WO2012072902A1 - Procede de securisation de la circulation d'un train ou engin sur une voie ferree. - Google Patents

Procede de securisation de la circulation d'un train ou engin sur une voie ferree. Download PDF

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    • B61L2205/04—Satellite based navigation systems, e.g. global positioning system [GPS]

Definitions

  • the invention relates to a method for securing the movement of a train or railway construction equipment on a railway track, including a track under construction, and a train or construction machine equipped with means for this securing.
  • the construction of a new railway line is a construction site that can extend over several tens of kilometers, to various states of advancement, and gives rise to the circulation of many trains or machines of work, which station or circulate slowly, and equipment supply trains (sleepers, rails ). These trains, which can represent very large masses, circulate at high speed. But on a track under construction the final signaling is not yet in place. There is therefore a clear risk of collision between train and construction equipment and therefore risks for the site personnel.
  • the invention proposes a method of securing the movement of a train or craft on a railway, comprising the steps of:
  • the method is based on the fact that each train or machine work on this railway, whether it is circulating or immobile, is able to determine its position through the use of a positioning means installed on board.
  • This position is provided to an operator who uses a console for centralizing position information of the trains and machines on the track.
  • the operator who uses this console thus permanently has a map of construction equipment or trains present on each channel, canton by canton. It can exercise control of the presence of trains and machines on this railway.
  • the centralization console position information is for example in a central control station.
  • the positioning system may comprise a satellite receiver and the position of the train or craft may be calculated on board said train or craft and transmitted to said centralization console by the train or craft.
  • said satellite receiver can be a GPS receiver or Galileo.
  • the train or work machine uses a satellite positioning system and therefore includes a satellite receiver for receiving and processing satellite signals of a GPS or Galileo constellation to determine its position. he transmits this position to the centralization console using for example a mobile data transmission means.
  • the positioning system may comprise a mobile telephone network, for example a GSM or GSM-R standard network.
  • the position can either be calculated on board the train or the vehicle and transmitted to the centralization console by the train or the vehicle, or transmitted to the centralization console by the mobile network.
  • the train or construction machine uses a mobile telephone system to determine its position, by triangulation from the analysis of the signals exchanged with the fixed terminals of the system whose positions are known.
  • the position of the train or craft is either calculated on board the carrier and transmitted to the console by the carrier, is calculated and provided to the centralization console by the operator of the network.
  • the method may be preceded by the step of performing a survey of the reception quality of the signals used for positioning.
  • tunnels can constitute reception masks.
  • the method may be preceded by the step of locating the railway in the geodetic system used by the positioning system.
  • the charts used to locate the track layout use a different geodetic system than the positioning system, it is advisable to begin by placing the track layout in the geodetic system of the positioning system that will be implemented. This step can be carried out by means of a field survey, for example carried out simultaneously with the signal quality survey, and / or by means of a correction of the signals. track coordinate coordinates expressed in a different geodetic system if reliable corrections are known.
  • the method is particularly suitable for securing the movement of trains and construction equipment along a track under construction, because of the large number of and the variety of vehicles likely to be present on such a path simultaneously.
  • the position of the train or the machine can be transmitted or determined at said centralization console at predetermined time intervals.
  • the operator at the central safety station can, for example, check that the driver of a train or craft marks the stop at the boundary between two cantons. This is therefore an additional safety feature for the site.
  • the invention also relates to the use of the method of securing the movement of a train or machine according to the invention in the construction of a railway.
  • the invention also relates to a railroad train or machine equipped with a radio transmission positioning means, which may be a GPS or Galileo receiver.
  • a radio transmission positioning means which may be a GPS or Galileo receiver.
  • FIG. 1 shows schematically a track under construction on which circulate and work gear and supply trains of the yard.
  • FIG. 1 illustrates parallel railroad tracks 1A and 1B under construction, track 1A being under construction in zone 2.
  • a construction machine 3 is operating on this construction site area.
  • a supply train 5 goes to the construction zone 2. This train is stopped at the signal 6 for changing the canton because the canton to which it is heading is occupied by the work machine 3.
  • a second work machine 4 travels on the parallel track 1B and is therefore not in the same canton as the train 5.
  • the construction machines 3, 4 and the train 5 are equipped with:
  • GPS receivers whose antennas 31, 41 and 51 pick up the signals emitted by a constellation of GPS satellites illustrated by the satellite 10; these receivers continuously calculate the position of the carrier in the geodetic system used by the GPS system, namely WGS 84;
  • radio transmission means provided with antennas 32, 42 and 52. These transmission means, for example mobile telephones using the 3G GSM standard, transmit at regular intervals, for example every 10 s, their position by way of radio to a position centralization console located in a security PC 20 having an antenna 22 and a mobile reception equipment.
  • the tracks of tracks 1A and 1B are known precisely in the geodetic system used by the GPS.
  • the positioning accuracy is sufficient for the operator at the security PC 20 places the machine 4 on the track 1B parallel to that on which the train 5 runs and therefore realizes that the latter does not constitute a danger to the machine 4 .
  • the invention is not limited to this description.
  • the machines 3 and 4 and the train 5 could thus be equipped with Galileo receivers, and use other means of wireless transmission of data than the GSM 3 G.
  • the gear 3 and 4 and the train 5 could thus be endowed mobile phones that have a function of calculating their position by analyzing the signals of the different terminals with which they exchange data.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
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Abstract

L'invention concerne un procédé de sécurisation de la circulation d'un train (5) ou engin (3) sur une voie ferrée, comportant les étapes consistant à : - déterminer la position dudit train ou engin en utilisant un système de positionnement à transmission hertzienne installé à bord dudit train ou engin, - transmettre ladite position à une console de centralisation. Dans une première variante, le système de positionnement comprend un récepteur satellitaire et la position est calculée à bord du train ou engin et transmise à la console par le train ou engin. Dans une seconde variante, le système de positionnement comprend un réseau de téléphonie mobile GSM ou GSM-R et la position est transmise à la console par le réseau de téléphonie mobile.

Description

PROCEDE DE SECURISATION DE LA CIRCULATION D'UN TRAIN OU ENGIN SUR UNE VOIE FERREE
L'invention concerne un procédé de sécurisation de la circulation d'un train ou d'un engin de travaux ferroviaires sur une voie ferrée, notamment une voie en construction, ainsi qu'un train ou engin de travaux doté des moyens permettant cette sécurisation.
La construction d'une nouvelle ligne de chemin de fer constitue un chantier qui peut s'étendre sur plusieurs dizaines de kilomètres, à des états divers d'avancement, et donne lieu à la circulation de nombreux trains ou engins de travaux, qui stationnent ou circulent lentement, et de trains de fourniture d'équipements (traverses, rails...). Ces trains, qui peuvent représenter des masses très importantes, circulent à vitesse élevée. Or sur une voie en construction la signalisation définitive n'est pas encore en place. Il y a donc un risque évident de collision entre train et engins de travaux et donc des risques pour le personnel de chantier.
Pour éviter ces collisions, l'état de l'art consiste à diviser chaque voie en cantons d'une dizaine de kilomètres de long, délimités par une signalisation provisoire passive. Lorsqu'un train ou un engin veut passer d'un canton à l'autre, le conducteur doit stopper à la limite entre les deux cantons et entrer en contact téléphonique avec l'opérateur d'un poste central de sécurité pour demander l'autorisation d'entrer dans le canton suivant. Ce poste central de sécurité tient à jour la présence des trains et engins de travaux canton par canton. Si le canton suivant est libre, le conducteur reçoit une autorisation de progresser, appelée dépêche téléphonique. Il s'agit d'un processus manuel lent et lourd, que l'invention se propose de simplifier.
A cet effet, l'invention propose un procédé de sécurisation de la circulation d'un train ou engin sur une voie ferrée, comportant les étapes consistant à :
- déterminer la position dudit train ou engin en utilisant un système de positionnement à transmission hertzienne installé à bord dudit train ou engin,
- transmettre ladite position à une console de centralisation.
Le procédé repose sur le fait que chaque train ou engin de travaux présent sur cette voie ferrée, qu'il circule ou soit immobile, est capable de déterminer sa position grâce à l'utilisation d'un moyen de positionnement installé à son bord.
Cette position est fournie à un opérateur qui utilise une console de centralisation des informations de position des trains et engins sur la voie. L'opérateur qui utilise cette console dispose ainsi en permanence d'une cartographie des engins de travaux ou trains présents sur chaque voie, canton par canton. Il peut exercer un contrôle de la présence des trains et engins sur cette voie ferrée. La console de centralisation des informations de position se trouve par exemple dans un poste central de contrôle.
Avantageusement, le système de positionnement peut comprendre un récepteur satellitaire et la position du train ou engin peut être calculée à bord dudit train ou de l'engin et transmise à ladite console de centralisation par le train ou l'engin.
Avantageusement ledit récepteur satellitaire peut être un récepteur GPS ou Galileo.
L'invention propose deux variantes. Dans une première variante, le train ou engin de travaux utilise un système de positionnement satellitaire et comprend donc un récepteur satellitaire pour recevoir et traiter des signaux de satellites d'une constellation GPS ou Galileo pour déterminer sa position. Il transmet cette position à la console de centralisation en utilisant par exemple un moyen de transmission de données par téléphonie mobile.
Alternativement, le système de positionnement peut comprendre un réseau de téléphonie mobile, par exemple un réseau au standard GSM ou GSM-R. La position peut être soit calculée à bord du train ou de l'engin et transmise à la console de centralisation par le train ou l'engin, soit transmise à la console de centralisation par le réseau de téléphonie mobile.
Dans une seconde variante, le train ou engin de travaux utilise un système de téléphonie mobile pour déterminer sa position, par triangulation à partir de l'analyse des signaux échangés avec les bornes fixes du système dont les positions sont connues. La position du train ou engin est soit calculée à bord du porteur et transmise à la console par le porteur, soit calculée et fournie à la console de centralisation par l'opérateur du réseau.
Avantageusement, le procédé peut être précédé de l'étape consistant à effectuer un relevé de la qualité de réception des signaux utilisés pour le positionnement.
Avant d'utiliser le procédé, il est avantageux d'effectuer un tel relevé le long de la voie pour vérifier la qualité de réception des signaux du système de positionnement utilisé. Il est à noter par exemple que les tunnels peuvent constituer des masques de réception.
Avantageusement, le procédé peut être précédé de l'étape consistant à repérer la voie ferrée dans le système géodésique utilisé par le système de positionnement.
Si les cartes utilisées pour repérer le tracé de la voie utilisent un système géodésique différent de celui du système de positionnement, il convient de commencer par placer le tracé de la voie dans le système géodésique du système de positionnement qui sera mis en oeuvre. Cette étape peut être réalisée grâce à un relevé sur le terrain, par exemple effectuée simultanément au relevé de qualité des signaux, et/ou par le biais d'une correction des coordonnées du tracé de la voie exprimées dans un système géodésique différent si des corrections fiables sont connues.
Le procédé est particulièrement adapté à la sécurisation de la circulation des trains et engins de travaux le long d'une voie en construction, à cause du grand nombre du nombre et de la variété de véhicules susceptibles d'être présents sur une telle voie simultanément.
Il est à noter que le procédé s'applique à des engins de travaux routiers qui s'apprêtent à pénétrer latéralement sur la voie ferrée en construction, en utilisant un chemin de desserte.
Avantageusement, la position du train ou de l'engin peut être transmise ou déterminée à ladite console de centralisation à des intervalles de temps prédéterminés.
De cette façon, l'opérateur au poste central de sécurité peut, par exemple, contrôler que le conducteur d'un train ou d'un engin marque bien l'arrêt à la limite entre deux cantons. Il s'agit donc d'un moyen de sécurité supplémentaire pour le chantier.
L'invention porte également sur l'utilisation du procédé de sécurisation de la circulation d'un train ou engin selon l'invention dans la construction d'une voie ferrée.
L'invention porte également sur un train ou engin de travaux ferroviaires équipé d'un moyen de positionnement à transmission hertzienne, qui peut être un récepteur GPS ou Galileo. Des modes de réalisation et des variantes seront décrits ci-après, à titre d'exemples non limitatifs, avec référence au dessin annexé dans lequel :
L'unique figure 1 représente schématiquement une voie en construction sur laquelle circulent et travaillent des engins et des trains d'approvisionnement du chantier. La figure 1 illustre des voies ferrées parallèles 1A et 1B en construction, la voie 1A étant en chantier dans la zone 2. Un engin de travaux 3 est en train d'opérer sur cette zone de chantier. Un train 5 d'approvisionnement se dirige vers la zone de chantier 2. Ce train est stoppé au signal 6 de changement de canton car le canton vers lequel il se dirige est occupé par l'engin de travaux 3. Un second engin de travaux 4 circule sur la voie parallèle 1B et ne se situe donc pas dans le même canton que le train 5.
Les engins de travaux 3, 4 et le train 5 sont équipés :
- de récepteurs GPS, dont les antennes 31, 41 et 51 captent les signaux émis par une constellation de satellites GPS illustrée par le satellite 10 ; ces récepteurs calculent en permanence la position du porteur dans le système géodésique utilisé par le système GPS, à savoir WGS 84 ;
- de moyens de transmission hertzienne, munis d'antennes 32, 42 et 52. Ces moyens de transmission, par exemple des téléphones mobiles utilisant la norme GSM 3 G, transmettent à intervalle régulier, par exemple toutes les 10 s, leur position par voie hertzienne à une console de centralisation des positions située dans un PC de sécurité 20 doté d'une antenne 22 et d'un équipement de réception de téléphonie mobile.
Grâce à un relevé préalable effectué à l'aide de récepteurs GPS circulant sur la voie, le tracé des voies 1 A et 1B est connu précisément dans le système géodésique utilisé par le GPS. La précision du positionnement est suffisante pour que l'opérateur au PC de sécurité 20 place l'engin 4 sur la voie 1B parallèle à celle sur laquelle circule le train 5 et donc réalise que ce dernier ne constitue pas un danger pour l'engin 4.
L'invention n'est pas limitée à cette description. Les engins 3 et 4 et le train 5 pourraient ainsi être dotés de récepteurs Galileo, et utiliser d'autres moyens de transmission hertzien de données que le GSM 3 G. De même, les engins 3 et 4 et le train 5 pourraient ainsi être dotés de téléphones mobiles qui comportent une fonction de calcul de leur position par analyse des signaux des différentes bornes avec lesquelles ils échangent des données.

Claims

Revendications
1. Procédé de sécurisation de la circulation d'un train (5) ou engin (3) sur une voie ferrée (1A),
caractérisé en ce qu'il comporte les étapes consistant à :
- déterminer la position dudit train (5) ou engin (3) en utilisant un système de positionnement à transmission hertzienne installé à bord dudit train ou engin,
- transmettre ladite position à une console de centralisation.
2. Procédé de sécurisation de la circulation d'un train ou engin selon la revendication 1,
caractérisée en ce que ledit système de positionnement comprend un récepteur satellitaire et en ce que la position du train ou de l'engin est calculée à bord dudit train (5) ou engin (3) et transmise à ladite console de centralisation par ledit train ou engin.
3. Procédé de sécurisation de la circulation d'un train ou engin selon la revendication 2,
caractérisée en ce que ledit récepteur satellitaire est un récepteur GPS ou Galileo.
4. Procédé de sécurisation de la circulation d'un train ou engin selon la revendication 1,
caractérisée en ce que le système de positionnement comprend un réseau de téléphonie mobile, par exemple un réseau au standard GSM ou GSM-R.
5. Procédé de sécurisation de la circulation d'un train ou engin selon la revendication 4,
caractérisée en ce que la position est calculée à bord dudit train (5) ou engin (3) et transmise à ladite console de centralisation par ledit train ou engin.
6. Procédé de sécurisation de la circulation d'un train ou engin selon la revendication 4,
caractérisée en ce que la position est transmise à ladite console de centralisation par le réseau de téléphonie mobile.
7. Procédé de sécurisation de la circulation d'un train ou engin selon l'une des revendications précédentes,
caractérisée en ce qu'il est précédé de l'étape consistant à :
- effectuer un relevé de la qualité de réception des signaux utilisés pour le positionnement.
8. Procédé de sécurisation de la circulation d'un train ou engin selon l'une des revendications précédentes,
caractérisée en ce qu'il est précédé de l'étape consistant à :
- repérer ladite voie ferrée (1A) dans le système géodésique utilisé par le système de positionnement.
9. Procédé de sécurisation de la circulation d'un train ou engin selon l'une des revendications précédentes,
caractérisée en ce que ladite voie ferrée (1A) est une voie en construction.
10. Procédé de sécurisation de la circulation d'un train ou engin selon l'une des revendications précédentes,
caractérisée en ce que la position dudit train (5) ou engin (3) est transmise à ladite console de centralisation à des intervalles de temps prédéterminés.
11. Utilisation du procédé de sécurisation de la circulation d'un train ou engin selon l'une des revendications précédentes dans la construction d'une voie ferrée.
12. Engin de travaux ferroviaires (3, 4) ou train (5) équipé d'un moyen de positionnement à transmission hertzienne.
13. Engin de travaux ferroviaires (3, 4) ou train (5) selon la revendication 12, caractérisé en ce que le moyen de positionnement est un récepteur GPS ou Galileo.
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