Procédé de localisation et de commande à distance d'un train et installation pour sa mise en aeuvre La présente invention concerne un procédé de loca lisation d'un train le long d'une voie et de commande de la marche de celui-ci par des signaux caractéristi ques, émis par le train et captés par un poste central, ainsi qu'une installation mettant en oeuvre ledit procédé.
Il est connu de centraliser les renseignements rela tifs à la marche individuelle des trains dans un poste de dispatching qui commande en conséquence les dis positifs de signalisation destinés à gouverner la marche des trains.
Il est également connu d'établir une liaison entre le train en marche et une station fixe par l'intermédi aire d'une ligne aérienne courant parallèlement à la voie. A cet effet la cabine de la machine du train est pourvue d'un cadre spécial servant au couplage avec ladite ligne et des appareils émetteurs-récepteurs appropriés, dis posés dans ladite cabine et à la station fixe, permettant l'échange bilatéral des informations.
D'après l'expérience déjà acquise sur ces liaisons par lignes aériennes, on a reconnu qu'elles pouvaient s'établir sans difficulté sur une centaine de kilomètres environ et avec des fréquences porteuses allant au moins jusqu'à 250 kHz. On a constaté aussi que le champ électromagnétique en jeu est très limité et cantonné au voisinage immédiat de la voie, pour les puissances uti lisées, de sorte qu'on ne risque pas de gêner d'autres installations existantes.
L'invention a pour but d'étendre l'utilisation d'une telle liaison par ligne aérienne couplée au train, par exemple par un cadre fixé à ce dernier, afin d'en faire un véritable système de localisation et de télécommande automatiques des trains à partir d'une station centrale qu'on appellera pour la commodité poste central, sans vouloir introduire par là de limitation quant à l'empla cement effectif de la station.
Dans le procédé selon l'in vention la surveillance et la commande d'un train rou- lant sur la voie sont assurées par un dispositif émetteur- récepteur de la cabine du train en liaison avec un poste central de commande qui est connecté à des stations fixes réparties en certains points de la ligne.
L'invention a pour objet un procédé de localisation et de commande à distance d'un train roulant sur une voie ferrée utilisant au moins un fil parallèle à la voie sur laquelle roule le train, caractérisé en ce qu'on émet à l'aide de plusieurs stations fixes extérieures situées en divers points le long de la voie des signaux de zones localisés, chaque .station ayant une fréquence individuelle caractéristique, qu'on reçoit ces signaux de zones loca lisés à l'aide d'un récepteur porté par un train circu lant le long de la voie,
qu'on émet à l'aide d'un équi pement porté par ledit train un signal de position cons titué par un signal de fréquence caractéristique du train modulé par le signal de zone localisé reçu, et en ce qu'on capte ce signal de position à l'aide d'un équipe ment situé dans un poste central fixe et déduit de ce signal capté et à l'aide de cet équipement la position du train le long de la voie, et émet, à partir de la con naissance de ladite position du train, des instructions de commande de la marche du train, constituées par des signaux d'une fréquence déterminée, caractéristique du train et susceptibles d'être transmis par une même ligne.
L'invention a également pour objet une installation pour mettre en oeuvre ledit procédé, caractérisée an ce que le train comporte d'une part un équipement récep teur de signaux de zones localisés, émis par l'une de plusieurs stations fixes extérieures situées en différents points le long de la voie, et présentant des fréquences individuelles, caractéristiques de ces stations et d'autre part un équipement émetteur émettant un signal de position, de fréquence caractéristique du train, modulé par le signal de zone, et en ce qu'une station fixe cen trale dite poste central,
comporte d'une part un équi- peinent récepteur des signaux de position émis par ledit train et d'autre part un équipement émetteur, généra teur de signaux émis dans- une bande de fréquence carac- téristique du train considéré, les signaux émis par ledit poste central, constituant une instruction relative à la marche de ce dernier.- L'invention sera maintenant décrite plus en détail en se référant, à titre non limitatif, à l'exemple de réa lisation schématique fourni par le dessin ci-annexé, à la figure unique..
Supposons par exemple qu'un train circule sur une ligne à double voie jalonnée .par des gares A, B, C, D, définissant entre chaque paire de gares voisines des intervalles ou zones A-B, B-C, C-D. A chaque zone on attribue une - fréquence individuelle, caractéris tique qu'on suppose, pour- fixer les idées, inférieure à 5 kHz. Par exemple, à la zone C-D, on attribue la fré quence 1350 Hz. Ces fréquences seront par exemple celles utilisées en télégraphie harmonique, et on -peut disposer par exemple de 24 fréquences différentes, la bande totale, occupée par elles, ne pouvant dépasser 5000 Hz.
Sur la figure on n'a pas-représenté la voie (double) ni le train proprement dit, mais la ligne 1 à deux fils déjà mentionnée, qui court parallèlement à la voie fer roviaire. Les emplacements des (@ gares ou limites de zones sont matérialisés par des blocs de filtrage pou vant être identiques tels que 2B, 2C, 2D.
A la gare A qui est ici en bout de ligne, et qu'on a pris comme sta tion de commande, se trouve un équipement plus com plexe, sur lequel on reviendra en détail ; il est raccordé à la ligne par deux blocs de filtrage 2A1 et 2A2 en série avec des étages séparateurs 3, 4 permettant la trans mission des signaux dans des sens contraires. Du train on a représenté l'équipement T qui nous intéresse, cou plé à la ligne par un cadre 5.
A chaque zone appartient un émetteur 6 (ou 6 EC, 6 CD, 6 DE, etc. suivant la zone) qui injecte dans<B>la</B> voie, par un étage séparateur, une onde entretenue de fréquence correspondante. Il a été supposé qu'il n'était pas utile d'équiper la zone AB (par exemple parce qu'en vue directe de la gare A, ou autrement équipée).
Les blocs de filtrage 2A1 2A2, 2B, 2C, 2D, etc. sont de structure telle que les signaux des émetteurs de zone ne peuvent pratiquement se propager au-delà des limites de leur zone propre et en même temps telle que des signaux de fréquence supérieure à 10 kHz peuvent se propager librement sur la ligne. On sait réaliser de tels filtres, par exemple sous forme de passe-haut laissant passer les signaux seulement au-dessus de 5 kHz.
Chaque train est caractérisé par deux fréquences 1). Une première fréquence ft comprise entre 10 et 20 kHz émise du poste de télécommande vers le train, et caractéristique de celui-ci, et qui peut être utilisée pour faire varier sa vitesse.
2) Au-dessus de 50 kHz, une bande de 5 kHz est affectée à chaque train, pour lui permettre de trans mettre, au moyen d'une deuxième fréquence caracté ristique, sa position et sa vitesse, cette bande ayant une largeur de 5 kHz, ainsi qu'il apparaîtra plus loin.
En partant de 50 kHz, jusqu'à 250 kHz, ce sont environ 40 trains qui peuvent être ainsi contrôlés.
- Soit un train situé entre C et D, qui reçoit la basse fréquence caractéristique de ce tronçon, et au besoin peut l'amplifier; il émet alors vers le poste A une fré- quence nouvelle créée par lui, qui est la résultante- de la modulation de . sa fréquence propre, par celle qui caractérise le tronçon C-D. Si pal exemple le train a pour fréquence caractéristique 55 kHz, et qu'il se trouve dans un tronçon caractérisé par 1350 Hz, il émet- après modulation les deux fréquences :
(55 000 -f- 1350) et (55 000 -1350) Hz. En éliminant par filtrage la bande inférieure, il transmet la seule fré quence nouvelle 56 350 Hz, fréquence qui dépend donc à la fois du train et de sa position. Le poste A qui la reçoit sait, par un jeu de filtres appropriés, de quel train elle provient; par une démodulation il en extrait la basse fréquence caractéristique du tronçon de ligne où se trouve le train, c'est-à-dire dans le présent exem ple 1350 Hz.
Suivant un mode de réalisation possible du dispo sitif décrit, le signal à cette fréquence est périodique ment interrompu à l'émission, pendant un temps court, de l'ordre de 20 ms, chaque interruption indiquant un tour de roues ou une indication proportionnelle caractérisant la vitesse du train. En franchissant une limite-de zone, où le train peut s'arrêter,.. il-. apparaît une nouvelle basse fréquence, quand<B>le</B> train repart, on compte au poste A le nombre de tours de roue, ce qui, grâce à un compteur d'impulsions, donne la position du train.
Muni de ces renseignements, le poste A con naît exactement la position d'un train quelconque, ainsi que sa vitesse, puisqu'il y a un top à chaque tour de roue. Tel est le principe du système décrit. La réalisa tion peut, bien entendu, varier dans ses détails, en rem plaçant certaines dispositions par d'autres équivalentes et mieux adaptées du point de vue de la technologie.
C'est ainsi que dans le mode de réalisation représenté sur la figure le découpage par tour de roue a été remplacé par une modulation par un signal fourni par le générateur tachymétrique accouplé au train; l'onde à la fréquence caractéristique du train, après avoir été décalée en fréquence d'une valeur égale à la fréquence de zone, est modulée en amplitude par ce signal. Le cadre 5 reçoit de la ligne le signal à fréquence de zone fz caractérisant la zone correspondante (CD) où se trouve le train.
Dans l'équipement<B>du</B> train, après avoir traversé un filtre passe-bas 7 (de fréquence de coupure 50 kHz) et un filtre passe-bas 8 (dont la bande couvre toutes les fréquences de zone), ce signal est appliqué à un modulateur en anneau 9 par l'intermé diaire d'un séparateur directionnel 10, ce modulateur recevant aussi le signal produit par un générateur 11 d'oscillations sinusoïdales à la fréquence Ft du train.
Une bande du signal ainsi obtenu est filtrée par un fil tre passe-bande 12, de bande passante Ft à (Ft-fz max.), puis est modulée dans 13 par le générateur tachy- métrique 14 et après avoir traversé encore un filtre passe- haut (de fréquence de coupure 50 kHz) 15, est envoyée par le cadre 5 dans la ligne 1.
Le signal ainsi formé se propage sur la ligne et est transmis par le filtre Az à la partie réception du poste A, qui comprend également une partie émission. Dans l'une aussi bien que dans l'autre, le poste comprend une série d7ensembles séparés dont chacun correspond à un train (trois seulement ont été représentés, à titre d'exem ple).
Dans la partie réception, ces ensembles ER sont alimentés en parallèle, mais chacun par l'intermédiaire d'un filtre 16 qui lui permet de sélectionner les signaux de fréquence correspondant à un train déterminé. Un générateur 17 ayant la fréquence Ft du train con sidéré permet de restituer, grâce à un démodulateur 18, la fréquence fz de la zone où se trouve le train, donc de marquer cette zone en 20 sur le tableau W d'affichage.
En même temps un simple démodulateur d'amplitude 19 permet d'obtenir l'indication de vitesse, également affichée dans le tableau W en 21, ainsi que l'indication de la distance parcourue que peut fournir un enregistreur intégrateur 22. Ces indications sont éga lement transmises à un calculateur C (ou organe de commande logique). Celui-ci déclenche l'ensemble EE correspondant au train.
Cet ensemble comprend un dis- criminateur qui compare les indications de vitesse reçues du train et celles d'un programme fixé d'avance, et un émetteur, commandé par la tension de sortie de ce dis- criminateur et oscillant sur ladite première fréquence caractéristique f, du train, à savoir celle destinée à sa télécommande (entre 10 et 20 kHz comme déjà dit). Les ensembles EE doivent aussi pouvoir être actionnés par une commande manuelle.
Le signal à fréquence f,,, modulé par le signal de différence fourni par le discriminateur, est donc émis par l'ensemble EE correspondant au train et acheminé sur la ligne par les éléments 3 et 2A1 déjà cités. Il est capté par le cadre 5 et acheminé par le filtre passe-bas 7 et le filtre passe-bande 23, à bande étroite centrée sur f, , sur un détecteur 24. Ce dernier applique le signal détecté à un dispositif 25 d'asservissement de la vitesse du train, en soi connu.
Suivant une variante de ce mode de réalisation dans l'équipement du train, l'onde à la fréquence caracté ristique du train est modulée en amplitude par le signal du générateur tachymétrique et en fréquence par le signal de zone.
Une liaison téléphonique à courant porteur (non représentée) peut également être établie sans difficulté par l'intermédiaire de la ligne et du couplage avec le cadre. entre le poste de commande et les trains.
Il a été supposé, dans ce qui précède, qu'il n'y avait qu'un train par zone. Si un train venait à pénétrer dans une zone déjà occupée par un train précédent, il est clair que des dispositions spéciales de sécurité doivent imposer dès lors l'arrêt ou un fort ralentissement du train survenant.