est
un circuit résonnant accordé sur la fréquence f1, et de l'impédance aval 42 de la
deuxième zone qui est un circuit résonnant accordé sur la fréquence f2.
[0019] Dans le cas où les fréquences fl,f2,f3 sont égales, le schéma de la figure 3 se réduit
à un circuit résonnant unique accordé sur la fréquence porteuse unique utilisée.
[0020] Lorsqu'on a besoin de contrôler, pour augmenter la fiabilité du dispositif, si un
courant circule dans la boucle 6 d'une zone, on vérifie qu'un courant induit circule
dans la boucle formée par les files de rails 1 et 2 et les impédances 4 et 5. Dans
ce cas (voir la figure 4), on ajoute un circuit de contrôle constitué par un transformateur
de courant 15 dont le primaire est inséré en série entre l'impédance 4 et la file
de rails 2 et dont le secondaire est branché sur un détecteur de passage de courant
16.
[0021] Dans ce qui précède, on a admis que dans chaque zone d'émission d'informations on
n'utilisait qu'une seule fréquence d'onde porteuse. Il est possible, sans sortir du
cadre de l'invention, d'utiliser dans la même zone plusieurs fréquences porteuses,
par exemple en commutant sur la spire 6 différents circuits émetteurs tels que 3,
chacun d'eux correspondant à une fréquence porteuse particulière. Dans ce cas, les
impédances correspondant à 4 et 5 seraient constituées par autant de circuits résonnants
en parallèle qu'il y a de fréquences porteuses distinctes, chacune de ces fréquences
correspondant à un seul circuit résonnant accordé sur elle.
[0022] Enfin, il est possible de superposer dans une même zone de transmission d'informations
deux dispositifs selon l'invention, un pour chaque sens de circulation des véhicules,
avec par exemple la même fréquence porteuse.
Dispositif de transmission d'informations par les rails entre une voie de circulation
ferroviaire et un ensemble de véhicules circulant dans le même sens sur cette voie,
Le long de laquelle se succèdent une pluralité de zones de transmission d'informations
délimitées indépendamment des sections du sytème de cantonnement, dispositif caractérisé
en ce qu'il comporte :
sur la voie, pour chaque zone de transmission d'informations:
- un générateur de signaux alternatifs à une fréquence déterminée qui constitue la
fréquence porteuse des informations à transmettre, cette fréquence étant prise à l'extérieur
des bandes de fréquences utilisées dans le système de cantonnement,
- un modulateur desdits signaux,
- un organe de commande du modulateur de manière que ces signaux soient modulés en
fonction des informations à transmettre,
- une spire conductrice isolée disposée en forme de cadre entre les deux files de
rails, près de l'extrémité aval de ladite zone de transmission d'informations,
- un transformateur adaptateur d'impédance et de séparation de circuits dont le primaire
reçoit les signaux modulés et dont le secondaire est relié aux bornes de la spire
en forme de cadre,
- deux circuits résonnants accordés sur la fréquence porteuse, branchés entre les
deux files de rails, l'un à l'extrémité aval et l'autre à l'extrémité amont de la
zone de transmission d'informations,
à bord de chaque véhicule, des moyens de réception accordés sur les fréquences porteuses
respectives des zones de transmission d'informations.