EP3501940A1 - Véhicule ferroviaire, système ferroviaire et procédé de composition de véhicule ferroviaire associés - Google Patents

Véhicule ferroviaire, système ferroviaire et procédé de composition de véhicule ferroviaire associés Download PDF

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Publication number
EP3501940A1
EP3501940A1 EP18214188.7A EP18214188A EP3501940A1 EP 3501940 A1 EP3501940 A1 EP 3501940A1 EP 18214188 A EP18214188 A EP 18214188A EP 3501940 A1 EP3501940 A1 EP 3501940A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
car
railway vehicle
control unit
electronic control
node
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP18214188.7A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Francesco ZOLETTO
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alstom Holdings SA
Original Assignee
Alstom Transport Technologies SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alstom Transport Technologies SAS filed Critical Alstom Transport Technologies SAS
Publication of EP3501940A1 publication Critical patent/EP3501940A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L15/00—Indicators provided on the vehicle or train for signalling purposes
    • B61L15/0054—Train integrity supervision, e.g. end-of-train [EOT] devices

Definitions

  • the present invention relates to a rail vehicle comprising a plurality of cars including a head car defining a head end of the railway vehicle, and a set of guiding cars connected to the leading car, the set of cars to guide comprising a car at the tail end of the railway vehicle opposite the leading end, and a first rail vehicle integrity control system for controlling the attachment of each car of the set of cars to be guided to the head car, the first control system comprising a transmitter configured to emit a control signal, the transmitter being located in the car of the tail; an electronic control unit configured to receive the control signal and to control the stopping of the rail vehicle in the absence of reception of the control signal, the electronic control unit being located on board the head car; and a communication network for routing the control signal to the electronic control unit, said communication network comprising a plurality of network nodes, at least one of which is on board each car of the set of cars to be guided, the communication network being configured so that the control signal passes through at least one network node on board each car of the set of cars to be guided before reaching the electronic control
  • This integrity control of the railway vehicle consists in controlling the mechanical attachment of the cars constituting the railway vehicle to the leading car.
  • Such a solution does not, however, protect against interference with other railway vehicles running next to said railway vehicle, or against possible computer attacks against said network.
  • this solution does not allow rapid coupling of the various cars making up the rail vehicle, the connection of each module in the network being long and complicated.
  • An object of the invention is to enhance the safety of the integrity control system of a railway vehicle, in particular so as to avoid external interference and computer attacks. Other objectives are to minimize the cost of such a system, and to allow easy and fast coupling of cars of said railway vehicle.
  • the subject of the invention is a railway vehicle, of the aforementioned type, in which the control signal consists of an encrypted signal comprising an identification code, the electronic control unit being configured to decipher the signal of check in order to obtain the identification code
  • the rail system 10 illustrated on the Figure 1 comprises a computer server 11, a railway vehicle 12 and a railway infrastructure 14.
  • the computer server 11 includes a database.
  • the railway vehicle 12 comprises a plurality of cars 13 and a system 15 for checking the integrity of the railway vehicle 12.
  • the cars 13 are composed of a head car 16 defining a head end of the railway vehicle 12 and at least one, here a plurality, of cars of guide 18, including a tail car 20 located at a tail end of the railway vehicle 12.
  • the rail vehicle is a freight train.
  • the leading car 16 is then constituted by a locomotive and each car to guide 18 is constituted by a car.
  • the rail vehicle 12 is configured to circulate in both directions.
  • the tail car 20 is then also a locomotive capable of towing the other cars 13 constituting the railway vehicle 12.
  • Railway infrastructure 14 includes rails 22 and radio stations 24. Radios 24 are located on the side of rails 22.
  • the rail vehicle 12 is located on the rails 22 and is able to circulate on the rails 22.
  • control system 15 is configured to control the attachment of the or each car to guide 18, including the car tail 20, to the car head 16.
  • the control system 15 comprises a transmitter 26 , an electronic control unit 28 and a communication network 29.
  • the transmitter 26 is located in the car of tail 20. It is configured to emit a control signal.
  • the control signal is advantageously encrypted.
  • the electronic control unit 28 is located in the head car 16.
  • the electronic control unit 28 is advantageously an autonomous equipment that interfaces with control and signaling equipment of the railway vehicle 12.
  • the electronic control unit 28 is integrated directly into the control and / or signaling equipment of the railway vehicle 12.
  • the electronic control unit 28 is configured to cooperate with a vehicle braking device 12 and to automatically transmit braking commands to the braking device to limit the risks of breaking the integrity of the railway vehicle 12 .
  • the electronic control unit 28 is configured to receive the control signal and to control the stopping of the railway vehicle 12 in the absence of reception of the control signal.
  • the transmitter 26 is located in the head car 16 and the electronic control unit 18 is located in the car tail 20.
  • the communication network 29 is capable of conveying the control signal transmitted by the transmitter 26 to the electronic control unit 28.
  • it comprises a plurality of network nodes 30.
  • Each car 13 comprises at least one of these network nodes 30 and the communication network 29 is configured so that the control signal passes through at least one network node 30 on board each car 13 before to reach the electronic control unit 28.
  • Each car 13 advantageously has a multitude of network nodes 30 for redundancy of the network nodes 30.
  • the communication network 29 is still able to route the control signal.
  • the network nodes 30 are adapted to transmit the control signal transmitted by the transmitter 26 without decrypting or modifying it, the network nodes 30 not comprising an algorithm for decrypting the control signal.
  • the network nodes 30 can thus be formed by simple and standardized nodes, not requiring encryption and decryption devices.
  • the network nodes 30 also do not require a computer security system, the control signal passing encrypted in each network node 30. The cost of supply and installation of the network nodes 30 is therefore low.
  • the network nodes 30 being standardized, great flexibility in the composition of railway vehicles 12 is possible.
  • the transmitter 26, the control unit 28 and the network nodes 30 are electrically powered independently.
  • the communication network 29 does not depend on the power supply of the railway vehicle 12, which makes the communication network 29 more robust.
  • the addition of such a control system 15 to a non-equipped railway vehicle 12 is also simplified.
  • each car 13 advantageously contains, as illustrated in FIG. Figure 3 at least one photovoltaic cell 32 adapted to electrically power the elements which, from the transmitter 26, the control unit 28 and the network nodes 30, are on board said car 13.
  • each car 13 contains at least one vibration energy source 34 adapted to electrically power the elements which, among the transmitter 26, the control unit 28 and the network nodes 30, are on board said car 13.
  • the vibration energy source 34 converts the energy of the vibrations of the car 13 into electrical energy.
  • the vibration energy source 34 is for example a piezoelectric transducer.
  • the network nodes 30 advantageously comprise air nodes 36.
  • Each car 13 comprises at least one air node 36.
  • Each air node 36 is equipped with a wireless communication module and is adapted to communicate by air with the or each air node 36 located within a predetermined perimeter.
  • the use of a GPS system between the network nodes 30 and at least one satellite is therefore not necessary, the air nodes 36 communicating directly with each other.
  • the connection of the network nodes 30 is therefore ensured permanently, including during a passage of the railway vehicle 12 in a tunnel for example.
  • the predetermined perimeter generally has a spherical shape centered on the air node 36 and advantageously less than 30 m radius.
  • the predetermined perimeter generally has an ellipsoidal shape oriented in the direction of the railway vehicle 12 and / or an ellipsoidal shape oriented orthogonal to the direction of the railway vehicle 12.
  • At least one air node 36 preferably only one air node 36 is located at each interface with another car 13.
  • the wireless communication module of each air node 36 is compatible with the Zigbee or WiFi protocol or the Bluetooth standard.
  • Each overhead node 36 is configured to communicate with a mobile terminal of an operator.
  • the mobile terminal is for example a mobile phone or a digital tablet.
  • Each overhead node 36 is able to connect or disconnect from the communication network 29 by controlling the operator by means of said mobile terminal.
  • the mobile terminal of the operator is able to display the state of the communication network 29 thus making it possible to diagnose a defective network node 30.
  • Each overhead node 36 is associated with an associated unique identifier and is configured to transmit the unique identifier by air.
  • the rail vehicle 12 advantageously comprises a man-machine interface carried, for example, by the electronic control unit 28.
  • the state of the integrity of the railway vehicle 12 is communicated to the driver of the railway vehicle 12 or to an operator by means of of the man-machine interface.
  • the control signal is constituted by an encrypted signal comprising an identification code.
  • the electronic control unit 28 is configured to decrypt the control signal so as to obtain the identification code.
  • control signal transmitted by the transmitter 26 can not be read by a third party connecting to the network of communication 29.
  • the third party can not therefore retrieve the identification code and falsify the control signal.
  • control signal is encrypted by a rotating code in which the encryption key exchanged between the transmitter 26 and the electronic control unit 28 receiving the signal is not unique but changes at each transmission. a new control signal.
  • This encryption technique prevents any attempt at replay attack. Indeed, in the event of recording and repetition of the control signal on the communication network 29 by an external user, the electronic control unit 28 detects the wrong encryption key and does not consider the received signal.
  • the identification code is uniquely associated with the transmitter 26.
  • the communication network 29 of the railway vehicle 12 can not interfere with an additional railway vehicle 12 located near said railway vehicle 12.
  • the network nodes 30 of the railway vehicle 12 and the additional railway vehicle 12 are capable of to connect to each other and to transmit the respective control signals to the other railway vehicle 12, in the event of reception of the control signal of the additional railway vehicle 12 by one of the air nodes 36 of said railway vehicle 12, the control unit electronics 28 detects the wrong identification code and does not consider the received control signal to be valid.
  • the railway vehicle 12 comprises a plurality of accelerometers 38 advantageously dispersed between the cars 13 so that each car 13 is equipped with at least one accelerometer 38.
  • Each network node 30 is connected to an accelerometer 38, said accelerometer 38 being preferably on board the same car 13 as the network node 30.
  • the accelerometers 38 are configured to operate during the coupling phase of the various cars 13 and during the circulation of the railway vehicle 12 on the rails 22.
  • Each network node 30 is configured to transmit on the communication network 29 an acceleration measurement measured by the accelerometer 38 connected to said network node 30.
  • the acceleration measurement is constituted by an instantaneous measurement of an acceleration value or by an acceleration profile over a given period of time.
  • the electronic control unit 28 is configured to directly receive the acceleration measurement emitted by each accelerometer 38.
  • the transmitter 26 is configured to receive the acceleration measurement transmitted by each network node 30.
  • the transmitter 26 is also configured to include this acceleration measurement in the control signal.
  • the electronic control unit 28 is then configured to recover, from the control signal, the acceleration measurement measured by each network node 30.
  • the control unit 28 is also configured to compare said acceleration measurements with each other.
  • the electronic control unit 28 is thus able to detect a break in the integrity of the railway vehicle 12 in the case where at least two of said acceleration measurements measured by at least two network nodes 30 diverge significantly. In particular, it is considered that two acceleration measurements diverge when the difference between two acceleration measurements is greater than a predetermined threshold, for example equal to 10% of the greater of the two measured acceleration values.
  • the electronic control unit 28 is also configured to emit an alert signal and / or to trigger the stopping of the railway vehicle 12 when such a break in integrity is detected.
  • the electronic control unit 28 is capable of transmitting the warning signal to a rail traffic control center on the rails 22, which is then able to take appropriate safety measures, such as stopping the transmission. vehicle traffic on rails 22 of the infrastructure.
  • the detection of the rupture of the integrity of the railway vehicle 12 is thus very fast and thus allows a reinforced rail safety.
  • the electronic control unit 28 is configured to transmit on the communication network 29 an acceleration measurement measured by at least one accelerometer 38 located in the head car 16.
  • Each network node 30 is configured to receive said acceleration measurement transmitted by the electronic control unit 28.
  • Each network node 30 is also configured to compare said acceleration measurement transmitted by the electronic control unit 28 with the acceleration measurement measured by the accelerometer 38 connected to said network node 30.
  • Each network node 30 is able to connect to the communication network 29 if the acceleration measurement transmitted by the electronic control unit 28 is compatible with the acceleration measurement measured by the accelerometer 38 associated with the network node 30.
  • the railway vehicle 12 is a goods transport train.
  • the database of the computer server 11 then contains information relating to goods transported, said information being each associated with at least one unique identifier of an overhead node 36 of the railway vehicle 12.
  • Each radio station 24 located on the side of the rails 22 is furthermore configured to receive the unique identifier issued by at least one overhead node 36 of the railway vehicle 12 when the radio station 24 is within the predetermined perimeter of the at least one air knot 36.
  • the radio station 24 is also configured to, when it has received such a unique identifier, send to the computer server 11 an information signal comprising this unique identifier.
  • the computer server 11 is then able to deduce from this information signal, by comparison of the or each unique identifier included in this signal with the database, the position of goods in the railway infrastructure 14.
  • This composition comprises two steps: the creation of the communication network 29 from the different network nodes 30 and then the coupling of the transmitter 26 and the electronic control unit 28.
  • the creation of the communication network 29 proceeds as follows.
  • a head car 16 is located on the rails 22.
  • An operator creates a communication network grouping the electronic control unit 28 and the air nodes 36 of the head car 16 by means of a dedicated application installed on his mobile terminal.
  • the operator associates with this communication network a unique identifier that he communicates to all the nodes of the network.
  • a car to guide 18 is then juxtaposed with the leading car 16.
  • the car to guide 18 is then mechanically linked to the leading car 16.
  • the operator equipped with a mobile terminal is placed near the car to guide 18.
  • the operator connects to the overhead node 36 by means of the mobile terminal.
  • the operator receives from the overhead node 36 his associated unique identifier and an identification number associated with the car 13 comprising said overhead node 36. If the information received by the operator is coherent, he connects said overhead node 36 to the communication network. of the head car 16 by means of the mobile terminal and communicates a unique identifier associated with said communication network.
  • a new car to guide 18 is juxtaposed to the car to guide 18 previously attached. It is then mechanically linked to the head car 16 via the car to guide 18 previously attached, then its air nodes 36 are connected to the communication network previously mentioned by means of the method described above.
  • This step is repeated for any number of cars to be guided 18, until a tail car 20 is attached.
  • the communication network thus obtained by the addition of the air nodes 36 of the different cars 16, 18, 20 forms the network of communication 29.
  • each overhead node 36 adds the identifier of the communication network 29 in the signals that the overhead node 36 transmits on the network.
  • Each overhead node 36 receives the signals transmitted by other air nodes 36 but transmits the received signal to the rest of the communication network 29 only if the identifier read in the signal corresponds to the unique identifier associated with said communication network 29.
  • the transmitter 26 of said car of tail 20 is coupled to the electronic control unit 28 so that the electronic control unit 28 identifies the identification code of the transmitter 26 and associated with the transmitter 26. This step is the coupling of the transmitter 26 and the electronic control unit 28.
  • the operator performs for example the coupling of the transmitter 26 and the electronic control unit 28 by connecting the transmitter 26 directly to the electronic control unit 28.
  • the transmitter 26 is disconnected from the electronic control unit 28 and positioned in the car tail 20.
  • the transmitter 26 is physically attached to a network node 30 of the car of tail 20.
  • the operator performs the coupling of the transmitter 26 and the electronic control unit 28 by means of the mobile terminal, the transmitter 26 remaining located in the car tail 20.
  • the electronic control unit 28 is configured to be coupled with a single transmitter 26 in order to avoid safety problems in the case where additional cars are added to the vehicle and the transmitter 26 is not not deleted.
  • composition of the rail vehicle 12 is therefore easy, the obtaining of the communication network 29 is done quickly by means of a mobile terminal.
  • the car to guide 18 is then mechanically linked to the leading car 16.
  • the electronic control unit 28 transmits on the communication network 29 the acceleration measurement measured at the time of the mechanical connection by at least one accelerometer 38 located in the head car 16.
  • the acceleration measurement is an instantaneous value or an acceleration profile over a given period of time.
  • This acceleration measurement is broadcast by at least one overhead node 36 of the head car 16 and is picked up by at least one overhead node 36 of the car to be guided 18. This last overhead node 36 compares the acceleration measurement thus received. the acceleration measurement measured by the accelerometer 38 associated with said overhead node 36 and connects to the communication network 29 if said acceleration measurements are compatible.
  • each accelerometer 38 transmits on the communication network 29 the acceleration measurement measured at the time of the mechanical connection.
  • Each overhead node 36 of the car to be guided 18 connects to the communication network 29 if one of the acceleration measurements received is compatible with the acceleration measurement measured by the accelerometer 38 linked to said overhead node 36.
  • connection of each air node to the communication network 29 must be validated / approved by the operator with his terminal.
  • a new car to guide 18 is juxtaposed to the car to guide 18 previously attached. It is then mechanically linked to the head car 16 via the car to guide 18 previously attached, then its air nodes 36 are connected to the communication network 29 by means of the method described above.
  • This step is repeated for any number of cars to guide 18, to attach a car 20.
  • the transmitter 26 of said car of tail 20 is coupled to the electronic control unit 28 so that the electronic control unit 28 associates the identification code with the transmitter 26.
  • This coupling is typically in a manner similar to that described for the first method of composition.
  • composition of the railway vehicle 12 is thus very simple, no operator action being necessary to obtain the communication network 29.
  • the rail vehicle 12 runs on the rails 22, the integrity of the railway vehicle 12 being ensured.
  • the transmitter 26 continuously transmits an encrypted control signal comprising a unique identification code associated with the transmitter 26.
  • the unique identification code is modified at each new transmission of information by a rotating code algorithm.
  • the communication network 29 conveys this control signal to the electronic control unit 28, the control signal passing through at least one network node 30 of each car 13.
  • the electronic control unit 28 receives and decrypts the signal control.
  • the electronic control unit 29 verifies that the unique identification code received corresponds to that of the transmitter 26 with which the electronic control unit 28 is coupled.
  • each network node 30 transmits at the same time on the communication network 29 an acceleration measurement measured by the accelerometer 38 connected to said network node 30.
  • the electronic control unit 28 retrieves the acceleration measurement measured by the accelerometer 38 connected to each network node 30 and compares said acceleration measurements with each other.
  • the electronic control unit 28 receives the unique identification code associated with the transmitter 26 and as long as the acceleration measurements remain compatible, the integrity of the rail vehicle 12 is ensured.
  • the rupture of the integrity of the railway vehicle 12 also has the consequence that the acceleration measurements of at least two network nodes 30 located on either side of the broken interface will diverge. This divergence will be detected by the electronic control unit 28 when it compares these two acceleration measurements, which will again deduce therefrom the rupture of the integrity of the railway vehicle 12 and consequently control the stopping of the railway vehicle. 12.
  • This comparison of the acceleration measurements thus makes it possible to detect the integrity break faster than by simply breaking the transmission of the control signal. In addition, it allows a redundancy of the control means of the integrity of the rail vehicle 12.
  • the electronic control unit 28 emits only an alert signal at the time of detection of the rupture of the integrity of the railway vehicle 12 by comparison of the acceleration measurements. The stop of the railway vehicle 12 is then triggered only at the time of detection of the integrity break by the absence of receipt of the identification code.
  • This invention also allows an easy and fast composition of a railway vehicle 12 and an operation of the integrity control system 15 of the rail vehicle 12 simple, responsive and redundant.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)

Abstract

La présente invention concerne un véhicule ferroviaire (12) comportant :
- une pluralité de voitures (13) dont une voiture de tête (16) et un ensemble de voitures à guider (18) dont une voiture de queue (20),
- un système de contrôle (15) de l'intégrité du véhicule ferroviaire (12) comprenant :
+ un émetteur (26) situé à bord de la voiture de queue (20) et configuré pour émettre un signal de contrôle ;
+ une unité de commande électronique (28) située à bord de la voiture de tête (16) et configurée pour recevoir le signal de contrôle et commander l'arrêt du véhicule ferroviaire (12) en cas d'absence de réception du signal de contrôle ;
+ un réseau de communication (29) pour acheminer le signal de contrôle ;

Le signal de contrôle est constitué par un signal chiffré comprenant un code d'identification, l'unité de commande électronique (28) étant configurée pour déchiffrer le signal de contrôle.

Description

  • La présente invention concerne un véhicule ferroviaire comprenant une pluralité de voitures dont une voiture de tête définissant une extrémité de tête du véhicule ferroviaire, et un ensemble de voitures à guider reliées à la voiture de tête, l'ensemble de voitures à guider comprenant une voiture de queue située à une extrémité de queue du véhicule ferroviaire opposée à l'extrémité de tête, et un premier système de contrôle de l'intégrité du véhicule ferroviaire pour contrôler l'attachement de chaque voiture de l'ensemble de voitures à guider à la voiture de tête, le premier système de contrôle comprenant un émetteur configuré pour émettre un signal de contrôle, l'émetteur étant situé à bord de la voiture de queue ; une unité de commande électronique configurée pour recevoir le signal de contrôle et commander l'arrêt du véhicule ferroviaire en cas d'absence de réception du signal de contrôle, l'unité de commande électronique étant située à bord de la voiture de tête; et un réseau de communication pour acheminer le signal de contrôle jusqu'à l'unité de commande électronique, ledit réseau de communication comprenant une pluralité de noeuds réseaux, dont au moins un à bord de chaque voiture de l'ensemble de voitures à guider, le réseau de communication étant configuré de sorte que le signal de contrôle transite par au moins un noeud réseau à bord de chaque voiture de l'ensemble de voitures à guider avant de parvenir à l'unité de commande électronique,
  • Le détachement d'une voiture du reste du véhicule ferroviaire peut avoir des conséquences importantes et entrainer des accidents graves. Le contrôle de l'intégrité du véhicule ferroviaire est donc un élément déterminant pour la sécurité ferroviaire. Ce contrôle d'intégrité du véhicule ferroviaire consiste à contrôler l'attachement mécanique des voitures constitutives du véhicule ferroviaire à la voiture de tête.
  • Ainsi, il est connu de contrôler l'intégrité du véhicule ferroviaire en temps réel et d'arrêter immédiatement le véhicule ferroviaire en cas de détection d'une rupture de son intégrité. L'arrêt immédiat permet de prévenir ainsi les accidents.
  • Un tel contrôle de l'intégrité d'un véhicule ferroviaire est décrit par exemple dans EP 1 465 358 . Dans ce document, toutes les voitures d'un véhicule ferroviaire sont équipées de plusieurs noeuds réseaux aptes à émettre ou réceptionner un signal de contrôle. Un tel signal de contrôle est transmis en continu à travers le réseau formé par tous les noeuds réseaux. La rupture de l'intégrité du véhicule ferroviaire est détectée par l'absence de réception de signal par un des noeuds réseaux. L'arrêt du véhicule ferroviaire est alors déclenché.
  • Une telle solution ne permet toutefois pas de se protéger d'interférences avec d'autres véhicules ferroviaires circulant à côté dudit véhicule ferroviaire, ni contre d'éventuelles attaques informatiques contre ledit réseau. De plus, cette solution ne permet pas un accouplage rapide des différentes voitures composant le véhicule ferroviaire, la connexion de chaque module dans le réseau étant longue et compliquée.
  • Un but de l'invention est de renforcer la sécurité du système de contrôle d'intégrité d'un véhicule ferroviaire, notamment de manière à éviter les interférences extérieures et les attaques informatiques. D'autres objectifs consistent à minimiser le coût d'un tel système, et à permettre un accouplage aisé et rapide des voitures dudit véhicule ferroviaire.
  • A cet effet, l'invention a pour objet un véhicule ferroviaire, du type précité, dans lequel le signal de contrôle est constitué par un signal chiffré comprenant un code d'identification, l'unité de commande électronique étant configurée pour déchiffrer le signal de contrôle de manière à obtenir le code d'identification
  • Suivant des modes particuliers de réalisation, le véhicule ferroviaire comprend l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toute combinaison techniquement possible :
    • le véhicule ferroviaire comprend également un deuxième système de contrôle dont la composition est similaire à celle du premier système de contrôle mais pour lequel l'émetteur correspondant est situé à bord de la voiture de tête et l'unité de commande électronique correspondante est située à bord de la voiture de queue ;
    • les noeuds réseaux sont adaptés pour transmettre le signal de contrôle sans le déchiffrer ;
    • les noeuds réseaux comprennent des noeuds aérien, dont au moins un à bord de chaque voiture de l'ensemble de voitures à guider, chaque noeud aérien étant doté d'un module de communication sans fil et étant adapté pour dialoguer par voie aérienne avec le ou chaque autre noeud aérien se trouvant à l'intérieur d'un périmètre prédéterminé ;
    • pour chaque matériel roulant, au moins un noeud aérien est situé à chaque interface avec un autre matériel roulant ;
    • le périmètre prédéterminé est inférieur à la longueur du matériel roulant, de préférence inférieur à 30 m ;
    • le module de communication sans fil est compatible avec le protocole Zigbee ou WiFi ou le standard Bluetooth ;
    • chaque noeud aérien est configuré pour communiquer avec un terminal mobile d'un opérateur ;
    • un code d'identification est associé de manière unique à l'émetteur ;
    • au moins un élément parmi l'émetteur, l'unité de commande électronique et les noeuds réseaux est alimenté électriquement de manière autonome par au moins une cellule photovoltaïque et/ou au moins une source d'énergie par vibrations ;
    • le véhicule ferroviaire comprend une pluralité d'accéléromètres, chaque noeud réseau étant relié à un accéléromètre ;
    • chaque noeud réseau est configuré pour émettre sur le réseau de communication une mesure d'accélération mesurée par l'accéléromètre relié audit noeud réseau ; l'unité de commande électronique est configurée pour recevoir la mesure d'accélération mesurée par chaque noeud réseau, et pour comparer lesdites mesures d'accélération entre elles ; et l'unité de commande électronique est configurée pour émettre un signal d'alerte et/ou déclencher l'arrêt du véhicule ferroviaire dans le cas où au moins deux desdites mesures d'accélération présentent un écart supérieur à une valeur seuil prédéterminée ;
    • l'unité de commande électronique est configurée pour émettre sur le réseau de communication une mesure d'accélération mesurée par au moins un accéléromètre situé dans la voiture de tête ; et chaque noeud réseau est configuré pour recevoir ladite mesure d'accélération et comparer cette mesure d'accélération à une mesure d'accélération mesurée par l'accéléromètre relié audit noeud réseau.
  • L'invention a également pour objet un système ferroviaire comprenant :
    • un véhicule de transport de marchandises, chaque noeud aérien dudit véhicule ferroviaire étant configuré pour émettre un identifiant unique associé ;
    • un serveur informatique comprenant une base de données, la base de données contenant des informations relatives à des marchandises transportées par le véhicule ferroviaire et, associé à chacune de ces informations, au moins un identifiant unique de noeud aérien ;
    • une infrastructure ferroviaire configurée pour permettre la circulation du véhicule ferroviaire, l'infrastructure ferroviaire comprenant au moins une station radio configurée pour recevoir au moins un identifiant unique transmis par au moins un noeud aérien et envoyer un signal d'information comprenant l'au moins un identifiant unique au serveur informatique, le serveur informatique étant apte à déduire de l'identifiant unique la position des marchandises dans l'infrastructure ferroviaire par comparaison avec la base de données.
  • L'invention a également pour objet un procédé de composition de véhicule ferroviaire comprenant les étapes suivantes :
    • juxtaposition d'une voiture à guider à la voiture de tête ou à une voiture liée à la voiture de tête;
    • liaison mécanique de la voiture à guider à la voiture de tête ou à la voiture liée à la voiture de tête;
    • connexion de chaque noeud aérien de la voiture à guider au réseau de communication par un opérateur au moyen d'un terminal mobile.
  • L'invention a également pour objet un procédé de composition de véhicule ferroviaire comportant les étapes suivantes :
    • juxtaposition d'une voiture à guider à la voiture de tête ou à une voiture liée à la voiture de tête;
    • liaison mécanique de la voiture à guider à la voiture de tête ou à la voiture liée à la voiture de tête;
    • émission, par l'unité de commande électronique, d'une mesure d'accélération mesurée par au moins un accéléromètre situé dans la voiture de tête;
    • réception, par les noeuds réseaux de la voiture à guider, de ladite mesure de l'accélération émise par l'unité de commande électronique;
    • pour chaque noeud réseau de la voiture à guider, comparaison de ladite mesure d'accélération émise par l'unité de commande électronique à une mesure d'accélération mesurée par l'accéléromètre relié audit noeud réseau, et
    • lorsque ladite mesure de l'accélération émise par l'unité de commande électronique est sensiblement égale à ladite mesure de l'accélération mesurée par l'accéléromètre relié audit noeud réseau, connexion dudit noeud réseau au réseau de communication.
  • L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels :
    • la Figure 1 est une vue de dessus d'un système ferroviaire selon l'invention ;
    • la Figure 2 est une vue schématique de côté d'un véhicule ferroviaire du système ferroviaire de la Figure 1 ;
    • la Figure 3 est une vue schématique de côté d'une voiture équipant le véhicule ferroviaire de la Figure 2.
  • Le système ferroviaire 10 illustré sur la Figure 1 comprend un serveur informatique 11, un véhicule ferroviaire 12 et une infrastructure ferroviaire 14.
  • Le serveur informatique 11 comprend une base de données.
  • Le véhicule ferroviaire 12 comporte une pluralité de voitures 13 et un système 15 de contrôle de l'intégrité du véhicule ferroviaire 12.
  • Les voitures 13 sont composées d'une voiture de tête 16 définissant une extrémité de tête du véhicule ferroviaire 12 et d'au moins une, ici une pluralité, de voitures à guider 18, dont une voiture de queue 20 située à une extrémité de queue du véhicule ferroviaire 12. Avantageusement, le véhicule ferroviaire est un train de marchandises. La voiture de tête 16 est alors constituée par une locomotive et chaque voiture à guider 18 est constituée par un wagon.
  • Dans un mode de réalisation avantageux, le véhicule ferroviaire 12 est configuré pour circuler dans les deux sens. La voiture de queue 20 est alors également une locomotive apte à remorquer les autres voitures 13 constitutives du véhicule ferroviaire 12.
  • L'infrastructure ferroviaire 14 comprend des rails 22 et des stations radios 24. Les stations radios 24 sont situées sur le côté des rails 22.
  • Le véhicule ferroviaire 12 est situé sur les rails 22 et est apte à circuler sur les rails 22.
  • En référence à la Figure 2, le système de contrôle 15 est configuré pour contrôler l'attachement de la ou de chaque voiture à guider 18, dont la voiture de queue 20, à la voiture de tête 16. A cet effet, le système de contrôle 15 comporte un émetteur 26, une unité de commande électronique 28 et un réseau de communication 29.
  • L'émetteur 26 est situé dans la voiture de queue 20. Il est configuré pour émettre un signal de contrôle.
  • Le signal de contrôle est avantageusement chiffré.
  • L'unité de commande électronique 28 est située dans la voiture de tête 16.
  • L'unité de commande électronique 28 est avantageusement un équipement autonome qui s'interface avec des équipements de contrôle et de signalisation du véhicule ferroviaire 12.
  • En variante, l'unité de commande électronique 28 est intégrée directement dans les équipements de contrôle et/ou de signalisation du véhicule ferroviaire 12.
  • Selon une autre variante, l'unité de commande électronique 28 est configurée pour coopérer avec un dispositif de freinage du véhicule 12 et pour transmettre automatiquement des ordres de freinage au dispositif de freinage pour limiter les risques de rupture de l'intégrité du véhicule ferroviaire 12.
  • L'unité de commande électronique 28 est configurée pour recevoir le signal de contrôle et commander l'arrêt du véhicule ferroviaire 12 en cas d'absence de réception du signal de contrôle.
  • En variante, l'émetteur 26 est situé dans la voiture de tête 16 et l'unité de commande électronique 18 est située dans la voiture de queue 20.
  • Le réseau de communication 29 est apte à acheminer le signal de contrôle émis par l'émetteur 26 jusqu'à l'unité de commande électronique 28. A cet effet, il comprend une pluralité de noeuds réseaux 30. Chaque voiture 13 comprend au moins un de ces noeuds réseaux 30 et le réseau de communication 29 est configuré de sorte que le signal de contrôle transite par au moins un noeud réseau 30 à bord de chaque voiture 13 avant de parvenir à l'unité de commande électronique 28.
  • Chaque voiture 13 compte avantageusement une multitude de noeuds réseaux 30 permettant une redondance des noeuds réseaux 30. Ainsi, en cas de défaillance d'un noeud réseau 30, le réseau de communication 29 est toujours apte à acheminer le signal de contrôle.
  • Avantageusement, les noeuds réseaux 30 sont adaptés pour transmettre le signal de contrôle émis par l'émetteur 26 sans le déchiffrer ni le modifier, les noeuds réseaux 30 ne comprenant pas d'algorithme de déchiffrage du signal de contrôle.
  • Les noeuds réseaux 30 peuvent ainsi être formés par des noeuds simples et standardisés, ne nécessitant pas de dispositifs de chiffrement et de déchiffrement. Les noeuds réseaux 30 ne nécessitent également pas d'un système de sécurité informatique, le signal de contrôle transitant de manière chiffré dans chaque noeud réseau 30. Le coût d'approvisionnement et d'installation des noeuds réseaux 30 est donc faible. De plus, les noeuds réseaux 30 étant standardisés, une grande flexibilité dans la composition des véhicules ferroviaires 12 est possible.
  • Avantageusement, l'émetteur 26, l'unité de commande 28 et les noeuds réseaux 30 sont alimentés électriquement de manière autonome. Le réseau de communication 29 ne dépend alors pas de l'alimentation électrique du véhicule ferroviaire 12, ce qui rend le réseau de communication 29 plus robuste. L'ajout d'un tel système de contrôle 15 à un véhicule ferroviaire 12 non-équipé est également ainsi simplifié.
  • A cet effet, chaque voiture 13 contient avantageusement, comme illustré sur la Figure 3, au moins une cellule photovoltaïque 32 apte à alimenter électriquement les éléments qui, parmi l'émetteur 26, l'unité de commande 28 et les noeuds réseaux 30, sont à bord de ladite voiture 13.
  • En variante ou en option, chaque voiture 13 contient au moins une source d'énergie par vibrations 34 apte à alimenter électriquement les éléments qui, parmi l'émetteur 26, l'unité de commande 28 et les noeuds réseaux 30, sont à bord de ladite voiture 13. La source d'énergie par vibrations 34 transforme l'énergie des vibrations de la voiture 13 en énergie électrique. La source d'énergie par vibrations 34 est par exemple un transducteur piézoélectrique.
  • Les noeuds réseaux 30 comprennent avantageusement des noeuds aériens 36. Chaque voiture 13 comprend au moins un noeud aérien 36. Chaque noeud aérien 36 est doté d'un module de communication sans fil et est adapté pour dialoguer par voie aérienne avec le ou chaque noeud aérien 36 se trouvant à l'intérieur d'un périmètre prédéterminé. L'utilisation d'un système GPS entre les noeuds réseaux 30 et au moins un satellite n'est pas donc nécessaire, les noeuds aériens 36 communiquant directement entre eux. La connexion des noeuds réseaux 30 est donc assurée en permanence, y compris lors d'un passage du véhicule ferroviaire 12 dans un tunnel par exemple.
  • Dans un mode réalisation avantageux, le périmètre prédéterminé a globalement une forme sphérique centrée sur le noeud aérien 36 et de rayon avantageusement inférieur à 30 m.
  • En variante, le périmètre prédéterminé a globalement une forme ellipsoïdale orientée selon la direction du véhicule ferroviaire 12 et/ou une forme ellipsoïdale orientée orthogonalement à la direction du véhicule ferroviaire 12.
  • Avantageusement, pour chaque voiture 13, au moins un noeud aérien 36, de préférence un seul noeud aérien 36 est situé à chaque interface avec une autre voiture 13.
  • Avantageusement, le module de communication sans fil de chaque noeud aérien 36 est compatible avec le protocole Zigbee ou WiFi ou le standard Bluetooth.
  • Chaque noeud aérien 36 est configuré pour communiquer avec un terminal mobile d'un opérateur. Le terminal mobile est par exemple un téléphone portable ou une tablette numérique.
  • Chaque noeud aérien 36 est apte à se connecter ou se déconnecter du réseau de communication 29 par commande de l'opérateur au moyen dudit terminal mobile.
  • Le terminal mobile de l'opérateur est apte à afficher l'état du réseau de communication 29 permettant ainsi de diagnostiquer un noeud réseau 30 défectueux.
  • Chaque noeud aérien 36 est associé à un identifiant unique associé et est configuré pour émettre l'identifiant unique par voie aérienne.
  • Le véhicule ferroviaire 12 comporte avantageusement une interface homme-machine portée, par exemple, par l'unité de commande électronique 28. L'état de l'intégrité du véhicule ferroviaire 12 est communiqué au conducteur du véhicule ferroviaire 12 ou à un opérateur au moyen de l'interface homme-machine.
  • Le signal de contrôle est constitué par un signal chiffré comprenant un code d'identification. L'unité de commande électronique 28 est configurée pour déchiffrer le signal de contrôle de manière à obtenir le code d'identification.
  • Ainsi, le chiffrement du signal de contrôle permet au réseau de communication 29 d'être protégé contre les attaques extérieures. Le signal de contrôle émis par l'émetteur 26 ne peut pas être lu par une personne tierce se connectant sur le réseau de communication 29. La personne tierce ne peut donc pas récupérer le code d'identification et falsifier le signal de contrôle.
  • Dans un mode réalisation avantageux, le signal de contrôle est chiffré par un code tournant dans lequel la clef de chiffrement échangée entre l'émetteur 26 et l'unité de commande électronique 28 réceptrice du signal n'est pas unique mais change à chaque émission d'un nouveau signal de contrôle. Cette technique de chiffrement empêche toute tentative d'attaque par rejeu. En effet, en cas d'enregistrement et de répétition du signal de contrôle sur le réseau de communication 29 par un utilisateur extérieur, l'unité de commande électronique 28 détecte la mauvaise clef de chiffrement et ne considère pas le signal reçu.
  • Avantageusement le code d'identification est associé de manière unique à l'émetteur 26.
  • Ainsi, le réseau de communication 29 du véhicule ferroviaire 12 ne peut pas interférer avec un véhicule ferroviaire 12 additionnel situé à proximité dudit véhicule ferroviaire 12. En effet, même si les noeuds réseau 30 du véhicule ferroviaire 12 et du véhicule ferroviaire 12 additionnel sont aptes à se connecter entre eux et à transmettre les signaux de contrôle respectifs à l'autre véhicule ferroviaire 12, en cas de réception du signal de contrôle du véhicule ferroviaire 12 additionnel par un des noeuds aériens 36 dudit véhicule ferroviaire 12, l'unité de commande électronique 28 détecte le mauvais code d'identification et ne considère pas le signal de contrôle reçu comme valide.
  • Avantageusement, le véhicule ferroviaire 12 comprend une pluralité d'accéléromètres 38 dispersés avantageusement entre les voitures 13 de sorte que chaque voiture 13 soit équipée d'au moins un accéléromètre 38. Chaque noeud réseau 30 est relié à un accéléromètre 38, ledit accéléromètre 38 étant de préférence embarqué à bord de la même voiture 13 que le noeud réseau 30.
  • Les accéléromètres 38 sont configurés pour fonctionner durant la phase d'accouplage des différentes voitures 13 ainsi que pendant la circulation du véhicule ferroviaire 12 sur les rails 22.
  • Chaque noeud réseau 30 est configuré pour émettre sur le réseau de communication 29 une mesure d'accélération mesurée par l'accéléromètre 38 relié audit noeud réseau 30.
  • La mesure d'accélération est constituée par une mesure instantanée d'une valeur d'accélération ou par un profil d'accélération sur une période de temps donnée.
  • Avantageusement, l'unité de commande électronique 28 est configurée pour recevoir directement la mesure d'accélération émise par chaque accéléromètre 38.
  • En variante, l'émetteur 26 est configuré pour recevoir la mesure d'accélération émise par chaque noeud réseau 30. L'émetteur 26 est également configuré pour inclure cette mesure d'accélération dans le signal de contrôle. L'unité de commande électronique 28 est alors configurée pour récupérer, à partir du signal de contrôle, la mesure d'accélération mesurée par chaque noeud réseau 30.
  • L'unité de commande 28 est également configurée pour comparer lesdites mesures d'accélérations entre elles.
  • L'unité de commande électronique 28 est ainsi apte à détecter une rupture de l'intégrité du véhicule ferroviaire 12 dans le cas où au moins deux desdites mesures d'accélération mesurées par au moins deux noeuds réseaux 30 divergent significativement. On considère notamment que deux mesures d'accélération divergent lorsque l'écart entre deux mesures d'accélération est supérieur à un seuil prédéterminé, par exemple égal à 10% de la plus grande des deux valeurs d'accélération mesurées. L'unité de commande électronique 28 est également configurée pour émettre un signal d'alerte et/ou pour déclencher l'arrêt du véhicule ferroviaire 12 lorsqu'une telle rupture d'intégrité est détectée. Avantageusement, l'unité de commande électronique 28 est propre à transmettre le signal d'alerte à un central de contrôle du trafic ferroviaire sur les rails 22, qui est alors propre à prendre des mesures de sécurité appropriées, telles que l'arrêt de la circulation de véhicule sur les rails 22 de l'infrastructure.
  • La détection de la rupture de l'intégrité du véhicule ferroviaire 12 se fait ainsi très rapidement et donc permet une sécurité ferroviaire renforcée.
  • L'unité de commande électronique 28 est configurée pour émettre sur le réseau de communication 29 une mesure d'accélération mesurée par au moins un accéléromètre 38 situé dans le voiture de tête 16.
  • Chaque noeud réseau 30 est configuré pour recevoir ladite mesure d'accélération émise par l'unité de commande électronique 28.
  • Chaque noeud réseau 30 est également configuré pour comparer ladite mesure d'accélération émise par l'unité de commande électronique 28 à la mesure d'accélération mesurée par l'accéléromètre 38 relié audit noeud réseau 30.
  • Chaque noeud réseau 30 est apte à se connecter au réseau de communication 29 si la mesure d'accélération émise par l'unité de commande électronique 28 est compatible avec la mesure d'accélération mesurée par l'accéléromètre 38 associé au noeud réseau 30.
  • Selon une variante préférée de l'invention, le véhicule ferroviaire 12 est un train de transport de marchandises.
  • La base de données du serveur informatique 11 contient alors des informations relatives à des marchandises transportées, lesdites informations étant chacune associée à au moins un identifiant unique d'un noeud aérien 36 du véhicule ferroviaire 12.
  • Chaque station radio 24 située sur le côté des rails 22 est par ailleurs configurée pour recevoir l'identifiant unique émis par au moins un noeud aérien 36 du véhicule ferroviaire 12 lorsque la station radio 24 se trouve dans le périmètre prédéterminé de l'au moins un noeud aérien 36.
  • La station radio 24 est également configurée pour, lorsqu'elle a reçu un tel identifiant unique, envoyer au serveur informatique 11 un signal d'information comprenant cet identifiant unique.
  • Le serveur informatique 11 est alors apte à déduire de ce signal d'information, par comparaison du ou de chaque identifiant unique compris dans ce signal avec la base de données, la position de marchandises dans l'infrastructure ferroviaire 14.
  • Un premier procédé de composition du véhicule ferroviaire 12 va maintenant être décrit.
  • Cette composition comprend deux étapes : la création du réseau de communication 29 à partir des différents noeuds réseaux 30 puis le couplage de l'émetteur 26 et de l'unité de commande électronique 28.
  • La création du réseau de communication 29 se déroule de la manière suivante.
  • Initialement, une voiture de tête 16 est située sur les rails 22.
  • Un opérateur créé un réseau de communication regroupant l'unité de commande électronique 28 et les noeuds aérien 36 de la voiture de tête 16 au moyen d'une application dédiée installée sur son terminal mobile.
  • Avantageusement, l'opérateur associe à ce réseau de communication un identifiant unique qu'il communique à tous les noeuds du réseau.
  • Une voiture à guider 18 est alors juxtaposée à la voiture de tête 16.
  • La voiture à guider 18 est ensuite liée mécaniquement à la voiture de tête 16.
  • Puis l'opérateur équipé d'un terminal mobile se place à proximité de la voiture à guider 18. Lorsque l'opérateur se situe dans le périmètre prédéterminé d'un noeud aérien 36 de la voiture à guider 18, l'opérateur se connecte au noeud aérien 36 au moyen du terminal mobile. L'opérateur reçoit du noeud aérien 36 son identifiant unique associé et un numéro d'identification associé à la voiture 13 comprenant ledit noeud aérien 36. Si les informations reçues par l'opérateur sont cohérentes, il connecte ledit noeud aérien 36 au réseau de communication de la voiture de tête 16 au moyen du terminal mobile et lui communique d'identifiant unique associé audit réseau de communication.
  • Ensuite, une nouvelle voiture à guider 18 est juxtaposée à la voiture à guider 18 précédemment rattachée. Elle est alors liée mécaniquement à la voiture de tête 16 par l'intermédiaire de la voiture à guider 18 précédemment rattachée, puis ses noeuds aériens 36 sont connectés au réseau de communication précédemment évoqué au moyen du procédé décrit ci-dessus.
  • Cette étape est répétée pour un nombre quelconque de voitures à guider 18, jusqu'à rattacher une voiture de queue 20. Le réseau de communication ainsi obtenu par l'adjonction des noeuds aériens 36 des différentes voitures 16, 18, 20 constitue le réseau de communication 29.
  • Tous les noeuds aérien 36 du réseau de communication 29 sont ainsi connectés et peuvent communiquer entre eux. Avantageusement, chaque noeud aérien 36 ajoute l'identifiant du réseau de communication 29 dans les signaux que le noeud aérien 36 émet sur le réseau. Chaque noeud aérien 36 reçoit les signaux émis par d'autres noeuds aérien 36 mais ne transmet le signal reçu au reste du réseau de communication 29 que si l'identifiant lu dans le signal correspond à l'identifiant unique associé audit réseau de communication 29.
  • Une fois la voiture de queue 20 rattachée, l'émetteur 26 de ladite voiture de queue 20 est couplé à l'unité de commande électronique 28 afin que l'unité de commande électronique 28 identifie le code d'identification de l'émetteur 26 et l'associe à l'émetteur 26. Cette étape constitue le couplage de l'émetteur 26 et de l'unité de commande électronique 28.
  • Pour ce faire, l'opérateur réalise par exemple le couplage de l'émetteur 26 et de l'unité de commande électronique 28 en branchant l'émetteur 26 directement sur l'unité de commande électronique 28. Une fois le couplage de l'émetteur 26 et de l'unité de commande électronique 28 établi, l'émetteur 26 est débranché de l'unité de commande électronique 28 et positionné dans la voiture de queue 20. Avantageusement, l'émetteur 26 est fixé physiquement sur un noeud réseau 30 de la voiture de queue 20.
  • En variante, l'opérateur réalise le couplage de l'émetteur 26 et de l'unité de commande électronique 28 au moyen du terminal mobile, l'émetteur 26 restant situé dans la voiture de queue 20.
  • Selon une autre variante, l'unité de commande électronique 28 est configurée pour être couplée avec un seul émetteur 26 afin d'éviter des problèmes de sécurité dans le cas où des voitures supplémentaires sont ajoutées au véhicule et que l'émetteur 26 n'est pas supprimé.
  • La composition du véhicule ferroviaire 12 se fait donc de façon aisée, l'obtention du réseau de communication 29 se faisant rapidement au moyen d'un terminal mobile.
  • Un deuxième procédé de composition d'un véhicule ferroviaire 12 va maintenant être décrit.
  • Initialement, une voiture à guider 18 est juxtaposée à la voiture de tête 16.
  • La voiture à guider 18 est ensuite liée mécaniquement à la voiture de tête 16.
  • L'unité de commande électronique 28 émet sur le réseau de communication 29 la mesure d'accélération mesurée au moment de la liaison mécanique par au moins un accéléromètre 38 situé dans la voiture de tête 16.
  • La mesure d'accélération est une valeur instantanée ou un profil d'accélération sur une période de temps donnée.
  • Cette mesure d'accélération est diffusée par au moins un noeud aérien 36 de la voiture de tête 16 et est captée par au moins un noeud aérien 36 de la voiture à guider 18. Ce dernier noeud aérien 36 compare la mesure d'accélération ainsi reçue à la mesure d'accélération mesurée par l'accéléromètre 38 associé audit noeud aérien 36 et se connecte au réseau de communication 29 si lesdites mesures d'accélération sont compatibles.
  • En variante, chaque accéléromètre 38 émet sur le réseau de communication 29 la mesure d'accélération mesurée au moment de la liaison mécanique.
  • Chaque noeud aérien 36 de la voiture à guider 18 se connecte au réseau de communication 29 si une des mesures d'accélération reçues est compatible avec la mesure d'accélération mesurée par l'accéléromètre 38 lié au dit noeud aérien 36.
  • En variante, la connexion de chaque noeud aérien au réseau de communication 29 doit être validée/approuvée par l'opérateur avec son terminal.
  • Ensuite, une nouvelle voiture à guider 18 est juxtaposée à la voiture à guider 18 précédemment rattachée. Elle est alors liée mécaniquement à la voiture de tête 16 par l'intermédiaire de la voiture à guider 18 précédemment rattachée, puis ses noeuds aériens 36 sont connectés au réseau de communication 29 au moyen du procédé décrit ci-dessus.
  • Cette étape est répétée pour un nombre quelconque de voitures à guider 18, jusqu'à rattacher une voiture de queue 20.
  • Une fois la voiture de queue 20 rattachée, l'émetteur 26 de ladite voiture de queue 20 est couplé à l'unité de commande électronique 28 afin que l'unité de commande électronique 28 associe le code d'identification avec l'émetteur 26. Ce couplage se fait typiquement de manière similaire à ce qui a été décrit pour le premier procédé de composition.
  • La composition du véhicule ferroviaire 12 se fait ainsi de façon très simple, aucune action d'opérateur n'étant nécessaire afin d'obtenir le réseau de communication 29.
  • Un procédé de fonctionnement du système de contrôle de l'intégrité 15 va maintenant être décrit.
  • Initialement, le véhicule ferroviaire 12 circule sur les rails 22, l'intégrité du véhicule ferroviaire 12 étant assurée.
  • L'émetteur 26 émet en continu un signal de contrôle chiffré comprenant un code d'identification unique associé à l'émetteur 26. Avantageusement, le code d'identification unique est modifié à chaque nouvelle transmission d'information par un algorithme à code tournant.
  • Le réseau de communication 29 achemine ce signal de contrôle jusqu'à l'unité de commande électronique 28, le signal de contrôle transitant par au moins un noeud réseau 30 de chaque voiture 13. L'unité de commande électronique 28 reçoit et déchiffre le signal de contrôle. L'unité de commande électronique 29 vérifie que le code d'identification unique reçu correspond à celui de l'émetteur 26 avec lequel l'unité de commande électronique 28 est couplé.
  • Optionnellement, chaque noeud réseau 30 émet dans le même temps sur le réseau de communication 29 une mesure d'accélération mesurée par l'accéléromètre 38 relié audit noeud réseau 30. L'unité de commande électronique 28 récupère la mesure d'accélération mesurée par l'accéléromètre 38 relié chaque noeud réseau 30 et compare lesdites mesures d'accélération entre elles.
  • Tant que l'unité de commande électronique 28 reçoit le code d'identification unique associé à l'émetteur 26 et tant que les mesures d'accélération restent compatibles, l'intégrité du véhicule ferroviaire 12 est assurée.
  • En cas de rupture de l'intégrité du véhicule ferroviaire 12, la distance augmente entre les deux voitures 13 de chaque côté de l'interface rompue. Quand la distance entre les noeuds réseaux aériens 36 situés des deux côtés de l'interface rompue dépasse la longueur du rayon du périmètre prédéterminé, la transmission du signal de contrôle entre les deux noeuds réseaux aériens 36 est interrompue. L'unité de commande électronique 28 ne recevant plus le code d'identification unique de l'émetteur 26, elle en déduit la rupture de l'intégrité du véhicule ferroviaire 12 et commande l'arrêt du véhicule ferroviaire 12.
  • La rupture de l'intégrité du véhicule ferroviaire 12 a également pour conséquence que les mesures d'accélération d'au moins deux noeuds réseau 30 situés de part et d'autres de l'interface rompue vont diverger. Cette divergence va être détectée par l'unité de commande électronique 28 lorsqu'elle compare ces deux mesures d'accélération, laquelle va là aussi en déduire la rupture de l'intégrité du véhicule ferroviaire 12 et commander en conséquence l'arrêt du véhicule ferroviaire 12.
  • Cette comparaison des mesures d'accélérations permet ainsi une détection plus rapide de la rupture d'intégrité qu'au moyen de la seule rupture de transmission du signal de contrôle. En outre, elle permet une redondance des moyens de contrôle de l'intégrité du véhicule ferroviaire 12.
  • En variante, l'unité de commande électronique 28 émet seulement un signal d'alerte au moment de la détection de la rupture de l'intégrité du véhicule ferroviaire 12 par comparaison des mesures d'accélération. L'arrêt du véhicule ferroviaire 12 n'est alors déclenché qu'au moment de la détection de la rupture d'intégrité par l'absence de réception du code d'identification.
  • Grâce à l'invention décrite ci-dessus, il est ainsi possible de renforcer la sécurité du système de contrôle d'intégrité 15 d'un véhicule ferroviaire 12, notamment de manière à éviter les interférences extérieures et les attaques informatiques, tout en minimisant le coût d'un tel système.
  • Cette invention permet également une composition aisée et rapide d'un véhicule ferroviaire 12 ainsi qu'un fonctionnement du système de contrôle de l'intégrité 15 du véhicule ferroviaire 12 simple, réactif et redondant.

Claims (13)

  1. Véhicule ferroviaire (12) comportant :
    - une pluralité de voitures (13) dont une voiture de tête (16) définissant une extrémité de tête du véhicule ferroviaire (12), et un ensemble de voitures à guider (18) reliées à la voiture de tête (16), l'ensemble de voitures à guider (18) comprenant une voiture de queue (20) située à une extrémité de queue du véhicule ferroviaire (12) opposée à l'extrémité de tête, et
    - un premier système de contrôle (15) de l'intégrité du véhicule ferroviaire (12) pour contrôler l'attachement de chaque voiture de l'ensemble de voitures à guider (18) à la voiture de tête (16), le premier système de contrôle (15) comprenant :
    + un émetteur (26) configuré pour émettre un signal de contrôle, l'émetteur (26) étant situé à bord de la voiture de queue (20) ;
    + une unité de commande électronique (28) configurée pour recevoir le signal de contrôle et commander l'arrêt du véhicule ferroviaire (12) en cas d'absence de réception du signal de contrôle, l'unité de commande électronique (28) étant située à bord de la voiture de tête (16) ; et
    + un réseau de communication (29) pour acheminer le signal de contrôle jusqu'à l'unité de commande électronique (28), ledit réseau de communication (29) comprenant une pluralité de noeuds réseaux (30), dont au moins un à bord de chaque voiture de l'ensemble de voitures à guider (18), le réseau de communication (29) étant configuré de sorte que le signal de contrôle transite par au moins un noeud réseau (30) à bord de chaque voiture de l'ensemble de voitures à guider (18) avant de parvenir à l'unité de commande électronique (28),
    caractérisé en ce que le signal de contrôle est constitué par un signal chiffré comprenant un code d'identification, l'unité de commande électronique (28) étant configurée pour déchiffrer le signal de contrôle de manière à obtenir le code d'identification,
    et en ce que le véhicule ferroviaire (12) comprend une pluralité d'accéléromètres (38), chaque noeud réseau (30) étant relié à un accéléromètre (38).
  2. Véhicule ferroviaire (12) selon la revendication 1, dans lequel le véhicule ferroviaire (12) comprend également un deuxième système de contrôle (15) dont la composition est similaire à celle du premier système de contrôle (15) mais pour lequel l'émetteur (26) correspondant est situé à bord de la voiture de tête (16) et l'unité de commande électronique (28) correspondante est située à bord de la voiture de queue (20).
  3. Véhicule ferroviaire (12) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les noeuds réseaux (30) sont adaptés pour transmettre le signal de contrôle sans le déchiffrer.
  4. Véhicule ferroviaire (12) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les noeuds réseaux (30) comprennent des noeuds aérien (36), dont au moins un à bord de chaque voiture de l'ensemble de voitures à guider (18), chaque noeud aérien (36) étant doté d'un module de communication sans fil et étant adapté pour dialoguer par voie aérienne avec le ou chaque autre noeud aérien (36) se trouvant à l'intérieur d'un périmètre prédéterminé.
  5. Véhicule ferroviaire (12) selon la revendication 4, dans lequel le module de communication sans fil est compatible avec le protocole Zigbee ou WiFi ou le standard Bluetooth.
  6. Véhicule ferroviaire (12) selon l'une des revendications 4 ou 5, dans lequel chaque noeud aérien (36) est configuré pour communiquer avec un terminal mobile d'un opérateur.
  7. Véhicule ferroviaire (12) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel un code d'identification est associé de manière unique à l'émetteur (26).
  8. Véhicule ferroviaire (12) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins un élément parmi l'émetteur (26), l'unité de commande électronique (28) et les noeuds réseaux (30) est alimenté électriquement de manière autonome par au moins une cellule photovoltaïque (32) et/ou au moins une source d'énergie par vibrations (34).
  9. Véhicule ferroviaire (12) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel :
    - chaque noeud réseau (30) est configuré pour émettre sur le réseau de communication (29) une mesure d'accélération mesurée par l'accéléromètre (38) relié audit noeud réseau (30);
    - l'unité de commande électronique (28) est configurée pour recevoir la mesure d'accélération mesurée par chaque noeud réseau (30), et pour comparer lesdites mesures d'accélération entre elles ; et
    - l'unité de commande électronique (28) est configurée pour émettre un signal d'alerte et/ou déclencher l'arrêt du véhicule ferroviaire (12) dans le cas où au moins deux desdites mesures d'accélération présentent un écart supérieur à une valeur seuil prédéterminée.
  10. Véhicule ferroviaire (12) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel :
    - l'unité de commande électronique (28) est configurée pour émettre sur le réseau de communication (29) une mesure d'accélération mesurée par au moins un accéléromètre (38) situé dans la voiture de tête (16) ;
    - chaque noeud réseau (30) est configuré pour recevoir ladite mesure d'accélération et comparer cette mesure d'accélération à une mesure d'accélération mesurée par l'accéléromètre (38) relié audit noeud réseau (30).
  11. Système ferroviaire (10) comprenant :
    - un véhicule ferroviaire (12) selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, ledit véhicule ferroviaire (12) constituant un véhicule de transport de marchandises, chaque noeud aérien (36) dudit véhicule ferroviaire (12) étant configuré pour émettre un identifiant unique associé ;
    - un serveur informatique (11) comprenant une base de données, la base de données contenant des informations relatives à des marchandises transportées par le véhicule ferroviaire (12) et, associé à chacune de ces informations, au moins un identifiant unique de noeud aérien (36),
    - une infrastructure ferroviaire (14) configurée pour permettre la circulation du véhicule ferroviaire (12), l'infrastructure ferroviaire (14) comprenant au moins une station radio (24) configurée pour recevoir au moins un identifiant unique transmis par au moins un noeud aérien (36) et envoyer un signal d'information comprenant l'au moins un identifiant unique au serveur informatique (11), le serveur informatique (11) étant apte à déduire de l'identifiant unique la position des marchandises dans l'infrastructure ferroviaire (14) par comparaison avec la base de données.
  12. Procédé de composition d'un véhicule ferroviaire (12) selon la revendication 6, comportant les étapes suivantes :
    - juxtaposition d'une voiture à guider (18) à la voiture de tête (16) ou à une voiture (13) liée à la voiture de tête (16) ;
    - liaison mécanique de la voiture à guider (18) à la voiture de tête (16) ou à la voiture (13) liée à la voiture de tête;
    - connexion de chaque noeud aérien (36) de la voiture à guider (18) au réseau de communication (29) par un opérateur au moyen d'un terminal mobile.
  13. Procédé de composition d'un véhicule ferroviaire (12) selon la revendication 10 comportant les étapes suivantes :
    - juxtaposition d'une voiture à guider (18) à la voiture de tête (16) ou à une voiture (13) liée à la voiture de tête (16) ;
    - liaison mécanique de la voiture à guider (18) à la voiture de tête (16) ou à la voiture liée à la voiture de tête (13);
    - émission, par l'unité de commande électronique (28), d'une mesure d'accélération mesurée par au moins un accéléromètre (38) situé dans la voiture de tête (16);
    - réception, par les noeuds réseaux (30) de la voiture à guider (18), de ladite mesure de l'accélération émise par l'unité de commande électronique (28) ;
    - pour chaque noeud réseau (30) de la voiture à guider (18), comparaison de ladite mesure d'accélération émise par l'unité de commande électronique (28) à une mesure d'accélération mesurée par l'accéléromètre (38) relié audit noeud réseau (30), et
    - lorsque ladite mesure de l'accélération émise par l'unité de commande électronique (28) est sensiblement égale à ladite mesure de l'accélération mesurée par l'accéléromètre (38) relié audit noeud réseau (30), connexion dudit noeud réseau (30) au réseau de communication (29).
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