EP0186541B1 - Dispositif de repérage automatique des poteaux caténaires de voie ferrée pour contribuer au repérage des défauts détectés sur la voie ferrée - Google Patents

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

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EP0186541B1
EP0186541B1 EP85402250A EP85402250A EP0186541B1 EP 0186541 B1 EP0186541 B1 EP 0186541B1 EP 85402250 A EP85402250 A EP 85402250A EP 85402250 A EP85402250 A EP 85402250A EP 0186541 B1 EP0186541 B1 EP 0186541B1
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car
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equipment
radar
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Bernard Prasil
Jean-Pierre Turbe
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Matix Industries SA
SNCF Mobilites
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Matix Industries SA
SNCF Mobilites
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61K—AUXILIARY EQUIPMENT SPECIALLY ADAPTED FOR RAILWAYS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B61K9/00—Railway vehicle profile gauges; Detecting or indicating overheating of components; Apparatus on locomotives or cars to indicate bad track sections; General design of track recording vehicles
    • B61K9/08—Measuring installations for surveying permanent way

Definitions

  • the invention relates to a method for checking the condition of a railway track and more particularly relates to the identification of faults detected by control equipment on board a car traveling on the railway track to be checked to allow maintenance teams to subsequently find these faults; the invention also relates to a control system for the implementation of this method.
  • All of these control means are used to detect, as the car progresses, specific types of fault: internal cracks for the ultrasonic detectors, cracks opening onto the surface of the tread for the detectors eddy current, etc ...
  • a computer processing system is also on board to process the information delivered by all the sensors, correlate them and thus characterize the nature of the fault while distinguishing among the signals received those which correspond to a singular point (joint or rail jointed, joint welded) and not a defect.
  • Other information relating to the general condition of the railway can be collected by suitable means and processed by the computer, such as for example the stability of the track or the quality of the shunting of the rails by the axles which conditions the automatic signal operation.
  • the computer is associated with means of recording and displaying all this information, such as for example a printer which delivers a succession of messages which will be used subsequently by a maintenance team.
  • An operator supervising the taking of data can also, via a keyboard, enter information indicating singular points of the track (tunnels, switches) facilitating the identification of faults by the maintenance team.
  • the invention aims to allow automatic entry of singular points facilitating the location of paint marks.
  • the invention therefore relates to a method for checking the condition of a railway track of the type consisting in moving the control means on a car traveling on said track and in recording the signals emitted by said control means as and as the progress of said car progresses, characterized in that, by pointing an on-board radar on said car to characteristic structures located along and in the vicinity of said track, recording the echo signals corresponding to these characteristic structures, simultaneously with said transmitted signals, to contribute to the subsequent identification of the faults detected on said railway.
  • the invention also relates to a system for controlling a railway track comprising a car traveling on said track in which are installed means for continuously monitoring said track and means for recording the signals delivered by said control means, characterized in that said car carries at least one radar device whose antenna is oriented in a predetermined direction corresponding to the position of characteristic structures located in the vicinity of the track and that said recording means are connected to record the echo signals developed by the radar correlatively to the signals delivered by the control means.
  • the described control system is installed on board a car 11 moving on a railroad track 12a to be checked.
  • Two alignments of catenary poles 13a, 13b are respectively established along two parallel railways 12a, 12b.
  • a number of sensors 14, 15, 16, 17 ... are installed in the car to control the rails, these are mainly ultrasonic or
  • the signals emitted by these sensors are processed and managed by a computer 20 which controls a printer 21 whose role is to record and display the information signaling the faults and their approximate location by singular points. Some of these singular points can be recorded directly by an operator inspecting the lane from the car 11. The operator then uses a keyboard 22 coupled to the computer-printer system.
  • the computer also controls a marking device 23 projecting a small amount of paint onto the railway each time a defect is detected by one of the sensors 14 - -17 and recognized as such by the computer, according to known criteria and analysis procedure, which are not part of the invention.
  • the car 11 carries at its upper part, at least one and preferably two radar antennas 25a, 25b, here in the form of paraboloids.
  • antennas are oriented in predetermined directions (symmetrically on either side of the car and towards the front) corresponding to the possible position of characteristic structures located in the vicinity of the track.
  • the antenna 25a is pointed towards the upper part of the catenary poles 13a and receives the corresponding echoes while the signals possibly emitted by the antenna 25b do not give rise to any usable echo.
  • the antenna 25b providing the echo signals representative of the presence of the catenary 13b.
  • Each antenna 25a, 25b is oriented so that its radar beam is more particularly directed towards the anti-swayers 26 of the catenary poles of the corresponding alignment.
  • the radar equipment connected to the antennas is conventional and includes means for measuring the Doppler effect resulting from the movement of the car 11.
  • the orientation of the antenna being fixed and the spacing b of the catenary poles relative to with the railway varying little, the distance d separating the anti-swinging from the catenary poles of the antenna during the development of the echo is a constant and the corresponding frequency variation fo is known if the speed of car 11 is stabilized at a predetermined value (in the order of 40 km / h in practice).
  • the system can therefore include, for example, an HF generator 28 connected to a transceiver device 29, the echo signal output of which is connected to frequency comparator means 30 also connected to the generator 28.
  • Any predetermined frequency difference fo is interpreted as the detection of a catenary pole and causes the transmission of a command to pilot the printer 21.
  • the system is programmed to automatically correct the location of the catenary of the distance a due to the orientation towards the front antenna (see Figure 3). Once this systematic error correction has been made, the residual location error practically depends only on the variations in the distance of the anti-balancers from the catenary poles relative to the track (distance b); it is of the order of 1 to 2 meters. Of course, one could provide other antennas 25 pointed towards other characteristic structures such as bridges and tunnels.

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  • Devices For Checking Fares Or Tickets At Control Points (AREA)
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Description

  • 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.
  • 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).
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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).
  • 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.

Claims (8)

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.
EP85402250A 1984-11-23 1985-11-20 Dispositif de repérage automatique des poteaux caténaires de voie ferrée pour contribuer au repérage des défauts détectés sur la voie ferrée Expired EP0186541B1 (fr)

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FR8417870A FR2573716B1 (fr) 1984-11-23 1984-11-23 Dispositif de reperage automatique des poteaux catenaires de voie ferree pour contribuer au reperage des defauts detectes sur la voie ferree.
FR8417870 1984-11-23

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EP0186541A1 EP0186541A1 (fr) 1986-07-02
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EP (1) EP0186541B1 (fr)
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AU (1) AU585290B2 (fr)
CA (1) CA1250652A (fr)
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FR (1) FR2573716B1 (fr)
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FR2573716A1 (fr) 1986-05-30
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EP0186541A1 (fr) 1986-07-02
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