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"Dispositif pour réduire la consommation d'énergie dans le trafic ferroviaire à courte distance."
La présente invention concerne un dispositif pour réduire la consommation d'énergie dans le trafic ferroviaire à courte distance, en liaison avec un système de commande des trains, suivant lequel les trains doivent atteindre chaque point d'arrêt, en observant l'horaire, le plus ponctuellement possible, et repartir de ce point d'arrêt à des instants différents.
Dans le trafic ferroviaire habituel, on laisse à l'initiative du conducteur de la locomotive la commande du train en ce qui concerne la vitesse, en fonction de l'horaire qu'il connait. Les conducteurs de locomotive ne disposent alors sensiblement que de leur expérience pour savoir comment ils doivent régler l'allure pour atteindre la destination suivante.
C'est seulement dans des cas particuliers pour le trafic ferro- viaire à longue distance, qu'un signal de réglage de la marche indique au conducteur de la locomotive qu'il doit ou ne doit pas rouler avec une vitesse plus élevée.
Pour le trafic ferroviaire à courte distance, comme par exemple pour les chemins de fer métropolitains rapides,
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au tempsde marche, contrairement à ce qui a lien pour le trafic ferroviaire à longue distance. Le temps d'arrêt est d'autre part encore accru si les trains n'arrivent aux points d'arrêt que quelques secondes après les instants prescrits par l'horaire, car le nombre des voyageurs qui attendent et veulent utiliser ce train, s'est encore accru. Il s'y ajoute qu'il faut davantage de temps pour pénétrer dans un train bondé.
Ces faits montrent qu'il est très important que les trains observent l'horaire prescrit avec une très grande précision pour que le trafic reste fluide, et que les trains disponibles puissent rouler dans des conditions rentables. Ceci garantit également que, lorsque plusieurs lignes se réunissent, les courants de trafic qui se mélent, s'imbriquent conformément à l'horaire sans que deviennent nécessaires des dispositions supplémentaires de coordination.
D'autre part, dans le cas de ces trains pour le trafic à courte distance, à traction électrique, l'allure des trains doit être telle que ceux-ci consomment la plus faible énergie possible. La plus grande partie de l'énergie électrique reçue par les trains est convertie, lors de l'accélération, en énergie cinétique, qui est dissipée par le freinage en avant des points d'arrêt. Comme l'énergie consommée augmente approximati- vement avec le carré de la vitesse de pointe, une économie rela- tivement importante d'énergie peut être faite si l'on ne prescrit pas une vitesse de pointe élevée aux trains. Ceci n'est cependant pas avantageux, car, dans le cas de ces chemins de fer métropo- litains rapides, la distance entre deux points d'arrêt successifs n'est pas grande.
Malgré cela, il faut choisir ou prescrire la vitesse de façon que l'horaire établi soit observé, même si les trains n'arrivent pas aux points d'arrêt de la façon prescri- te par l'horaire.
Gràce à la présente invention on peut réaliser un dispositif qui permet de faire conduire les trains des chemins de fer pour le trafic à courte distance conformément à l'horaire,
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avec une consommation d'énergie la plus faible possible.
Le dispositif selon la présente invention est du type indiqué initialement, et il est caractérisé par le fait qu'il comporte, pour chaque point d'arrêt, un calculateur, qui, en fonction du temps compris entre l'instant où un train doit arriver conformément à l'horaire, au point d'arrêt considéré, et l'instant où il le quitte, transmet audit train, par l'inter- médiaire du système de commande des trains, une valeur de la vitesse de pointe qui ne doit pas être dépassée sur le trajet jusqu'au point d'arrêt suivant. Il est indifférent que les va- leurs de la vitesse de pointe soient tranmises par un système de commande des trains pontuel ou linéaire. La valeur déterminée par le calculateur peut être mise en mémoire près de la ligne ou bien sur le train, pour que cette valeur reste constamment disponible pendant le trajet jusqu'au point d'arrêt suivant.
Pour les lignes sur lesquelles plus d'un train doit rouler entre deux points d'arrêt, la valeur de la vitesse de pointe qui est assignée à chaque train peut être transmise aux trains de façon sélective.
A titre d'exemple, on a décrit ci-dessous et illustré schématiquement au dessin annexé plusieurs formes de réalisation du dispositif selon la présente invention.
- La figure 1 est un diagramme représentant la vitesse de pointe en.fonction du temps d'attente d'un train en un point d'arrêt.
- La figure 2 est le schéma par blocs d'un calculateur servant à déterminer les vitesses de pointe nécessai- res en fonction du temps compris entre l'instant d'arrivée d'un train, conforme à l'horaire, et l'instant de son départ.
- La figure 3 est le schéma par blocs d'une forme de réalisation simplifiée du calculateur.
- La figure 4 est le schéma par blocs des calculateurs pour plusieurs points d'arrêt successifs.
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La figure 1 est un diagramme représentant la vitesse de pointe Vsp en fonction du temps d'arrêt t, compre- nant également les retards d'un train en un point d'arrêt. On a supposé dans ce diagramme que la plus grande vitesse de pointe des trains correspond environ à 70 km/h. On suppose d'autre part que, dans le cas où un train passe sans s'arrêter, le point d'ar- rêt suivant est atteint pratiquement en conformité avec l'horaire si le train est accéléré jusqu'à une vitesse de pointe de 30 km/h.
Si le conducteur de la locomotive atteint une vitesse supérieure, il en résulte une consommation d'énergie inutilement élevée.
Le diagramme de la figure 1 montre d'autre part que la courbe présente seulement une faible pente pour des temps d'arrêt de l'ordre de dix secondes ; change pour des valeurs plus éle- vées du temps d'arrêt t.
La figure 2 représente le schéma par blocs d'une forme de réalisation avantageuse d'un calculateur, tenant compte de ces faits. Un élément important de ce calculateur est une mémoire consultable 1, à plusieurs étages, à la façon d'un registre à décalage. On a d'autre part prévu une horloge 2, qui délivre à la mémoire 1 des impulsions d'avance à des inter- valles de temps déterminés. La mémoire contient dans chacun de ses étages 10, 20, 30... etc, une valeur de la vitesse de pointe, par exemple selon la courbe de la figure 1.
L'étage
10 de la mémoire délivre donc une valeur initiale de la vitesse de pointe de 30 km/h; l'étage 20 délivre une valeur d'environ
33 km/h après une durée de dix secondes, calculée à partir de l'instant d'arrivée conforme à l'horaire et de l'instant de dé- part. Chacun des étages suivants de la mémoire à contient donc une valeur de la vitesse de pointe, qui est supérieure à sa va- leur initiale. Il n'est pas nécessaire que les différentes va- leurs échelonnées augmentent linéairement avec la durée, mais il est avantageux de faire augmenter lesdites valeurs progressivement, en vue d'une réduction du nombre d'étages.
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D'autre part, il est avantageux, dans ce but d'utiliser comme horloge un compteur 21, qu'un générateur d'impulsions d'horloge 22 peut faire avancer à partir de posi- tions de départ réglables. Chaque fois qu'il atteint sa position extrême, le compteur 21 transmet une impulsion d'avance à la mémoire 1, par l'intermédiaire d'une ligne L1, Cette mémoire 1 est réalisée de telle manière qu'elle délivre au compteur 21 chaque fois que l'un de ses étages 10, 20, 30 ... est consul- té, une impulsion de réglage, qui détermine la môme position de
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départ, ou bien une autre. Gràce à une progrutiiitioii a.pr<..i<'< on parvient à une réduction du temps compris entre deux impul- sions d'avance produites successivement par le compteur 21.
Ceci veut dire qu'après des temps d'arrêt et/ou desretards plus importants en un point d'arrêt, il y a plus fréquemment délivran- ce d'une valeur pour la vitesse de pointe admissible ou nécessai- re. Ceci correspond aux exigences imposées par la courbe à pente progressivement croissante de la figure 1. On sait que la finesse de l'échelonnement des valeurs ne dépend que des moyen? mis en oeuvre.
Les valeurs de la vitesse de pointe, délivrées par la mémoire 1, sont transmises à une mémoire intermédiaire 3, qui peut être commandée en fonction de l'occupation de la ligne entre le point d'arrêt considéré et le point d'arrêt sui- vant. Tant que le train est encore en attente au point d'arrêt, la valeur de la vitesse de pointe contenue dans la mémoire inter- médiaire 3. est corrigée de façon continue par de nouvelles va- leurs.
Au départ du train, la valeur introduite en dernier dans la mémoire intermédiaire 3. est conservée gràce à un sinaldu système de commande des trains, ou bien grâce à un contact do rail indépendant ou à des moyens analogues, et ladite valeur est transmise au train par l'intermédiaire du système de commande des trains. La valeur de la vitesse de pointe qui a été enre- gistre peut être effacée lorsque la ligne a été parcourue libre-
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ment entre le point d'arrêt considéré et le point d'arrêt sui- vant.
Dans la forme de réalisation illustrée sur la figure 3, on a prévu seulement comme horloge, un générateur d'impulsions d'horloge 22, qui, après sa mise en service, délivre a. des instants déterminés des impulsions pour faire avan- cer la mémoire 1, par l'intermédiaire de la ligne Il* Ce dis- positif simplifié est particulièrement avantageux pour les li- gnes dont les points d'arrêt sont assez fortement écartés, car on obtient alors pour des temps d'attente et/ou des retards re- lativement importants, des variations moins importantes des va- leurs de la vitesse de pointe. Dans ce cas, la courbe du diagram- me de la figure 1 ne présente donc pas une pente aussi forte au voisinage de t = 35 s.
Même pour un temps d'arrêt augmenté, il n'est donc pas nécessaire de délivrer plus souvent de nouvel- les valeurs de la vitesse de pointe.
Pour fixer un instant initial pour le calcula- teur, on peut prévoir une mémoire des horaires coopérant avec une pendule (non représentée). A l'instant, prescrit par l'horaire, où le train doit arriver au point d'arrêt considéré, ce dispositif délivre une impulsion de départ à la mémoire 1, par l'intermédiaire de la ligne 12. Ceci provoque la consulta- tion du premier étage 10 de la mémoire 1, si bien que la pre- mière valeur de la vitesse de pointe est introduite dans la mé- moire intermédiaire 3, encore libre. En même temps, la pre- mière position de départ du compteur 21 est fixée (figure 2), ou bien le générateur d'impulsions d'horloge 22 (figure 3) est mis en service.
En principe, l'impulsion de départ peut être déclenchée séparément pour le calculateur 1 - 2 de chaque point d'arrêt, à l'aide d'une mémoire des horaires et d'une pen- dule. Il est cependant aussi possible de réaliser les différents calculateurs 120, 130 ... etc, des points d'arrêt d'une façon
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appropriée, et de les connecter en série par un câble de ligne (figure 4), pour que chaque calculateur délivre l'impulsion de départ pour le calculateur du point d'arrêt suivant après la durée, calculée à partir de l'impulsion de départ du calculateur considéré, qui est prescrite par l'horaire pour le parcours de la ligne jusqu'au point d'arrêt suivant.
Dans ce cas, il suffit d'un dispositif qui déclenche, à un instant donné, l'impulsion de départ pour le calculateur 120 d'un premier point d'arrêt.
A ce propos, il est également possible d'assurer une alimentation commune en impulsions d'horloge par un générateur d'impulsions d'horloge unique 220. Avec tous ces dispositifs, il est possible et avantageux d'économiser de l'énergie en fonction du temps d'arrêt, non écoulé, aux points d'arrêt.