CA1121495A - Transmission d'informations par les rails entre une voie et les vehicules - Google Patents
Transmission d'informations par les rails entre une voie et les vehiculesInfo
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- CA1121495A CA1121495A CA000331914A CA331914A CA1121495A CA 1121495 A CA1121495 A CA 1121495A CA 000331914 A CA000331914 A CA 000331914A CA 331914 A CA331914 A CA 331914A CA 1121495 A CA1121495 A CA 1121495A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
- B61L3/00—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal
- B61L3/16—Continuous control along the route
- B61L3/22—Continuous control along the route using magnetic or electrostatic induction; using electromagnetic radiation
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Abstract
Dispositif de transmission d'informations dont les zones de propagation des signaux d'information sont indépendantes des sections du système de cantonnement. Un générateur de signaux alternatifs modulés par des signaux à transmettre est couplé à des files de rails par induction, au moyen d'une spire en aval de la zone. Chaque zone de transmission d'informations est délimitée en amont et en aval par des circuits résonnants accordés sur la fréquence porteuse des signaux émis. Cette fréquence est choisie de manière à éviter toute interaction entre les circuits de voie et le dispositif de transmission d'informations. Application à la circulation ferroviaire.
Description
4gS
La présente invention concerne un dispositif de transmission d'informations par les rails entre une voie de circulation ferroviaire et un ensemble de véhicules circulant dans le même sens sur cette voie, le long de laquelle se succèdent une pluralité~de zones de transmission d'informations.
Les voies de circulation ferroviaire et principale-ment celles à grande circulation sont habituellement équipées d'un système de cantonnement, notamment par circuits de voie, qui en général utilise les rails de roulement comme voie de transmission.
Dans les équipements modernes, il est devenu nécessai-re d'avoir un dispositif de transmission d'informations entre la voie et les véhicules, dispositif capable de coexister avec le système de cantonnement, l'ensemble fonctionnant à sécurité
intrinsèque, au sens ferroviaire de ce terme.
Une solution connue consiste à transmettre les informations par induction à partir d'un câble disposé dans la voie, ou le long de celle-ci, mais cette solution présente un certain nombre d'inconvénients : le coût du câble et les contraintes qui en résultent pour l'entretien de la voie.
L'utilisation des rails de roulement comme voie de transmission fait disparaître ces inconvénients, mais se heurte à deux difficultés :
- la première provient du fait que les rails de roulement servent de circuit de retour au courant de traction sur les lignes électrifiées et, très souvent, de voie de transmission pour les signaux de cantonnement. Les signaux de tout système de transmission d'informations par les rails doivent donc se superposer à ces courants et signaux existants sans les perturber et pouvoir en être séparés.
- la deuxième est liée au découpage de la voie en cantons. Il faut que ce découpage n'affecte pas la transmission 11;2~'35 des informations dont les zones de transmission, lorsque celle-ci s'effectue par zones se succèdant le long de la voie, doivent pouvoir être délimitées indépendamment des sections du système de cantonnement.
Le dispositif selon l'invention permet de s'affranchir de ces difficultés car il utilise, pour transmettre les infor-mations, une onde porteuse alternative modulée en fréquence ou en amplitude, ou les deux, et de caractéristiques telles que sa propagation dans les rails n'est pas affectuée par les courants de retour de traction et par les signaux de cantonnement ainsi que par les dispositifs lélimitant les cantons, de plus, il permet une délimitation de ses propres zones de propagation indépen~amment des sections du système de cantonnement.
Selon l'invention un dispositif de transmission d'in-formations par les rails entre une voie de circulation ferro-viaire et un ensemble de véhicules circulant dans le même sens sur cette voie, le long de laquelle se succèdent une pluralité
de zones de transmission d'informations délimitées indépendam-ment des sections du système de cantonnement,ce dispositif est caractérisé en ce qu'il comporte :
sur la voie, pour chaque zone de transmission d'informa-tions:
- un générateur de signaux alternatifs à une fréquence déterminée qui constitue la fréquence porteuse des informations à transmettre, cette fréquence étant prise à l'extérieur des bandes de fréquences utilisées dans le système de cantonnement, - un modulateur des signaux, - un organe de commande du modulateur de manière que ces signaux soient modulés en fonction des informations à
transmettre, - une spire conductrice isolée disposée en forme de cadre entre les deux files de rails, près de l'extrémité aval . . .
1~2~4gS
de ladite zone de transmission d'informations;
- un transformateur adaptateur d'impédance et de séparation de circuits dont le primaire reçoit les signaux modulés et dont le secondaire est relié aux bornes de la spire en forme de cadre, - deux circuits résonnants accordés sur la fréquence porteuse, branch~s entre les deux files de rails, l'un à
l'extrémité aval et l'autre à l'extrémité amont de la zone de transmission d'informations, _ à bord de chaque véhicule, des moyens de réception accordés sur les fréquences porteuses respectives des zones de transmission d'informations.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de quelques exemples de réalisation et des dessins annexés où :
- la figure 1 représente le cas d'un dispositif unique de transmission d'informations, - la figure 2, le cas d'une série de dispositifs semblables répartis le long de la voie, - la figure 3, le détail des circuits résonnants entre les files de rails en un point de transition entre deux zones d'émission consécutives, - la figure 4, un circuit complémentaire de contrôle applicable aux cas précédents.
La figure 1 représente un tronçon de voie de circula-tion ferroviaire ne comportant qu'une zone d'émission d'informa-tions. Les repères 1 et 2 désignent les files de rails. Le circuit émetteur 3 de ces informations, représenté dans un cadre en traits mixtes, est placé sur la voie à proximité de l'extré-mité aval de la zone d'émission qui est délimitée par les files de rails 1 et 2 et par deux circuits résonnants représentés par les impédances 4 et 5 aux deux extrémités de cette zone.
Le circuit émetteur 3 est branché aux bornes d'une spire .
112~ 4<35 conductrice isolée 6 disposée en forme de cadre entre les deux files de rails 1 et 2, à proximité de l'impédance 4 située à
l'extrémité aval de la zone d'émission. A titre indicatif, trois sections 7,8,9 du système de cantonnement ont été représen-tées. Il s'agit par exemple des sections couvertes par trois circuits de voie successifs. On voit sur la figure 1 que ces trois sections ont des limites qui ne coincident pas avec celles de la zone d'émission d'informations délimitée par les impé-dances 4 et 5. La flèche 10 montre le sens de circulation des véhicules sur la voie.
Le circuit émetteur 3 comporte un générateur 11 de signaux alternatifs servant d'onde porteuse aux informations à transmettre et qui entrent dans un modulateur lZ recevant d'un organe de co~mande 13 le signal modulant nécessaire pour que la modulation se fasse en fonction des informations à trans-mettre. Le signal modulé est transmis à la spire 6 en forme de cadre par l'intermédiaire d'un transformateur 14 jouant le rôle d'adaptateur d'impédance et de séparateur de circuits.
La fréquence de l'onde porteuse est déterminée de fa~con à se trouver en dehors des bandes de fréquence utilisées dans les circuits de voie 7,8,9.
On choisira par exemple des fréquences porteuses de l'ordre du kilohertz.
Les impédances 4 et 5 sont constituées d'une induc-tance en série avec un condensateur, de fa,con à réaliser un circuit résonnant dont l'impédance est minimale pour la fréquence de l'onde porteuse de l'émetteur 3. Ces impédances ne laissent donc pas passer les signaux de cantonnement.
Le signal émis dans la spire 6 est transmis par induction à la boucle constituée par les deux files de rails 1 et 2 et les impédances 4 et 5 agissant pratiquement comme un court-circuit entre ces files 1 et 2.
', :'.
` ' ~121~Lg5 Chaque véhicule comporte par exemple co~me circuit récepteur un capteur accordé sur la fréquence de l'onde porteuse des signaux émis et recevant ceux-ci par induction La figure 2 montre trois zones d'émission successives, analogues à celle de la figure 1, faisant partie d'une série de zones d'émission réparties le long de la voie. Les repères numériques utilisés sont des nombres de deux chiffres, le chiffre des dizaines correspondant à l'élément homologue de la figure 1 et chiffre des unités représentant le numéro d'ordre de la zone. La première zone a co~me fréquence d'onde porteuse la fréquence fl , la deuxième la fréquence f2 et la troisième la fréquence f3. Ces fréquences sont considérées ici comme distinctes, mais elles peuvent aussi être égales. Lorsqu'elles sont différentes, le véhicule est muni d'autant de capteurs à
bord qu'il y a de fréquences distinctes utilisées.
La figure 3 indique le détail de l'impédance amont 51 de la première zone qui est un circuit résonnant accordé
sur la fréquence fl, et de l'impédance aval 42 de la deuxième zone qui est un circuit résonnan~ accordé sur la fréquence f2.
Dans le cas où les fréquences fl,f2,f3 sont égales, le schéma de la figure 3 se réduit à un circuit résonnant unique accordé sur la fréquence porteuse unique utilisée.
Lorsqu'on a besoin de contrôler, pour augmenter la fiabilité du dispositif, si un courant circule dans la boucle 6 d'une zone, on vérifie qu'un courant induit circule dans la boucle formée par les files de rails 1 et 2 et les impédances 4 et 5. Dans ce cas (volr la figure 4), on ajoute un circuit de contrôle constitué par un transformateur de courant 15 dont le primaire est inséré en série entre l'impédance 4 et la file de rails 2 et dont le secondaire est branché sur un détecteur de passage de courant 16.
Dans ce qui précède, on a admis que dans chaque zone d'émission d'informations on n'utilisait qu'une seule fréquence d'onde porteuse. Il est possible, sans sortir du cadre de l'invention, d'utiliser dans la même zone plusieurs fréquences porteuses, par exemple en commutant sur la spire 6 différents circuits émetteurs tels que 3, chacun d'eux correspondant à
une fréquence porteuse particulière. Dans ce cas, les impédances correspondant à 4 et 5 seraient constituées par autant de circuits résonnants en parallèle qu'il y a de fréquences porteu-ses distinctes, chacune de ces fréquences correspondant à un seul circuit résonnant accordé sur elle.
Enfin, il est possible de su~erposer dans une même zone de transmission d'informations deux dispositifs selon l'invention, un pour chaque sens de circulation des véhicules, avec par exemple la même fréquence porteuse.
La présente invention concerne un dispositif de transmission d'informations par les rails entre une voie de circulation ferroviaire et un ensemble de véhicules circulant dans le même sens sur cette voie, le long de laquelle se succèdent une pluralité~de zones de transmission d'informations.
Les voies de circulation ferroviaire et principale-ment celles à grande circulation sont habituellement équipées d'un système de cantonnement, notamment par circuits de voie, qui en général utilise les rails de roulement comme voie de transmission.
Dans les équipements modernes, il est devenu nécessai-re d'avoir un dispositif de transmission d'informations entre la voie et les véhicules, dispositif capable de coexister avec le système de cantonnement, l'ensemble fonctionnant à sécurité
intrinsèque, au sens ferroviaire de ce terme.
Une solution connue consiste à transmettre les informations par induction à partir d'un câble disposé dans la voie, ou le long de celle-ci, mais cette solution présente un certain nombre d'inconvénients : le coût du câble et les contraintes qui en résultent pour l'entretien de la voie.
L'utilisation des rails de roulement comme voie de transmission fait disparaître ces inconvénients, mais se heurte à deux difficultés :
- la première provient du fait que les rails de roulement servent de circuit de retour au courant de traction sur les lignes électrifiées et, très souvent, de voie de transmission pour les signaux de cantonnement. Les signaux de tout système de transmission d'informations par les rails doivent donc se superposer à ces courants et signaux existants sans les perturber et pouvoir en être séparés.
- la deuxième est liée au découpage de la voie en cantons. Il faut que ce découpage n'affecte pas la transmission 11;2~'35 des informations dont les zones de transmission, lorsque celle-ci s'effectue par zones se succèdant le long de la voie, doivent pouvoir être délimitées indépendamment des sections du système de cantonnement.
Le dispositif selon l'invention permet de s'affranchir de ces difficultés car il utilise, pour transmettre les infor-mations, une onde porteuse alternative modulée en fréquence ou en amplitude, ou les deux, et de caractéristiques telles que sa propagation dans les rails n'est pas affectuée par les courants de retour de traction et par les signaux de cantonnement ainsi que par les dispositifs lélimitant les cantons, de plus, il permet une délimitation de ses propres zones de propagation indépen~amment des sections du système de cantonnement.
Selon l'invention un dispositif de transmission d'in-formations par les rails entre une voie de circulation ferro-viaire et un ensemble de véhicules circulant dans le même sens sur cette voie, le long de laquelle se succèdent une pluralité
de zones de transmission d'informations délimitées indépendam-ment des sections du système de cantonnement,ce dispositif est caractérisé en ce qu'il comporte :
sur la voie, pour chaque zone de transmission d'informa-tions:
- un générateur de signaux alternatifs à une fréquence déterminée qui constitue la fréquence porteuse des informations à transmettre, cette fréquence étant prise à l'extérieur des bandes de fréquences utilisées dans le système de cantonnement, - un modulateur des signaux, - un organe de commande du modulateur de manière que ces signaux soient modulés en fonction des informations à
transmettre, - une spire conductrice isolée disposée en forme de cadre entre les deux files de rails, près de l'extrémité aval . . .
1~2~4gS
de ladite zone de transmission d'informations;
- un transformateur adaptateur d'impédance et de séparation de circuits dont le primaire reçoit les signaux modulés et dont le secondaire est relié aux bornes de la spire en forme de cadre, - deux circuits résonnants accordés sur la fréquence porteuse, branch~s entre les deux files de rails, l'un à
l'extrémité aval et l'autre à l'extrémité amont de la zone de transmission d'informations, _ à bord de chaque véhicule, des moyens de réception accordés sur les fréquences porteuses respectives des zones de transmission d'informations.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de quelques exemples de réalisation et des dessins annexés où :
- la figure 1 représente le cas d'un dispositif unique de transmission d'informations, - la figure 2, le cas d'une série de dispositifs semblables répartis le long de la voie, - la figure 3, le détail des circuits résonnants entre les files de rails en un point de transition entre deux zones d'émission consécutives, - la figure 4, un circuit complémentaire de contrôle applicable aux cas précédents.
La figure 1 représente un tronçon de voie de circula-tion ferroviaire ne comportant qu'une zone d'émission d'informa-tions. Les repères 1 et 2 désignent les files de rails. Le circuit émetteur 3 de ces informations, représenté dans un cadre en traits mixtes, est placé sur la voie à proximité de l'extré-mité aval de la zone d'émission qui est délimitée par les files de rails 1 et 2 et par deux circuits résonnants représentés par les impédances 4 et 5 aux deux extrémités de cette zone.
Le circuit émetteur 3 est branché aux bornes d'une spire .
112~ 4<35 conductrice isolée 6 disposée en forme de cadre entre les deux files de rails 1 et 2, à proximité de l'impédance 4 située à
l'extrémité aval de la zone d'émission. A titre indicatif, trois sections 7,8,9 du système de cantonnement ont été représen-tées. Il s'agit par exemple des sections couvertes par trois circuits de voie successifs. On voit sur la figure 1 que ces trois sections ont des limites qui ne coincident pas avec celles de la zone d'émission d'informations délimitée par les impé-dances 4 et 5. La flèche 10 montre le sens de circulation des véhicules sur la voie.
Le circuit émetteur 3 comporte un générateur 11 de signaux alternatifs servant d'onde porteuse aux informations à transmettre et qui entrent dans un modulateur lZ recevant d'un organe de co~mande 13 le signal modulant nécessaire pour que la modulation se fasse en fonction des informations à trans-mettre. Le signal modulé est transmis à la spire 6 en forme de cadre par l'intermédiaire d'un transformateur 14 jouant le rôle d'adaptateur d'impédance et de séparateur de circuits.
La fréquence de l'onde porteuse est déterminée de fa~con à se trouver en dehors des bandes de fréquence utilisées dans les circuits de voie 7,8,9.
On choisira par exemple des fréquences porteuses de l'ordre du kilohertz.
Les impédances 4 et 5 sont constituées d'une induc-tance en série avec un condensateur, de fa,con à réaliser un circuit résonnant dont l'impédance est minimale pour la fréquence de l'onde porteuse de l'émetteur 3. Ces impédances ne laissent donc pas passer les signaux de cantonnement.
Le signal émis dans la spire 6 est transmis par induction à la boucle constituée par les deux files de rails 1 et 2 et les impédances 4 et 5 agissant pratiquement comme un court-circuit entre ces files 1 et 2.
', :'.
` ' ~121~Lg5 Chaque véhicule comporte par exemple co~me circuit récepteur un capteur accordé sur la fréquence de l'onde porteuse des signaux émis et recevant ceux-ci par induction La figure 2 montre trois zones d'émission successives, analogues à celle de la figure 1, faisant partie d'une série de zones d'émission réparties le long de la voie. Les repères numériques utilisés sont des nombres de deux chiffres, le chiffre des dizaines correspondant à l'élément homologue de la figure 1 et chiffre des unités représentant le numéro d'ordre de la zone. La première zone a co~me fréquence d'onde porteuse la fréquence fl , la deuxième la fréquence f2 et la troisième la fréquence f3. Ces fréquences sont considérées ici comme distinctes, mais elles peuvent aussi être égales. Lorsqu'elles sont différentes, le véhicule est muni d'autant de capteurs à
bord qu'il y a de fréquences distinctes utilisées.
La figure 3 indique le détail de l'impédance amont 51 de la première zone qui est un circuit résonnant accordé
sur la fréquence fl, et de l'impédance aval 42 de la deuxième zone qui est un circuit résonnan~ accordé sur la fréquence f2.
Dans le cas où les fréquences fl,f2,f3 sont égales, le schéma de la figure 3 se réduit à un circuit résonnant unique accordé sur la fréquence porteuse unique utilisée.
Lorsqu'on a besoin de contrôler, pour augmenter la fiabilité du dispositif, si un courant circule dans la boucle 6 d'une zone, on vérifie qu'un courant induit circule dans la boucle formée par les files de rails 1 et 2 et les impédances 4 et 5. Dans ce cas (volr la figure 4), on ajoute un circuit de contrôle constitué par un transformateur de courant 15 dont le primaire est inséré en série entre l'impédance 4 et la file de rails 2 et dont le secondaire est branché sur un détecteur de passage de courant 16.
Dans ce qui précède, on a admis que dans chaque zone d'émission d'informations on n'utilisait qu'une seule fréquence d'onde porteuse. Il est possible, sans sortir du cadre de l'invention, d'utiliser dans la même zone plusieurs fréquences porteuses, par exemple en commutant sur la spire 6 différents circuits émetteurs tels que 3, chacun d'eux correspondant à
une fréquence porteuse particulière. Dans ce cas, les impédances correspondant à 4 et 5 seraient constituées par autant de circuits résonnants en parallèle qu'il y a de fréquences porteu-ses distinctes, chacune de ces fréquences correspondant à un seul circuit résonnant accordé sur elle.
Enfin, il est possible de su~erposer dans une même zone de transmission d'informations deux dispositifs selon l'invention, un pour chaque sens de circulation des véhicules, avec par exemple la même fréquence porteuse.
Claims
1. Dispositif de transmission d'informations par les rails entre une voie de circulation ferroviaire et un ensemble de véhicules circulant dans le même sens sur cette voie, le long de laquelle se succèdent une pluralité de zones de transmission d'informations délimitées indépendamment des sections du système de cantonnement, dispositif caractérisé
en ce qu'il comporte :
- sur la voie, pour chaque zone de transmission d'informations:
- un générateur de signaux alternatifs à une fréquence déterminée qui constitue la fréquence porteuse des informations à transmettre, cette fréquence étant prise à l'extérieur des bandes de fréquences utilisées dans le système de cantonnement, - un modulateur desdits signaux, - un organe de commande du modulateur de manière que ces signaux soient modulés en fonction des informations à transmettre, - une spire conductrice isolée disposée en forme de cadre entre les deux files de rails, près de l'extrémité aval de ladite zone de transmission d'informations, - un transformateur adaptateur d'impédance et de séparation de circuits dont le primaire reçoit les signaux modulés et dont le secondaire est relié aux bornes de la spire en forme de cadre, - deux circuits résonnants accordés sur la fréquence porteuse, branchés entre les deux files de rails, l'un à l'extrémité
aval et l'autre à l'extrémité amont de la zone de transmission d'informations, - à bord de chaque véhicule, des moyens de réception accordés sur les fréquences porteuses respectives des zones de trans-mission d'informations.
en ce qu'il comporte :
- sur la voie, pour chaque zone de transmission d'informations:
- un générateur de signaux alternatifs à une fréquence déterminée qui constitue la fréquence porteuse des informations à transmettre, cette fréquence étant prise à l'extérieur des bandes de fréquences utilisées dans le système de cantonnement, - un modulateur desdits signaux, - un organe de commande du modulateur de manière que ces signaux soient modulés en fonction des informations à transmettre, - une spire conductrice isolée disposée en forme de cadre entre les deux files de rails, près de l'extrémité aval de ladite zone de transmission d'informations, - un transformateur adaptateur d'impédance et de séparation de circuits dont le primaire reçoit les signaux modulés et dont le secondaire est relié aux bornes de la spire en forme de cadre, - deux circuits résonnants accordés sur la fréquence porteuse, branchés entre les deux files de rails, l'un à l'extrémité
aval et l'autre à l'extrémité amont de la zone de transmission d'informations, - à bord de chaque véhicule, des moyens de réception accordés sur les fréquences porteuses respectives des zones de trans-mission d'informations.
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| FR7821168A FR2431409A1 (fr) | 1978-07-17 | 1978-07-17 | Dispositif de transmission d'informations par les rails entre une voie de circulation ferroviaire et un ensemble de vehicules circulant sur cette voie |
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| US4878638A (en) * | 1987-01-12 | 1989-11-07 | General Signal Corporation | Combination frequency loop coupling for railway track signalling |
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| GB9904519D0 (en) * | 1999-02-27 | 1999-04-21 | Cambridge Steven L A | Improvements relating to train protection systems |
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