FR3146865A1

FR3146865A1 - Systeme et procede d’assistance a la conduite des trains d’un reseau ferroviaire

Info

Publication number: FR3146865A1
Application number: FR2302627A
Authority: FR
Inventors: Rémi Evrard; Patrick Henry; Philippe DE LAHARPE; Bruno Langlois
Original assignee: SNCF Voyageurs SA
Current assignee: SNCF Voyageurs SA
Priority date: 2023-03-21
Filing date: 2023-03-21
Publication date: 2024-09-27

Abstract

SYSTEME ET PROCEDE D’ASSISTANCE A LA CONDUITE DES TRAINS D’UN RESEAU FERROVIAIRE L’invention concerne un procédé d’assistance à la conduite de trains circulant sur un réseau ferroviaire formé d’une ou plusieurs voies, chaque voie étant formée d’une pluralité de cantons, ledit procédé comprenant, à intervalle régulier, dit point de recalage : la réception, de données de géolocalisation et de vitesse des trains émises par des récepteurs GNSS logés dans les trains, les trains fournissant de telles informations étant dits trains connectés ; la détermination de la position des trains connectés circulant sur ledit réseau à partir desdites données de géolocalisation et de vitesse reçues; le chainage desdits trains connectés configuré pour identifier pour chaque train connecté, le train connecté immédiatement en amont et en aval sur le même itinéraire ; pour chaque train connecté, le calcul d’une consigne de marche fonction de sa position déterminée sur le réseau et des consignes de marche des trains en amont sur ledit chainage des trains ; la transmission de ladite marche de consigne à chaque train connecté à suivre jusqu’au prochain point de recalage. Figure pour l’abrégé : figure 1

Description

SYSTEME ET PROCEDE D’ASSISTANCE A LA CONDUITE DES TRAINS D’UN RESEAU FERROVIAIRE

Domaine technique de l’invention

L’invention concerne un système et procédé de régulation en temps réel de la conduite des trains d’un réseau ferroviaire. Le domaine de l’invention est celui des systèmes connus sous l’acronyme anglais C-DAS pour« Connected Driver Advisory System» qui visent à fournir aux conducteurs des trains des recommandations de conduite (notamment de vitesse) permettant de respecter les horaires de trajets tout en optimisant les consommations d’énergie électrique nécessaires pour effectuer ces trajets. Dans tout le texte, nous désignerons ces systèmes soit par l’acronyme C-DAS ou par la terminologie française de système d’assistance à la conduite.

Arrière-plan technologique

La régulation en temps réel d’un réseau ferroviaire consiste, à partir de la localisation des trains sur le réseau, à leur communiquer la meilleure marche possible (notamment la vitesse) pour d’une part respecter les horaires et d’autre part optimiser leurs consommations d’énergie.

A titre d’exemple, il est intéressant de faire en sorte que le train soit contraint à un minimum d’arrêts aux feux rouges ; en effet, chaque freinage, suivi d’une accélération augmente la consommation d’énergie électrique. Il est également intéressant de faire en sorte que le train maintienne une vitesse constante sur l’ensemble du trajet.

Ainsi, il est connu de mettre en place des C-DAS pour fournir au conducteur d’un train des recommandations de conduite lui permettant d’optimiser son trajet et sa consommation d’énergie électrique.

Par rapport à un système non communicant d’assistance à la conduite, un C-DAS permet de faire des économies significatives d’énergie en situation perturbée, en réduisant l’énergie perdue lorsqu’un train arrive sur un avertissement, et qu’il est contraint de freiner puis d’accélérer pour reprendre sa vitesse. Pour rattraper son retard, le train doit rouler plus vite avec pour conséquence de surconsommer compte tenu de la résistance à l’avancement, ce qui peut être très significatif. Cette perte d’énergie au freinage suivie d’une surconsommation liée au retard à rattraper impacte largement le bilan énergétique du trajet.

Un C-DAS contribue également à la régularité de la circulation des trains. En particulier, un train qui ralentit va mettre plus de temps à traverser un canton (le canton désignant la plus petite entité d’une voie ferrée sur laquelle un train doit circuler seul en temps normal). Si ce train franchit le signal d’avertissement, les règles d’exploitation l’obligent à parcourir le canton suivant à petite vitesse, générant des potentielles perturbations pour les trains qui le suivent : retard et surconsommation d’énergie en cascade.

Certains systèmes d’assistance à la conduite des trains ne prennent pas en compte la position réelle des autres trains. La préconisation de marche donnée au conducteur fait l’hypothèse que le train est seul sur la voie. Cette hypothèse s’avère suffisante lorsque le trafic est peu dense, mais s’avère en pratique insuffisante lorsque le trafic est dense.

Des systèmes plus élaborés prennent en compte la position des autres trains. Cette information de position est donnée par l’état des circuits de voie, qui permettent de savoir qu’un train est sur un canton déterminé.

En particulier, lorsqu'un train pénètre dans un premier canton, le signal d'entrée de ce premier canton bascule dans l’état fermé et cette information est connue du système. Lorsque le train quitte ce premier canton et entre dans le canton suivant, le signal d'entrée du deuxième canton est fermé et le signal d’entrée du premier canton bascule dans l’état ouvert pour laisser un train suivant entrer dans le premier canton, et ainsi de suite sur toute la voie. L’ensemble de ces informations de voie sont connues et utilisables par le système d’assistance à la conduite.

Ainsi, pour connaitre la position de l’ensemble des trains d’un réseau ferré, il est nécessaire de pouvoir accéder en temps réel aux informations des différents cantons.

L’un des inconvénients de cette solution est qu’elle n’est pas applicable aux réseaux ferrés, ou aux portions de réseaux ferrés dont les cantons ne permettent pas de faire remonter en temps réel ces informations d’occupation, ou dont le gestionnaire de réseau ferré ne partage pas cette donnée.

En outre, cette solution ne permet pas de connaitre la position du train au sein du canton. Ainsi, le système ne sait pas si le train vient d’entrer dans le canton ou s’il s’apprête à le quitter.

Les inventeurs ont cherché à améliorer les systèmes d’assistance à la conduite pour optimiser les temps de trajets et les consommations d’énergie électrique.

Objectifs de l’invention

L’invention vise à fournir un système et un procédé d’assistance à la conduite de trains d’un réseau ferroviaire qui pallie au moins certains des inconvénients des solutions connues.

L’invention vise aussi à fournir, dans au moins un mode de réalisation, un tel système et procédé qui optimise la régulation des trains, en prenant en compte notamment la position réelle des trains au sein de chaque canton.

L’invention vise aussi à fournir, dans au moins un mode de réalisation, un tel système et procédé qui tient compte de l’ensemble des trains circulant sur le réseau.

L’invention vise aussi à fournir, dans au moins un mode de réalisation, un tel système et procédé qui ne nécessite pas de balises au sol.

Pour ce faire, l’invention concerne un procédé d’assistance à la conduite de trains circulant sur un réseau ferroviaire formé d’une ou plusieurs voies, chaque voie étant formée d’une pluralité de cantons, ledit procédé comprenant, à intervalle régulier, dit point de recalage :

la réception de données de géolocalisation et de vitesse d’au moins une partie des trains circulant sur ledit réseau ferroviaire issues de récepteurs GNSS embarqués sur lesdits trains, les trains fournissant de telles données étant dits trains connectés,
la détermination de la position des trains connectés circulant sur ledit réseau à partir desdites données de géolocalisation et de vitesse reçues,
le chainage desdits trains connectés configuré pour identifier pour chaque train connecté, le train connecté immédiatement en amont et en aval sur le même itinéraire,
pour chaque train connecté, le calcul d’une consigne de marche fonction de sa position déterminée sur le réseau et des consignes de marche des trains en amont sur ledit chainage des trains,
la transmission de ladite consigne de marche à suivre jusqu’au prochain point de recalage, à chaque train connecté.

Le procédé selon l’invention présente donc la particularité de fournir à chaque train connecté du réseau une consigne de marche (c’est-à-dire principalement une consigne de vitesse sur un secteur donné du réseau) qui dérive de la position des trains connus sur le réseau, ces positions étant obtenues par des récepteurs GNSS (Géolocalisation et Navigation par un Système de Satellites) embarqués sur chaque train. Selon un mode de réalisation préférentiel, ces récepteurs GNSS sont embarqués sur des tablettes en possession des conducteurs. Ces capteurs GNSS permettent de dériver des informations de géolocalisation et de vitesse des trains qui embarquent ces capteurs. Il s’agit par exemple des tablettes connues sous l’acronyme SIRIUS (Système Informatique Regroupant les Informations Utiles au Service des conducteurs) qui équipent les conducteurs des trains exploités par le déposant.

Selon un mode de réalisation préférentiel, l’ensemble des trains du réseau sont connectés.

Un des avantages de l’invention est de pouvoir précisément connaitre la position de chaque train connecté, sans avoir besoin de relever les données de signalisation, ni de disposer de balises au sol. En outre, cela permet de connaitre précisément la position de chaque train à l’intérieur du canton, quelle que soit sa vitesse de déplacement, contrairement aux solutions antérieures fondées sur l’analyse des données de signalisation qui permettaient uniquement de connaitre l’entrée et la sortie du train du canton.

Ainsi, selon l’invention, la position de chaque train connecté est connue quelque que soit l’instant du point de recalage.

Le procédé selon l’invention utilise la position GNSS horodatée de chaque train connecté (de préférence grâce à la tablette du conducteur), puis projette cette position sur la voie, chaine les trains entre eux, simule le comportement de la signalisation fonction notamment du découpage des cantons, pour enfin réguler la marche de chaque train afin d’éviter qu’un train ait à ralentir à l’approche d’un signal d’avertissement, tout en adoptant la marche la plus économe en énergie.

Il est aussi possible d’utiliser pour la détermination de la position des trains, en plus des données GNSS, des informations d’itinéraires et de mission desdits trains circulant sur ledit réseau.

Le chainage des trains consiste à identifier, pour chaque train du réseau dont on cherche à réguler la conduite, le train connecté immédiatement en amont sur le même itinéraire et le train immédiatement en aval. On dispose alors d’un chainage des trains connectés circulant sur la voie. A partir de ce chainage, le procédé peut réguler les vitesses des trains, en veillant à respecter les horaires, ce qui inclut un éventuel plan de rattrape des retards, tout en maintenant des marches les plus économes possibles. Enfin, le procédé transmet à chaque train sa consigne de marche jusqu’au prochain recalage. La connaissance à chaque instant de la position de l’ensemble des trains circulant sur le réseau permet de fournir aux conducteurs des consignes de marche qui tiennent compte de la connaissance des positions des autres trains. L’invention forme ainsi un système et un procédé coopératif de régulation des vitesses des trains.

Avantageusement et selon l’invention, le procédé comprend en outre, pour chaque train :

la détermination des sillons correspondant aux créneaux d’autorisation d’occupation des différents cantons de la voie pour effectuer son itinéraire,
la détermination d’une marche tendue du train représentatif de la marche admissible du train compte tenu de ses caractéristiques propres et des sillons déterminés,
la détermination d’une marche économique du train, dite nominale, correspondant à la marche optimisant les dépenses énergétiques pour boucler l’itinéraire visé, tout en respectant lesdits sillons déterminés.

Selon cette variante avantageuse, le procédé détermine en outre, pour chaque train, une marche tendue et une marche nominale.

Ces calculs peuvent être faits en temps réel ou de manière anticipée pour limiter les temps de calcul. Si les calculs sont faits de manière anticipée, les différentes marches des trains peuvent être sauvegardées dans une table de points de passages rapprochés comportant des points de passages prédéterminés sur la voie associés aux horaires de référence. Ces informations de marche tendue et marche nominale vont être avantageusement utilisées par le procédé pour la détermination des consignes de marche de chaque train.

Cela permet notamment, pour chaque canton, de précalculer l’espacement (horaire) minimum entre les trains suivant une marche nominale. Cet espacement horaire correspond au délai qui sépare le passage de deux trains au même endroit et qui évite d’imposer un ralentissement intempestif au train suiveur, en respectant par exemple la situation suivante : lorsqu’un train libère un canton, le train suivant doit être deux cantons derrière, plus une distance / délai suffisante à l’approche du signal qui d’avertissement passe permissif, de manière à ne pas avoir encore initié une décélération. Il s’agit donc du temps pour parcourir à vitesse nominale deux cantons plus la marge d’approche du signal.

Avantageusement et selon l’invention, le calcul d’une consigne de marche pour chaque train connecté du chainage de trains, comprend :

le calcul d’une consigne de marche, dite train seul, de chaque train sans tenir compte des autres trains circulant sur la même voie, dite consigne train seul,
la détermination d’éventuelles perturbations sur la voie définies comme des espacements entre les trains, à des points de passage prédéterminés de la voie, inférieurs à des espacements minimums autorisés, en prenant l’hypothèse des consignes de train seul,
le calcul d’une consigne de marche corrigée pour chaque train qui suit le train à l’origine de la perturbation en déterminant l’horaire de passage de chaque train, à chaque point de passage prédéterminé de la voie, qui permet de supprimer la perturbation, et ainsi de suite pour toutes les perturbations.

Selon cette variante, on détermine la consigne de marche du train en faisant l’hypothèse que le train circule seul sur la voie. On détermine ensuite d’éventuelles incompatibilités (désignées par la terminologie de perturbation) entre les différentes marches calculées pour les différents trains suivant cette hypothèse. Ces perturbations se traduisent par des espacements horaires entre les trains, à des points de passage prédéterminés, inférieures aux espacements minimums autorisés. On détermine le premier train qui génère une telle perturbation et on adapte la consigne de chaque train suivant ce train perturbateur pour respecter l’espacement minimal (défini comme le temps pour parcourir à vitesse nominale deux cantons plus la marge d’approche du signal).

Avantageusement et selon cette variante, le calcul de consigne de marche de train seul comprend :

la détermination de l’avance/retard du train par rapport à son itinéraire de mission,
en cas d’absence de retard, l’attribution de la marche nominale en tant que consigne de marche,
en cas de retard, la détermination d’un rattrapage du retard possible au prochain point de recalage du sillon en appliquant la marche tendue,
en cas de rattrapage impossible, l’attribution de la marche tendue en tant que marche de consigne pour limiter le retard,
en cas de rattrapage possible, l’attribution en tant que marche de consigne, une marche interpolée entre la marche nominale et la marche tendue pour rattraper le retard au prochain point de recalage,
le calcul, pour chaque train, d’horaires de passage à des points de passage prédéterminés de la voie, par exemple aux changements de canton, en appliquant les marches de consigne train seul.

Le procédé peut ensuite avantageusement déterminer les perturbations de la voie par les étapes suivantes :

calcul de l’espacement entre deux trains successifs du chainage de train à partir des positions desdits trains lors du précédent point de recalage et du temps qui sépare ces deux instants,
détermination d’un ou plusieurs espacements inférieurs à l’espacement minimum, formant une liste de perturbations, pour chaque perturbation, le train en amont est dit train perturbateur et les trains en aval sont dits trains perturbés.

Avantageusement, le calcul d’une consigne de marche corrigée comprend en outre, en prenant chronologiquement les perturbations, et pour chaque perturbation, à partir d’un premier point de passage prédéterminé où une perturbation a été détectée :

le décalage du temps de passage du train suivant le train perturbateur pour respecter l’espacement minimum admissible,
le calcul de l’espacement du train suivant le train décalé tenant compte du décalage du temp de passage, et décalage du temps de passage de ce train si nécessaire, et ainsi de suite jusqu’à ce qu’un train du chainage des trains ne soit plus perturbé à ce point de passage,

pour le point de passage suivant ledit premier point de passage où une perturbation a été détectée :

le calcul, à partir du temps de passage du premier train perturbateur, calculé à partir de la consigne train seul, de l’horaire de passage du train suivant du chainage de train en prenant le maximum entre : l’horaire de passage calculé sans interaction avec les autres trains ; l’horaire de passage du train perturbateur audit point de passage suivant auquel on ajoute l’espacement minimum autorisé ; l’horaire de passage du train suivant audit point de passage auquel on ajoute le temps de parcours en marche tendue entre ledit point de passage et ledit point de passage suivant,
la répétition de ces étapes pour chaque train suivant du chainage de train jusqu’à ce qu’un train retrouve sa consigne train seul,

la répétition de ces étapes pour l’ensemble des points de passage suivants.

Ces étapes permettent d’obtenir des points de passage sans perturbation, réaliste pour l’ensemble des trains.

Ainsi, le procédé peut corriger la consigne de marche de chaque train à partir des consignes corrigées des trains en amont sur le chainage et tenant compte des éventuelles perturbations détectées.

L’invention concerne aussi un système d’assistance à la conduite de trains circulant sur un réseau ferroviaire formé d’une ou plusieurs voies, chaque voie étant formée d’une pluralité de cantons, ledit système comprenant :

une pluralité de capteurs de géolocalisation GNSS agencés chacun dans un train associés à des moyens de communication des données fournies par ces capteurs vers le sol, formant des trains, dits trains connectés,
des moyens de réception au sol desdites données de géolocalisation et de vitesse émises par ladite pluralité de trains connectés,
une unité de traitement comprenant :
- un module de détermination de la position des trains connectés circulant sur ledit réseau à partir desdites données de géolocalisation et de vitesse reçues par lesdits moyens de réception au sol et d’itinéraires desdits trains connectés circulant sur ledit réseau,
- un module de chainage desdits trains connectés configuré pour identifier pour chaque train connecté, le train connecté immédiatement en amont sur le même itinéraire,
- un module de régulation de la marche de chaque train connecté à partir de ladite position déterminée des trains connectés et du chainage des trains connectés,
des moyens de transmission d’une consigne de marche à chaque train connecté.

Les effets et avantages techniques du procédé selon l’invention s’appliquentmutatis mutandisau système selon l’invention.

L’unité de traitement du système selon l’invention comprend par exemple un dispositif informatique qui doit être entendu au sens large (ordinateur, pluralité d’ordinateurs, serveur virtuel sur internet, serveur virtuel sur Cloud, serveur virtuel sur une plate-forme, serveur virtuel sur une infrastructure locale, réseaux de serveurs, etc.). Ce dispositif comprend en outre au moins le module de détermination de la position des trains circulant sur le réseau à partir des données de géolocalisation (fournies de préférence par des récepteurs GNSS embarqués sur des tablettes conducteurs), le module de chainage des trains connectés et le module de régulation de la marche de chaque train à partir de la position déterminée des trains et du chainage des trains connectés.

Dans tout le texte, on désigne par module, un élément logiciel, un sous-ensemble d’un programme logiciel, pouvant être compilé séparément, soit pour une utilisation indépendante, soit pour être assemblé avec d’autres modules d’un programme, ou un élément matériel, ou une combinaison d’un élément matériel et d’un sous-programme logiciel. Un tel élément matériel peut comprendre un circuit intégré propre à une application (plus connu sous l’acronyme ASIC pour la dénomination anglaiseApplication- Specific Integrated Circuit) ou un circuit logique programmable (plus connu sous l’acronyme FPGA pour la dénomination anglaiseF ield-Programmable Gate A rray )ou un circuit de microprocesseurs spécialisés (plus connu sous l’acronyme DSP pour la dénomination anglaiseDigital Signal Processor) ou tout matériel équivalent ou toute combinaison des matériels précités. D’une manière générale, un module est donc un élément (logiciel et/ou matériel) qui permet d’assurer une fonction.

Liste des figures

D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante donnée à titre uniquement non limitatif et qui se réfère aux figures annexées dans lesquelles :

la est une vue schématique du système de régulation selon un mode de réalisation de l’invention,
la est une vue schématique des principales étapes du procédé d’assistance selon un mode de réalisation de l’invention.

Description détaillée d’un mode de réalisation de l’invention

Sur les figures, les échelles et les proportions ne sont pas strictement respectées et ce, à des fins d’illustration et de clarté.

Les éléments identiques, similaires ou analogues sont désignés par les mêmes références dans toutes les figures.

La illustre schématiquement un système d’assistance à la conduite de trains circulant sur un réseau ferroviaire.

Les trains du réseau sont référencés T1, T2 et T3. Chaque train embarque une tablette de conduite (dite tablette conducteur) qui embarque elle-même un récepteur de localisation GNSS. La position pk de chaque train (référencée p1, p2, p3 respectivement pour les trains T1, T2 et T3 sur la ) déterminée par le récepteur GNSS de chaque train est transmise à une unité de traitement 10 par l’intermédiaire d’un réseau sans-fil 20.

L’unité de traitement 10 comprend un module de détermination de la position des trains circulant sur le réseau à partir des données de géolocalisation et des informations de vitesse reçues (dérivées des signaux reçus par les récepteurs GNSS), un module de chainage des trains connectés configuré pour identifier pour chaque train connecté, le train connecté immédiatement en amont sur le même itinéraire, et un module de régulation de la marche de chaque train à partir de la position déterminée des trains et du chainage des trains connectés.

Une fois la consigne de marche déterminée par l’unité de traitement 10, les consignes c1, c2, c3 de chaque train sont transmises au conducteur par les moyens de communication sans fil 20.

La illustre schématiquement les différentes étapes de traitement mises en œuvre au sein de l’unité de traitement 10.

Dans une première phase E1, on va accéder aux calculs, pour chaque canton, de marche tendue et marche économique pour chaque train. Pour limiter les temps de calcul en temps réel, on accède à une table sauvegardée dans une mémoire accessible par l’unité de traitement 10, qui comprend une liste de points de passages prédéterminés PK associés aux horaires de passage de référence des différents trains du réseau. Cette table peut par exemple être mémorisée comme des PK en fonction du temps (par exemple un point toutes les 10 secondes), ou comme un temps de passage en fonction des PK (par exemple un point tous les 200 mètres). On pourra en temps réel réaliser une interpolation linéaire pour une plus grande précision.

Cette table permet ensuite dans une étape E2 de calculer l’avance/retard de chaque train sur le sillon, l’espacement entre deux trains, et le comparer à l’espacement minimum admissible et la capacité à récupérer le retard en comparaison marche nominale / marche tendue.

Dans la phase d’exploitation, on ajuste les marches des trains de sorte que les trains respectent leurs sillons et en s’assurant que les trains conservent une marge par rapport à l’espacement minimum les uns par rapport aux autres.

La position d’un train à l’instanttest calculée par la formule suivante :

PK (train, i) = PK0 (t0) + Distance parcourue depuis PK0 pendant (t-t0) en suivant la marche recommandée, où PK0(t0) correspond à la localisation du train à l’horodataget0remonté par le train. Cela permet de connaitre la position de n’importe quel train à n’importe quel instant, indépendamment du fait que les informations de localisation horodatées parviennent à l’unité de traitement de manière asynchrone. Le système prend par ailleurs en compte l’incertitude issue de l’interpolation en ajoutant une marge liée à l’accélération/ la décélération maximale usuelle des trains.

Dans l’étape E3, on calcule la consigne de marche de chaque train, dite consigne de marche train seul, sans interaction avec les autres trains.

Chaque train se positionne par rapport à son sillon, et on détermine son avance/retard.

Si le train est dans le sillon prévu, la consigne de marche correspond à la marche nominale.

Si un retard est détecté, on calcule la capacité à rattraper le retard au prochain point de recalage du sillon en appliquant une marche tendue.

Si le rattrapage est impossible, on applique une marche tendue pour réduire le retard autant que possible.

Si le rattrapage est possible, on applique une interpolation entre la marche nominale et la marche tendue afin d’avoir rattrapé le retard au prochain point de recalage.

En appliquant ces marches, on calcule pour chaque train les horaires à des points de passage PKn régulièrement positionnés, typiquement au changement de canton, référencés C1, C2, C3 et C4 sur la .

Dans une étape E4, on prend en compte les interactions avec les autres trains pour « corriger » les consignes de marche train seul.

Pour chaque PKn, le procédé détermine l’espacement horaire entre le passage de deux trains, aux PK de changement de canton (par exemple).

Pour estimer cet espacement en temps réel, on utilise les dernières informations de positionnement horodatées des trains, qui arrivent de manière asynchrone au niveau de l’unité de traitement.

L’espacement réel entre le train T1 et le train T2 qui le suit est déterminé par la formule suivante :

Espacement(T1,T2) = Temps trajet (PK1, PK2) + t2-t1 où (PK1,t1) (PK2,t2) représentent les dernières positions horodatées.

On compare ensuite cet espacement à l’espacement minimum du canton. On détecte les futures perturbations (arrivée d’un train sur avertissement) et on les mémorise.

Dans l’étape suivante E5, on prend en compte les perturbations par ordre chronologique.

On part du premier PK(n) où l’on a détecté un espacement inférieur à l’espacement minimum, entre le Train(i+1) perturbé et le Train(i) perturbateur.

On décale le temps de passage du premier train perturbé Train(i+1).

On recalcule l’espacement du train suivant Train(i+2) avec le Train(i+1), suite au premier décalage, et on le décale si nécessaire.

On procède ainsi de suite avec les trains qui se suivent à ce Pkn, jusqu’à ce qu’un train ne soit plus perturbé à ce PK.

On passe ensuite au PK(n+1)

On part du temps de passage du premier train perturbateur Train(i), calculé sans interaction avec les autres trains.

On détermine l’horaire de passage du Train(i+1) en prenant le maximum entre :

horaire de passage calculé sans interaction avec les autres trains,
horaire de passage du Train(i) au PK(n+1) + espacement minimum,
horaire de passage du Train(i+1) au PK(n) + temps de parcours entre PK(n) et PK(n+1) en marche tendue.

On procède ainsi pour le Train(i+1) et ainsi de suite, jusqu’à ce que l’on ait retrouvé un Train qui retrouve son horaire nominal « train seul ».

Si une perturbation était enregistrée pour un train à ce PK, elle sera considérée comme traitée et supprimée de la liste des perturbations.

Puis on passe au PK(n+2) et ainsi de suite jusqu’au prochain verrou.

Puis on procède avec la prochaine perturbation encore dans la liste, jusqu’à épuisement de toutes les perturbations.

A l’issue de cette étape, on dispose des points de passage sans perturbation, réaliste pour l’ensemble des trains.

Les consignes sont ensuite transmises aux trains et chaque train suit les points de passage calculés par les étapes précédentes. Chaque train prend l’objectif (PK,t) recalculé au verrou et utilise un algorithme de marche économique pour retracer la marche jusqu’au prochain verrou.

Le procédé selon l’invention permet ainsi d’éviter les ralentissements sur les signaux d’avertissement du réseau.

Claims

Procédé d’assistance à la conduite de trains circulant sur un réseau ferroviaire formé d’une ou plusieurs voies, chaque voie étant formée d’une pluralité de cantons, ledit procédé comprenant, à intervalle régulier, dit point de recalage :
la réception de données de géolocalisation et de vitesse d’au moins une partie des trains circulant sur ledit réseau ferroviaire issues de récepteurs GNSS embarqués sur lesdits trains, les trains fournissant de telles informations étant dits trains connectés,

la détermination de la position des trains connectés circulant sur ledit réseau à partir desdites données de géolocalisation et de vitesse reçues,

le chainage desdits trains connectés configuré pour identifier pour chaque train connecté, le train connecté immédiatement en amont et en aval sur le même itinéraire,

pour chaque train connecté, le calcul d’une consigne de marche fonction de sa position déterminée sur le réseau et des consignes de marche des trains en amont sur ledit chainage des trains,

la transmission de ladite consigne de marche à suivre jusqu’au prochain point de recalage, à chaque train connecté.
Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comprend en outre, pour chaque train :
la détermination des sillons correspondant aux créneaux horaires d’autorisation d’occupation des différents cantons de la voie pour effectuer son itinéraire,

la détermination d’une marche tendue du train représentatif de la marche admissible du train compte tenu de ses caractéristiques propres et des sillons déterminés,

la détermination d’une marche économique du train, dite nominale, correspondant à la marche optimisant les dépenses énergétiques pour boucler l’itinéraire visé, tout en respectant lesdits sillons déterminés.
Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le calcul d’une consigne de marche pour chaque train du chainage de trains, comprend :
le calcul d’une consigne de marche, dite train seul, de chaque train sans tenir compte des autres trains circulant sur la même voie, dite consigne train seul,

la détermination d’éventuelles perturbations sur la voie définies comme des espacements entre les trains, à des points de passage prédéterminés de la voie, inférieurs à des espacements minimums autorisés, en prenant l’hypothèse des consignes de train seul,

le calcul d’une consigne de marche corrigée pour chaque train qui suit le train à l’origine de la perturbation en déterminant l’horaire de passage de chaque train, à chaque point de passage prédéterminé de la voie, qui permet de supprimer la perturbation, et ainsi de suite pour toutes les perturbations.
Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le calcul de consigne de marche de train seul comprend
la détermination de l’avance/retard du train par rapport à son itinéraire de mission,

en cas d’absence de retard, l’attribution de la marche nominale en tant que consigne de marche,

en cas de retard, la détermination d’un rattrapage du retard possible au prochain point de recalage en appliquant la marche tendue,

en cas de rattrapage impossible, l’attribution de la marche tendue en tant que marche de consigne pour limiter le retard,

en cas de rattrapage possible, l’attribution en tant que marche de consigne d’une marche interpolée entre la marche nominale et la marche tendue pour rattraper le retard au prochain point de recalage,
et en ce qu’il comprend le calcul pour chaque train, d’horaires de passage à des points de passage prédéterminés de la voie, par exemple aux changements de canton, en appliquant les marches de consigne train seul.
Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la détermination des perturbations de la voie comprend :
le calcul de l’espacement entre deux trains successifs du chainage de train à partir des positions desdits trains lors du précédent point de recalage et du temps qui sépare ces deux instants,

la détermination d’un ou plusieurs espacements inférieurs à l’espacement minimum, formant une liste de perturbations, pour chaque perturbation, le train en amont est dit train perturbateur et les trains en aval sont dits trains perturbés.
Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le calcul d’une consigne de marche corrigée comprend en outre, en prenant chronologiquement les perturbations, et pour chaque perturbation, à partir d’un premier point de passage prédéterminé où une perturbation a été détectée :
le décalage du temps de passage du train suivant le train perturbateur pour respecter l’espacement minimum admissible,

le calcul de l’espacement du train suivant le train décalé tenant compte du décalage du temp de passage, et décalage du temps de passage de ce train si nécessaire, et ainsi de suite jusqu’à ce qu’un train du chainage des trains ne soit plus perturbé à ce point de passage,
pour le point de passage suivant ledit premier point de passage où une perturbation a été détectée :
le calcul, à partir du temps de passage du premier train perturbateur, calculé à partir de la consigne train seul, de l’horaire de passage du train suivant du chainage de train en prenant le maximum entre : l’horaire de passage calculé sans interaction avec les autres trains ; l’horaire de passage du train perturbateur audit point de passage suivant auquel on ajoute l’espacement minimum autorisé ; l’horaire de passage du train suivant audit point de passage auquel on ajoute le temps de parcours en marche tendue entre ledit point de passage et ledit point de passage suivant,

la répétition de ces étapes pour chaque train suivant du chainage de train jusqu’à ce qu’un train retrouve sa consigne train seul,
la répétition de ces étapes pour l’ensemble des points de passage suivants.
Système d’assistance à la conduite de trains circulant sur un réseau ferroviaire formé d’une ou plusieurs voies, chaque voie étant formée d’une pluralité de cantons, ledit système comprenant :
une pluralité de capteurs de géolocalisation GNSS agencés chacun dans un train, associés à des moyens de communication des données fournies par ces capteurs vers le sol, formant des trains, dits trains connectés,

des moyens de réception au sol desdites données de géolocalisation et de vitesse émises par ladite pluralité de trains connectés,

une unité de traitement comprenant :

un module de détermination de la position des trains connectés circulant sur ledit réseau à partir desdites données de géolocalisation et de vitesse reçues par lesdits moyens de réception au sol et d’itinéraires desdits trains circulant sur ledit réseau,

un module de chainage desdits trains connectés configuré pour identifier pour chaque train connecté, le train connecté immédiatement en amont sur le même itinéraire,

un module de régulation de la marche de chaque train connecté à partir de ladite position déterminée des trains connectés et du chainage des trains connectés,

des moyens de transmission d’une consigne de marche à chaque train connecté.
Système selon la revendication 7, caractérisé en ce que chaque capteur GNSS est embarqué dans une tablette conducteur logée dans chaque train circulant sur ledit réseau ferroviaire.