Dispositif de repérage automatique des poteaux caténaires de voie ferrée pour contribuer au repérage des défauts détectés sur la voie ferrée

Description

[0001] L'invention concerne un procédé de contrôle de l'état d'une voie ferrée et a plus particulièrement pour objet le repérage des défauts relevés par des équipements de contrôle embarqués sur une voiture roulant sur la voie ferrée à contrôler pour permettre aux équipes de maintenance de retrouver ultérieurement ces défauts; l'invention concerne aussi un système de contrôle pour la mise en oeuvre de ce procédé.

[0002] Il est connu de contrôler une voie ferrée en faisant circuler sur celle-ci une voiture spéciale comportant des appareils de contrôle de toutes sortes, notamment des systèmes à ultrasons, des capteurs à courant de Foucault ou des systèmes radar (US-A-3 924481).

[0003] Tous ces moyens de contrôle sont mis en oeuvre pour détecter, au fur et à mesure de la progression de la voiture, des types de défaut spécifiques : fissures internes pour les détecteurs à ultrasons, fissures débouchant en surface de la table de roulement pour les détecteurs à courant de Foucault, etc... Un système de traitement informatique est également embarqué pour traiter les informations délivrées par tous les capteurs, les corréler et caractériser ainsi la nature du défaut tout en distinguant parmi les signaux reçus ceux qui correspondent à un point singulier (joint ou rail éclissé, joint soudé) et non à un défaut.

[0004] D'autres informations relatives à l'état général de la voie ferrée peuvent être rassemblées par des moyens adaptés et traitées par l'ordinateur, comme par exemple la stabilité de la voie ou encore la qualité du shuntage des rails par les essieux qui conditionne le fonctionnement automatique des signaux.

[0005] L'ordinateur est asocié à des moyens d'enregistrement et d'affichage de toutes ces informations, comme par exemple une imprimante qui délivre une succession de messages qui seront exploités ultérieurement par une équipe de maintenance. Un opérateur surveillant la prise des données peut également, par l'intermédiaire d'un clavier, inscrire des informations indiquant des points singuliers de la voie (tunnels, aiguillages) facilitant le repérage des défauts par l'équipe de maintenance.

[0006] Par ailleurs, le repérage précis d'un défaut est assuré par un marquage de peinture commandé automatiquement depuis la voiture par le système de contrôle. Cependant ces traces de peinture sont assez difficiles à retrouver si les informations enregistrées ne comportent pas un nombre suffisant de points singuliers précités.

[0007] Or l'automatisation de la détection des défauts et l'amélioration des performances des appareillages correspondants permet d'envisager la réduction des temps de contrôle, en augmentant la vitesse de la voiture portant ces équipements. Il devient alors très difficile pour l'opérateur de noter clairement et avec précision la nature et l'emplacement de tous les points singuliers qu'il repère. L'invention a pour but de permettre une saisie automatique des points singuliers facilitant la localisation des marques de peinture.

[0008] Plus précisément, l'invention concerne donc un procédé de contrôle de l'état d'une voie ferrée du type consistant à déplacer les moyens de contrôle sur une voiture roulant sur ladite voie et à enregistrer les signaux émis par lesdits moyens de contrôle au fur et à mesure de la progression de ladite voiture, caractérisé en ce qu'il consiste, en pointant un radar embarqué sûr ladite voiture vers des structures caractéristiques situées le long et au voisinage de ladite voie, à enregistrer les signaux d'écho correspondant à ces structures caractéristiques, simultanément auxdits signaux émis, pour contribuer au repérage ultérieur des défauts détectés sur ladite voie ferrée.

[0009] Parmi les structures caractéristiques repérables par ce moyen, on peut citer les ponts, les tunnels et surtout les poteaux caténaires qui présentent l'avantage de procurer des échos bien caractéristiques constituant un balisage relativement précis de la voie ferrée puisqu'ils sont disposés à intervalles réguliers sur la quasi totalité des parcours électrifiés.

[0010] L'invention concerne également un système de contrôle d'une voie ferrée comportant une voiture roulant sur ladite voie dans laquelle sont installés des moyens de contrôle en continu de ladite voie et des moyens d'enregistrement des signaux délivrés par lesdits moyens de contrôle caractérisé en ce que ladite voiture porte au moins un équipement radar dont l'antenne est orientée dans une direction prédéterminée correspondant à la position de structures caractéristiques situées au voisinage de la voie et ce que lesdits moyens d'enregistrement sont connectés pour enregistrer les signaux d'écho élaborés par le radar correlativement aux signaux délivrés par les moyens de contrôle.

[0011] L'invention apparaîtra plus clairement ainsi que d'autres avantages de celle-ci, à la lumière de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence au dessin non limitatif annexé dans lequel:

- La figure 1 représente schématiquement une voiture de contrôle se déplaçant sur une voie ferrée en cours de contrôle, ladite voiture étant pourvue d'un équipement radar conforme à l'invention;

- La figure 2 est un schéma-bloc de l'installation; et

- La figure 3 illustre le mode de fonctionnement de l'équipement radar.

[0012] En se reportant au dessin, le système de contrôle décrit est installé à bord d'une voiture 11 se déplaçant sur une voie ferrée 12a à contrôler. Deux alignements de poteaux caténaires 13a, 13b sont respectivement établis le long de deux voies ferrées parallèles 12a, 12b. Un certain nombre de capteurs 14, 15, 16, 17 ... sont installés dans la voiture pour contrôler les rails ce sont principalement des capteurs à ultrasons ou à

[0013] courant de Foucault, comme mentionné ci- dessus. Les signaux émis par ces capteurs sont traités et gérés par un ordinateur 20 qui pilote une imprimante 21 dont le rôle est d'enregistrer et visualiser les informations signalant les défauts et leur localisation approximative par des points singuliers. Certains de ces points singuliers peuvent être enregistrés directement par un opérateur inspectant la voie depuis la voiture 11. L'opérateur utilise alors un clavier 22 couplé au système ordinateur-imprimante. L'ordinateur pilote en outre un dispositif de marquage 23 projetant une petite quantité de peinture sur la voie ferrée chaque fois qu'un défaut est détecté par l'un des capteurs 14 - -17 et reconnu comme tel par l'ordinateur, selon des critères et une procédure d'analyse connus, qui ne font pas partie de l'invention.

[0014] Selon l'invention, la voiture 11 porte à sa partie supérieure, au moins une et de préférence deux antennes de radar 25a, 25b, ici sous forme de paraboloïdes.

[0015] Ces antennes sont orientées dans des directions prédéterminées (symétriquement de part et d'autre de la voiture et vers l'avant) correspondant à la position possible de structures caractéristiques situées au voisinage de la voie. Selon l'exemple, l'antenne 25a est pointée en direction de la partie haute des poteaux caténaires 13a et reçoit les échos correspondants tandis que les signaux éventuellement émis par l'antenne 25b ne donnent lieu à aucun écho exploitable. En revanche, si la voiture circulait sur la voie ferrée 12b, la situation serait inversée, l'antenne 25b fournissant les signaux d'écho représentatifs de la présence des caténaires 13b.

[0016] Dans tous les cas c'est donc l'alignement des poteaux caténaires le plus proche de la voiture 11 qui est détecté. Chaque antenne 25a, 25b est orientée pour que son faisceau radar soit plus particulièrement dirigé vers les anti-balançants 26 des poteaux caténaires de l'alignement correspondant. L'équipement radar connecté aux antennes est classique et comporte des moyens de mesure de l'effet Doppler résultant du déplacement de la voiture 11. En effet, l'orientation de l'antenne étant fixée et l'écartement b des poteaux caténaires par rapport à la voie ferrée variant peu, la distance d séparant les anti-balançants des poteaux caténaires de l'antenne lors de l'élaboration de l'écho (voir figure 3) est une constante et la variation de fréquence fo correspondante est connue si la vitesse de la voiture 11 est stabilisée à une valeur prédéterminée (de l'ordre de 40 km/h dans la pratique).

[0017] Le système peut donc comporter par exemple un générateur HF 28 relié à un dispositif d'émission-réception 29 dont la sortie de signal d'écho est reliée à des moyens comparateurs de fréquences 30 également connectés au générateur 28. Tout écart de fréquence fo prédéterminé est interprété comme la détection d'un poteau caténaire et provoque la transmission d'un ordre de pilotage de l'imprimante 21. Le système est programmé pour corriger automatiquement la localisation du caténaire de la distance a due à l'orientation vers l'avant de l'antenne (voir figure 3). Une fois cette correction d'erreur systématique effectuée, l'erreur residuelle de localisation ne dépend pratiquement que des variations de l'éloignement des antibalançants de poteaux caténaires par rapport à la voie (distance b); elle est de l'ordre de 1 à 2 mètres. Bien entendu, on pourrait prévoir d'autres antennes 25 pointées vers d'autres structures caractéristiques comme les ponts et les tunnels.

Revendications

1. Procédé de contrôle de l'état d'une voie ferrée (12a) du type consistant à déplacer des moyens de contrôle (14 - 17) embarqués sur une voiture (11) roulant sur ladite voie (12a) et à enregistrer (21) les signaux émis par lesdits moyens de contrôle (14 - 17) au fur et à mesure de la progression de ladite voiture, caractérisé en ce qu'il consiste, en pointant un radar (25a) embarqué sur ladite voiture vers des structures caractéristiques (13) situées le longs et au voisinage de ladite voie, à enregistrer (21) les signaux d'écho correspondant à ces structures caractéristiques, simultanément auxdits signaux émis, pour contribuer au repérage ultérieur des défauts détectés sur ladite voie ferrée.

2. Procédé de contrôle selon la revendication 1, caractérisé en ce que les structures caractéristiques précitées sont les poteaux caténaires (13a) placés en bordure de ladite voie ferrée (12a).

3. Procédé de contrôle selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on pointe le faisceau dudit radar vers les anti-balançants (26) desdits poteaux caténaires.

4. Procédé selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que, la vitesse de ladite voiture (11) étant constante, on détecte lesdits poteaux caténaires par exploitation de l'effet Doppler.

5. Système de contrôle d'une voie ferrée (12a) comportant une voiture (11) roulant sur ladite voie dans la elle sont installés des moyens de contrôle en continu (14 - 17) de ladite voie et des moyens d'enregistrement (21) des signaux délivrés par lesdits moyens de contrôle caractérisé en ce que ladite voiture porte au moins un équipement radar (25a, 28 - 30) dont l'antenne (25a) est orientée dans une direction prédéterminée correspondant à la position de structures caractéristiques (13a) située au voisinage de la voie et en ce que lesdits moyens d'enregistrement sont connectés pour enregistrer les signaux d'écho élaborés par le radar correlativement aux signaux délivrés par les moyens de contrôle.

6. Système de contrôle selon la revendication 5 caractérisé en ce que l'antenne (25a) dudit équipement radar est pointée en direction des poteaux caténaires (13a), de préférence vers les anti-balançants (26) de ceux-ci.

7. Système de contrôle selon la revendication 6 caractérisé en ce que ledit équipement radar (25, 28 - 30) est du type comportant des moyens de mesure de l'effet Doppler.

8. Système de contrôle selon l'une des revendications 6 ou 7 caractérisé en ce qu'il comporte deux antennes (25a, 25b) orientés vers les deux côtés de la voie avec des réglages sensiblement identiques correspondant à l'alignement des poteaux caténaires le plus proche de la voie sur laquelle circule ladite voiture.

Ansprüche

1. Verfahren zum Überwachen des Zustandes eines Schienenwegs (12a) durch Verstellen von Überwachungsvorrichtungen (14 - 17), die auf einen Waggon (11) aufgeladen sind, der auf dem Gleis (12a) rollt, und durch Aufzeichnen der von den Überwachungseinrichtungen (14 17) entsprechend der Fortbewegung des Waggons abgegebenen Signale, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Radar (25a), das auf dem Waggon mitgeführt wird, gegen charakteristische Strukturen (13) richtet, die Längs und in Nachbarschaft zu dem genannten Gleis gelegen sind, und daß man die Echosignale aufzeichnet (21), die diesen charakteristischen Strukturen entsprechen, gleichzeitig mit den ausgesendeten Signalen, um schließlich zur Ortsbestimmung von Fehlern beizutragen, die auf dem genannten Schienenweg ermittelt werden.

2. Überwachungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgenannten charakteristischen Strukturen die Oberleitungsmasten (13a) sind, die neben dem genannten Schienenweg (12a) angeordnet sind.

3. Überwachungsverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man den Strahl des genannten Radar gegen die Fahrdrahtseitenhalter (26) der genannten Oberleitungsmasten richtet.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß man bei konstanter Geschwindigkeit des genannten Waggons (11) die Oberleitungsmasten durch Auswertung des Dopplereffekts ermittelt.

5. Überwachungssystem eines Schienenweges (12a), enthaltend einen Waggon (11), der auf dem Gleis rollt und in dem Einrichtungen (14 17) zur fortlaufenden überwachung des genannten Gleises und Aufzeichnungseinrichtungen (21) für die von den genannten Überwachungseinrichtungen gelieferten Signale installiert sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Waggon wenigstens eine Radareinrichtung (25a, 28 - 30) trägt, deren Antenne (25a) in einer vorbestimmten Richtung ausgerichtet ist, die der Position von charakteristischen Strukturen (13a) entspricht, die in Nachbarschaft des Gleises gelegen sind, und daß die genannten Aufzeichnungseinrichtungen so angeschlossen sind, daß sie die Echosignale, die von dem Radar geliefert werden, in Korrelation mit den Signalen aufzeichnen, die von den Überwachungseinrichtungen geliefert werden.

6. Überwachungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Antenne (25a) des genannten Radar in die Richtung der Oberleitungsmasten (13a) und vorzugsweise gegen die Fahrdrahtseitenhalter (26) derselben gerichtet ist.

7. Überwachungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Radareinrichtung (25, 28 - 30) von der Art ist, die Meßeinrichtungen für den Dopplereffekt enthält.

8. Überwachungssystem nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß es zwei Antennen (25a, 25b) enthält, die gegen die zwei Seiten des Gleises mit im wesentlichen gleichen Einstellungen gerichtet sind, die der dem Gleis, auf dem der Waggon rollt, nächstliegenden Ausrichtung der Oberleitungsmasten entsprechen.

Claims

1. Process for monitoring the condition of rail- road tracks, (12a), of the type which consists of moving monitoring equipment (14, 17) on board a railroad car (11) moving on said tracks (12a) and recording (21) the signals emitted by said monitoring equipment (14 - 17) gradually as said car moves forward, characterized in that it consists of pointing a radar (25a) on board said car towards characterized structures (13) located along and near said tracks, recording (21) the echo signals corresponding to these caracteristic structures simultaneously with said emitted signals, to contribute to the subsequent identification of defects detected on said railroad tracks.

2. Monitoring process according to claim 1, characterized in that the aforementioned characteristic structures are overhead contact line posts (13a) placed beside said rail-road tracks (12a).

3. Monitoring process according to claim 2, characterized in that said radar beam is pointed towards the steady braces (26) of said overhead contact line posts.

4. Process according to one of claims 2 or 3, characterized in that, with the speed of said car (11) being constant, said overhead contact line posts are detected by using the Doppler effect.

5. System for monitoring rail-road tracks (12a) comprising a car (11) moving on said tracks in which continuous monitoring equipment (14 17) for said tracks (12a) and recording equipment (21) for the signals emitted by said monitoring equipment are installed, characterized in that said car carries at least one radar device (25a, 28 - 30) whose antenna (25a) is oriented in a predetermined direction corresponding to the position of characteristic structures (13a) located near the tracks and in that said recording equipment is connected to record the echo signals made by the radar in a correlative manner with the signals emitted by the monitoring equipment.

6. Monitoring system according to claim 5 characterized in that the antenna (25a) of said radar equipment is pointed in the direction of the overhead contact line posts (13a), preferably towards the steady braces (26) thereof.

7. Monitoring system according to claim 6 characterized in that said radar equipment (25, 28-30) is the type which comprises equipment to measure the Doppler effect.

8. Monitoring system according to one of claims 6 or 7 characterized in that it comprises 2 antennae (25a, 25b) oriented towards both sides of the tracks and adjusted in an essentially identical manner corresponding to the alignment of the overhead contact line posts closest to the tracks on which said car is running.

Dessins