FR3012478A1 - DEVICE FOR MONITORING THE GEOMETRY OF A RAILWAY, FERRYWAY AND SYSTEM COMPRISING SUCH A DEVICE - Google Patents
DEVICE FOR MONITORING THE GEOMETRY OF A RAILWAY, FERRYWAY AND SYSTEM COMPRISING SUCH A DEVICE Download PDFInfo
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Abstract
L'invention concerne un dispositif de surveillance (100) de la géométrie d'une voie ferrée (106) comprenant deux files de rail (102, 104), ledit dispositif (100) comprenant : - un ensemble extensible (110) prévu pour être disposé entre les deux files de rail (102,104), chaque extrémité dudit ensemble extensible (110) étant fixée de manière amovible contre une file de rail (102, 104) ; et - au moins un module électronique (112, 114), dit de surveillance, agencé sur ledit ensemble extensible (110) et comprenant au moins un capteur, dit de géométrie, pour mesurer une grandeur relative à la géométrie de la voie (106).The invention relates to a device (100) for monitoring the geometry of a railway track (106) comprising two rails (102, 104), said device (100) comprising: - an extensible assembly (110) intended to be disposed between the two rails (102, 104), each end of said extensible assembly (110) being removably attached to a rail line (102, 104); and - at least one electronic module (112, 114), said monitoring, arranged on said extensible assembly (110) and comprising at least one sensor, said geometry, for measuring a magnitude relative to the geometry of the path (106) .
Description
- 1 - « Dispositif de surveillance de la géométrie d'une voie ferrée, voie ferrée et système comprenant un tel dispositif » L'invention concerne un dispositif de surveillance de la géométrie 5 d'une voie ferrée comprenant deux files de rail fixées. Elle concerne également une voie ferrée et un système comprenant un tel dispositif de surveillance. Le domaine de l'invention est le domaine ferroviaire, et plus 10 particulièrement, le domaine des voies ferrées comprenant deux files de rails parallèles fixées sur des pièces d'appui, dites traverses, disposées perpendiculairement aux files de rail et posées sur/dans le sol. 15 Etat de la technique Afin d'assurer la sécurité des circulations de véhicules sur une voie ferrée, en particulier d'une voie ferrée comprenant deux files de rail parallèles posées sur des traverses, la géométrie de la voie doit être 20 maitrisée. Différents paramètres de la géométrie de la voie sont à contrôler : l'écartement entre les deux files de rail, le dévers, le nivellement longitudinal, le nivellement transversal, etc. Ces paramètres doivent être contrôlés sous charge, c'est-à-dire en prenant en compte les déformations et 25 des enfoncements induits par le passage des véhicules sur la voie ferrée. Le paramètre le plus critique pour assurer la sécurité des circulations, et suivi en priorité, est un paramètre appelé « Gauche sur 3 mètres » ou « G3 » et correspondant à la différence de nivellement transversal entre les deux files de la voie ferrée sur une distance de 3 mètres. 30 Actuellement, la surveillance d'une voie ferrée peut être réalisée par des trains instrumentés. Ces trains parcourent à intervalles réguliers les voies. Pour la majeure partie des voies, ces passages réguliers sont suffisants pour assurer un niveau d'information permettant d'assurer la sécurité des circulations. - 2 - Cependant, certaines zones particulières appelées « zone à évolution rapide », ou ZER, ont une moins bonne tenue de la géométrie et doivent être contrôlées de manière plus fréquente, par exemple toutes les semaines, jusqu'à toutes les 24h. Pour contrôler la géométrie de la voie ferrée dans ces zones, des instruments manuels sont utilisés tels qu'un dansomètre ou une règle à devers. La surveillance par des trains instrumentés est ponctuelle et ne permet pas une surveillance continue. De plus, elle nécessite l'occupation de la voie par un train, ce qui, d'une part n'est pas toujours possible dans des zones où le trafic ferroviaire est dense, et d'autre part, est très coûteux puisqu'il nécessite de faire circuler un train. Les outils de surveillance manuels, ne permettent pas non plus une surveillance continue, et impliquent une intervention humaine au niveau de la voie ferrée qui peut être très fréquente dans les zones ZER. De plus, la règle à dévers ne peut pas être utilisée lors du passage d'un véhicule. Les dispositifs de surveillance intrusifs présentent un temps d'installation long, nécessitent du personnel qualifié pour leur fixation et impliquent une modification/dégradation de la file de rail ou de la traverse lors de leur installation ou leur démontage.The invention relates to a device for monitoring the geometry of a railroad track comprising two fixed rail tracks. It also relates to a railway and a system comprising such a monitoring device. The field of the invention is the railway field, and more particularly, the field of railways comprising two parallel rails of rails fixed on support pieces, said sleepers, arranged perpendicular to the rail queues and placed on / in the ground. State of the art In order to ensure the safety of vehicular traffic on a railway, in particular a railway comprising two parallel rails of rails laid on sleepers, the geometry of the track must be mastered. Different parameters of the geometry of the track are to be controlled: the distance between the two rails, the slope, the longitudinal leveling, the transversal leveling, etc. These parameters must be controlled under load, that is to say taking into account the deformations and depressions induced by the passage of vehicles on the railway. The most critical parameter to ensure the safety of the traffic, and followed in priority, is a parameter called "Left on 3 meters" or "G3" and corresponding to the difference of leveling between the two lines of the railway for a distance of 3 meters. Currently, the monitoring of a railway can be carried out by instrumented trains. These trains travel at regular intervals. For most routes, these regular passages are sufficient to ensure a level of information to ensure the safety of traffic. However, some particular zones called "fast-changing zone", or ZER, have a poorer geometry hold and must be controlled more frequently, for example every week, until every 24 hours. To control the geometry of the railway in these areas, hand instruments are used such as a meter or a ruler. Monitoring by instrumented trains is ad hoc and does not allow continuous monitoring. In addition, it requires the occupation of the track by a train, which, on the one hand is not always possible in areas where rail traffic is dense, and secondly, is very expensive since requires to run a train. Manual monitoring tools also do not allow continuous monitoring, and involve human intervention at the railroad level, which can be very common in ZER areas. In addition, the tilt rule can not be used when passing a vehicle. The intrusive monitoring devices have a long installation time, require qualified personnel for their attachment and involve a modification / degradation of the rail queue or the cross during their installation or disassembly.
L'invention a pour but de pallier les inconvénients précités. Notamment, le but de l'invention est de proposer un dispositif de surveillance de la géométrie d'une voie ferrée plus rapide et plus simple à installer, tout en étant autonome.The invention aims to overcome the aforementioned drawbacks. In particular, the aim of the invention is to propose a device for monitoring the geometry of a railroad track which is faster and easier to install, while being autonomous.
Un autre but de l'invention est de proposer un dispositif de surveillance de la géométrie d'une voie ferrée qui ne nécessite pas de personnel qualifié pour son installation. Enfin un autre but de l'invention est de proposer un dispositif de surveillance de la géométrie d'une voie ferrée n'impliquant aucune modification/dégradation de la voie ferrée. - 3 - Exposé de l'invention L'invention permet d'atteindre au moins l'un des buts précités par un dispositif de surveillance de la géométrie d'une voie ferrée comprenant deux files de rail, ledit dispositif comprenant : - un ensemble extensible prévu pour être disposé entre les deux files de rail, et chaque extrémité dudit ensemble étant fixée de manière amovible contre une file de rail ; et - au moins un module électronique, dit de surveillance, agencé sur ledit ensemble extensible et comprenant au moins un capteur, dit de géométrie, pour mesurer une grandeur relative à la géométrie de la voie, en particulier au dévers et à l'écartement entre les deux files de rail et à l'enfoncement induit par les circulations sur chacune d'elles. Le dispositif selon l'invention se présente donc sous la forme d'un ensemble extensible qui est fixé entre les deux files de rail d'une voie ferrée, de manière amovible. Ainsi, il est plus rapide et plus simple à installer, tout en étant autonome. En effet, l'installation du dispositif selon l'invention est réalisée en positionnant l'ensemble extensible entre les files de rail, puis en l'allongeant de sorte que chaque extrémité de l'ensemble extensible vient contre une file de rail. De plus, l'installation du dispositif selon l'invention n'implique aucune opération nécessitant l'intervention d'un spécialiste ou une quelconque qualification puisque les manipulations à réaliser pour installer le dispositif selon l'invention peuvent être réalisées par un opérateur non qualifié.Another object of the invention is to propose a device for monitoring the geometry of a railway which does not require qualified personnel for its installation. Finally, another object of the invention is to propose a device for monitoring the geometry of a railway that does not involve any modification / degradation of the railway. SUMMARY OF THE INVENTION The invention makes it possible to achieve at least one of the above-mentioned objects by a device for monitoring the geometry of a railroad track comprising two rail rails, said device comprising: an extensible assembly provided to be disposed between the two rail lines, and each end of said assembly being removably attached to a rail line; and at least one electronic module, called a monitoring module, arranged on said extensible assembly and comprising at least one so-called geometry sensor for measuring a quantity relating to the geometry of the track, in particular to the cant and to the spacing between the two rail queues and the indentation induced by the traffic on each of them. The device according to the invention is therefore in the form of an extensible assembly which is fixed between the two rail rails of a railroad track removably. Thus, it is faster and easier to install, while being autonomous. Indeed, the installation of the device according to the invention is carried out by positioning the extensible assembly between the rail queues, then by lengthening it so that each end of the extensible assembly comes against a rail line. In addition, the installation of the device according to the invention does not involve any operation requiring the intervention of a specialist or any qualification since the manipulations to be performed to install the device according to the invention can be performed by an unqualified operator .
Le dispositif selon l'invention venant s'insérer entre les deux files de rail d'une voie ferrée de manière amovible, il ne nécessite pas de collage, de perçage ou de vissage sur une file de rail ou sur une traverse. Par conséquent, le dispositif de surveillance de géométrie selon l'invention n'implique aucune modification/dégradation de la voie ferrée et n'est pas intrusif. En outre, le dispositif selon l'invention peut être utilisé lorsque la voie est sous charge, c'est-à-dire lors du passage du véhicule ferroviaire, puisque l'ensemble extensible est disposé entre les files de rail et non sur les files de - 4 - rail, et peut rester en place même lorsqu'un véhicule ferroviaire circule sur la voie. Selon une version préférée nullement limitative, le dispositif selon l'invention peut comprendre au moins deux modules de surveillance comprenant chacun au moins un capteur de géométrie, chaque module de surveillance étant agencé au niveau d'une extrémité de l'ensemble extensible du côté d'une file de rail et associé à ladite file de rail. Ainsi, il est possible de mesurer des grandeurs relatives à la géométrie 10 de chaque file de rail individuellement et de réaliser une surveillance individuelle de chaque file de rail. Avantageusement, l'ensemble extensible peut comprendre, au niveau d'au moins une, de préférence sur chacune, de ses extrémités, une pièce, 15 dite de liaison, prévue pour venir en contact contre une file de rail et articulée par rapport au reste dudit ensemble. L'utilisation d'une ou des pièces de liaison articulées permet d'autoriser un déplacement de la ou des files de rail sans dégrader le dispositif selon l'invention, et plus particulièrement l'ensemble extensible, en 20 particulier lorsqu'une des deux files de rail de la voie subit un déplacement différent de celui subit par l'autre des files de rail. Avantageusement, au moins une, de préférence chaque, pièce de liaison présente une forme complémentaire à la forme de l'âme de la file de 25 rail, en particulier du côté de la pièce de liaison venant en contact avec la file de rail. Une telle forme complémentaire de la pièce de liaison facilite le positionnement de la pièce de liaison contre une file de rail, et par conséquent l'installation de l'ensemble extensible entre les files de rail. 30 Une telle forme de la pièce de liaison permet également de faciliter le maintien en place du dispositif selon l'invention puisque la pièce de liaison est alors maintenue entre le champignon et le patin de la file de rail. - 5 - Un tel moyen de liaison peut notamment comprendre un ressort et/ou une vis et/ou un vérin, agencé pour écarter les deux extrémités de l'ensemble extensible contre les files de rail lorsque l'ensemble extensible est positionné entre les files de rail, de manière à appliquer un effort sur chacune des files de rail au niveau de chacune des extrémités de l'ensemble extensible. Le dispositif selon l'invention peut en outre comprendre au moins un moyen de fixation de l'ensemble extensible sur chaque file de rail.The device according to the invention being inserted between the two rail rails of a railroad removably, it does not require gluing, drilling or screwing on a rail or on a rail. Therefore, the geometry monitoring device according to the invention does not involve any modification / degradation of the railway and is not intrusive. In addition, the device according to the invention can be used when the track is under load, that is to say during the passage of the railway vehicle, since the extensible assembly is disposed between the rail queues and not on the lines of rail, and can remain in place even when a railway vehicle is traveling on the track. According to a preferred non-limiting version, the device according to the invention may comprise at least two monitoring modules each comprising at least one geometry sensor, each monitoring module being arranged at one end of the extensible assembly on the d-side. a rail line and associated with said rail line. Thus, it is possible to measure magnitudes relating to the geometry of each rail line individually and to perform individual monitoring of each rail line. Advantageously, the extensible assembly may comprise, at the level of at least one, preferably on each of its ends, a so-called connecting part, intended to come into contact with a rail line and articulated with respect to the rest. said set. The use of one or more articulated connecting pieces makes it possible to allow the rail line (s) to be moved without degrading the device according to the invention, and more particularly the extensible assembly, in particular when one of the two The rail tracks of the track undergoes a displacement different from that undergone by the other rail queues. Advantageously, at least one, preferably each, connecting piece has a shape complementary to the shape of the web of the rail, particularly on the side of the connecting piece coming into contact with the rail line. Such a complementary shape of the connecting piece facilitates the positioning of the connecting piece against a rail line, and therefore the installation of the extensible assembly between the rail queues. Such a shape of the connecting piece also makes it easier to hold the device according to the invention in place since the connecting piece is then held between the mushroom and the runner of the rail. Such a connecting means may in particular comprise a spring and / or a screw and / or a jack, arranged to separate the two ends of the extensible assembly against the rail queues when the extensible assembly is positioned between the queues. of rail, so as to apply a force on each of the rail queues at each end of the extensible assembly. The device according to the invention may further comprise at least one means for fixing the extensible assembly on each rail line.
Alternativement ou en plus, le moyen de fixation peut comprendre, pour au moins une, de préférence chaque, extrémité de l'ensemble extensible, au moins un aimant coopérant avec la file de rail pour réaliser une fixation de l'ensemble extensible sur ladite file de rail. Lorsque l'extrémité de l'ensemble extensible comporte une pièce de liaison, l'aimant peut être disposé dans/sur la pièce de liaison. Avantageusement, l'ensemble extensible peut comprendre une isolation électrique isolant l'une des files de rail par rapport à l'autre des files de rail.Alternatively or additionally, the fastening means may comprise, for at least one, preferably each end of the extensible assembly, at least one magnet cooperating with the rail line for fixing the extensible assembly on said line. of rail. When the end of the extensible assembly comprises a connecting piece, the magnet can be arranged in / on the connecting piece. Advantageously, the extensible assembly may comprise an electrical insulation insulating one of the rail queues with respect to the other of the rail queues.
Ainsi, le dispositif selon l'invention ne vient pas perturber les signaux électriques véhiculés par chaque file de rail, par exemple par les circuits de voie. Une telle isolation électrique peut être obtenue par utilisation d'un isolant électrique au niveau d'une, voire chaque, extrémité de l'ensemble extensible, et/ou au niveau de tout autre zone de l'ensemble extensible. Alternativement ou en plus, une telle isolation peut être obtenue par l'utilisation d'un matériau isolant pour la fabrication d'une partie de l'ensemble extensible sur toute sa section.Thus, the device according to the invention does not disturb the electrical signals conveyed by each rail line, for example by the track circuits. Such electrical insulation can be achieved by using an electrical insulator at one or even each end of the extensible assembly, and / or at any other area of the extensible assembly. Alternatively or additionally, such insulation can be obtained by the use of an insulating material for the manufacture of a portion of the extensible assembly throughout its section.
Le dispositif selon l'invention peut avantageusement comprendre au moins un capteur d'écartement des files de rail entre-elles. Un tel capteur peut comprendre un capteur de position surveillant et mesurant la position d'au moins une partie extensible de l'ensemble extensible. - 6 - Un tel capteur peut également comprendre un capteur de position surveillant la position d'une file ou des deux files de rail. Le dispositif selon l'invention peut en outre être muni d'au moins un moyen amortisseur de vibration pour filtrer/atténuer des vibrations de fréquence(s) prédéterminée(s). Le moyen amortisseur peut être disposé entre l'ensemble extensible et au moins un, de préférence chaque, module électronique. Alternativement ou en plus, au moins un moyen amortisseur peut être disposé entre la file de rail et l'extrémité de l'ensemble extensible. Lorsque l'ensemble extensible comprend une ou des pièces de liaison articulées, au moins un amortisseur peut être disposé entre la file de rail et la pièce de liaison et/ou au niveau de l'articulation de la pièce de liaison. Un exemple non limitatif de moyen amortisseur peut comprendre un cylindre en caoutchouc de manière à limiter les vibrations. Selon un exemple de réalisation non limitatif, l'ensemble extensible peut comprendre un bras extensible comprenant deux parties mobiles entre elles, et un moyen d'ajustement pour modifier la position de l'une au moins des parties dudit bras par rapport à l'autre. Un tel moyen d'ajustement peut comprendre un vérin, un ressort, une barre télescopique aménagée entre/dans les parties mobiles ou fixée aux parties mobiles. Le moyen d'ajustement peut avantageusement être agencé au niveau d'une partie centrale du bras extensible, facilitant la manipulation du bras extensible. Le dispositif selon l'invention peut en outre comprendre une combinaison quelconque des moyens suivants : - au moins un moyen, dit de communication, pour émettre au moins une donnée relative à une grandeur mesurée vers un dispositif externe ; - au moins un moyen, dit de détection, pour détecter la présence d'un véhicule sur la voie ferrée au niveau dudit dispositif et fournir - 7 - un signal de déclenchement des mesures par le ou les capteur(s) de géométrie ; - un moyen, dit de synchronisation, fournissant un signal de synchronisation des mesures réalisées avec les capteurs d'un même module de surveillance ; - un moyen de synchronisation d'un module de surveillance avec un autre module de surveillance et/ou des capteurs de plusieurs modules de surveillance.The device according to the invention may advantageously comprise at least one sensor for spacing the rail queues between them. Such a sensor may include a position sensor monitoring and measuring the position of at least one extensible portion of the expandable assembly. Such a sensor may also include a position sensor monitoring the position of one or both of the rail lines. The device according to the invention may also be provided with at least one vibration damping means for filtering / attenuating vibrations of predetermined frequency (s). The damping means may be disposed between the extensible assembly and at least one, preferably each, electronic module. Alternatively or in addition, at least one damping means can be arranged between the rail line and the end of the extensible assembly. When the extensible assembly comprises one or hinged connecting parts, at least one damper can be arranged between the rail line and the connecting piece and / or at the joint of the connecting piece. A non-limiting example of damping means may comprise a rubber cylinder so as to limit vibrations. According to a non-limiting exemplary embodiment, the extensible assembly may comprise an extensible arm comprising two mutually movable parts, and adjustment means for modifying the position of at least one part of said arm relative to the other. . Such adjustment means may comprise a jack, a spring, a telescopic bar arranged between / in the moving parts or attached to the moving parts. The adjustment means may advantageously be arranged at a central portion of the extensible arm, facilitating the manipulation of the extensible arm. The device according to the invention may further comprise any combination of the following means: at least one communication means for transmitting at least one piece of data relating to a measured quantity to an external device; at least one detection means for detecting the presence of a vehicle on the track at said device and for providing a signal for triggering measurements by the geometry sensor (s); a synchronization means providing a synchronization signal of the measurements made with the sensors of the same monitoring module; a means of synchronizing a monitoring module with another monitoring module and / or sensors of several monitoring modules.
Au moins un, en particulier chaque, module de surveillance peut comprendre : - au moins un premier capteur pour mesurer au moins une donnée relative à une inclinaison de ladite voie ferrée : un tel premier capteur peut comprendre un inclinomètre ; - au moins un deuxième capteur pour mesurer au moins une donnée relative à un enfoncement de la voie ferrée, en particulier d'une file de rail : un tel deuxième capteur peut comprendre un accéléromètre, un filtre passe-haut récursif pour filtrer le signal fourni par l'accéléromètre et un intégrateur pour intégrer le signal fourni par le filtre passe-haut récursif. Selon un autre aspect de l'invention, il est proposé un système de surveillance comprenant : au moins un dispositif de surveillance selon l'invention, et au moins un site distant relié audit dispositif de surveillance au travers d'un réseau de communication pour traiter les données émises par le ou les modules de surveillance. Dans une version particulière, le système selon l'invention peut 30 comprendre une passerelle de communication entre au moins un module de surveillance et un site distant. - 8 - Selon encore un autre aspect de l'invention il est proposé une voie ferrée comprenant deux files de rail et un dispositif de surveillance selon l'invention.At least one, in particular each, monitoring module may comprise: at least one first sensor for measuring at least one datum relating to an inclination of said railroad track: such a first sensor may comprise an inclinometer; at least one second sensor for measuring at least one datum relating to a depression of the railway track, in particular a rail queue: such a second sensor may comprise an accelerometer, a recursive high-pass filter for filtering the signal supplied; by the accelerometer and an integrator to integrate the signal provided by the recursive high-pass filter. According to another aspect of the invention, there is provided a monitoring system comprising: at least one monitoring device according to the invention, and at least one remote site connected to said monitoring device through a communication network for processing the data transmitted by the monitoring module or modules. In a particular version, the system according to the invention may comprise a communication gateway between at least one monitoring module and a remote site. According to yet another aspect of the invention there is provided a railroad track comprising two rails and a monitoring device according to the invention.
La présente invention concerne toute voie ferrée comprenant deux files de rail, tel qu'une voie ferrée pour trains, une voie ferrée pour tramway, métro, etc. D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à l'examen de la description détaillée d'exemples nullement limitatifs, et des dessins annexés sur lesquels : - la FIGURE 1 est une représentation schématique d'une voie ferrée équipée d'un dispositif selon l'invention ; - les FIGURES 2-4 sont des représentations schématiques d'un exemple de réalisation d'un dispositif selon l'invention ; - la FIGURE 5 est une représentation schématique d'un exemple de module de surveillance mis en oeuvre dans le dispositif selon l'invention ; - la FIGURE 6 est une représentation schématique d'un système selon l'invention ; et - la FIGURE 7 est une représentation schématique du principe de calcul du paramètre G3. Il est bien entendu que les modes de réalisation qui seront décrits dans la suite ne sont nullement limitatifs. On pourra notamment imaginer des variantes de l'invention ne comprenant qu'une sélection de caractéristiques décrites par la suite isolées des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieur. Cette sélection comprend au moins une caractéristique de préférence fonctionnelle sans détail structurel, ou avec seulement une partie des détails structurels si cette partie uniquement est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieur. - 9 - En particulier toutes les variantes et tous les modes de réalisation décrits sont combinables entre eux si rien ne s'oppose à cette combinaison sur le plan technique. Sur les figures, les éléments communs à plusieurs figures conservent 5 la même référence. La FIGURE 1 est une représentation schématique d'une voie ferrée équipée d'un dispositif selon l'invention. Le dispositif de surveillance 100 représenté sur la FIGURE 1 est 10 agencé entre les deux files de rail 102 et 104 d'une voie ferrée 106 disposées sur une/des traverses 108. Le dispositif de surveillance 100 comprend un ensemble extensible 110, deux modules de surveillance 112 et 114 fixés sur l'ensemble extensible 110 au niveau de chacune de ses extrémités, respectivement du côté des 15 files de rail 102 et 104, et un module 116 de mesure de l'écartement des files de rail 112 et 114, également fixé à l'ensemble extensible 110. L'ensemble extensible 110 comprend un bras 118 formé par deux parties 120 et 122, mobiles en translation l'une par rapport à l'autre suivant une direction perpendiculaire aux files de rail. Un moyen d'ajustement 124, 20 tel qu'un ressort, un vérin ou une coulisse lorsque les deux extrémités du dispositif sont fixées à l'âme du rail, permet d'ajuster la position des parties mobiles 120 et 122, et par conséquent la longueur de l'ensemble extensible 110. L'ensemble extensible 110 comprend deux pièces de liaison 126 et 128 25 au niveau de ses extrémités et venant en contact avec les files de rail, respectivement 112 et 114. Chaque pièce de liaison 126 et 128 est fixée au bras 118 par une articulation, respectivement 130 et 132, permettant une rotation de la pièce de liaison par rapport au bras 118 autour d'un axe de rotation sensiblement parallèle à la file de rail et perpendiculaire au bras 30 118. Chaque pièce de liaison 126 et 128 comprend un ou plusieurs aimants 134 et 136, venant coopérer avec la file de rail, respectivement 112 et 114, contre laquelle elle est disposée. - 10 - Le bras 118 est réalisé au moins en partie par un matériau non conducteur électriquement, par exemple en plastique, de sorte qu'aucun signal électrique ne le traverse. Chaque module de surveillance 112 et 114 est fixé au bras 118 par l'intermédiaire d'un ou plusieurs amortisseurs, respectivement 138 et 140, filtrant/atténuant des vibrations de fréquences indésirables, par exemple les vibrations de fréquences supérieures à 75 Hz. A titre d'exemple, l'ensemble extensible 110 présente une longueur d'1 mètre lorsqu'il est rétracté et une longueur de 2 mètres lorsqu'il est 10 déployé au maximum. La FIGURE 2 est une représentation d'un exemple de réalisation non limitatif d'un dispositif de surveillance selon l'invention et les FIGURES 3 et 4 sont des représentations d'une extrémité du dispositif de la FIGURE 2.The present invention relates to any railroad track comprising two rail lines, such as a train track, a railroad track, subway, etc. Other advantages and features will appear on examining the detailed description of non-limitative examples, and the accompanying drawings in which: - FIGURE 1 is a schematic representation of a railway track equipped with a device according to the invention ; - FIGURES 2-4 are schematic representations of an embodiment of a device according to the invention; - FIGURE 5 is a schematic representation of an example of a monitoring module implemented in the device according to the invention; FIGURE 6 is a schematic representation of a system according to the invention; and FIG. 7 is a schematic representation of the principle of calculation of the parameter G3. It is understood that the embodiments which will be described in the following are in no way limiting. It will be possible, in particular, to imagine variants of the invention comprising only a selection of characteristics described subsequently isolated from the other characteristics described, if this selection of characteristics is sufficient to confer a technical advantage or to differentiate the invention with respect to the state of the art. This selection comprises at least one feature preferably functional without structural detail, or with only a part of the structural details if this part alone is sufficient to confer a technical advantage or to differentiate the invention from the state of the prior art. In particular, all the variants and all the embodiments described are combinable with one another if there is nothing to prevent this combination from the technical point of view. In the figures, the elements common to several figures retain the same reference. FIGURE 1 is a schematic representation of a railway track equipped with a device according to the invention. The monitoring device 100 shown in FIG. 1 is arranged between the two rails 102 and 104 of a railway track 106 disposed on one or more sleepers 108. The monitoring device 100 comprises an extensible assembly 110, two modules of monitoring 112 and 114 fixed on the extensible assembly 110 at each of its ends, respectively on the side of the rail lines 102 and 104, and a module 116 for measuring the spacing of the rail queues 112 and 114, also attached to the extensible assembly 110. The extensible assembly 110 comprises an arm 118 formed by two parts 120 and 122, movable in translation relative to each other in a direction perpendicular to the rail queues. An adjustment means 124, 20 such as a spring, a jack or a slide when the two ends of the device are fixed to the web of the rail, makes it possible to adjust the position of the moving parts 120 and 122, and consequently the length of the extensible assembly 110. The extensible assembly 110 comprises two connecting pieces 126 and 128 at its ends and coming into contact with the rail queues, respectively 112 and 114. Each connecting piece 126 and 128 is attached to the arm 118 by a hinge, respectively 130 and 132, allowing a rotation of the connecting piece relative to the arm 118 about an axis of rotation substantially parallel to the rail line and perpendicular to the arm 118. Each piece link 126 and 128 comprises one or more magnets 134 and 136, cooperating with the rail line respectively 112 and 114, against which it is arranged. The arm 118 is made at least in part of an electrically nonconductive material, for example plastic, so that no electrical signal passes through it. Each monitoring module 112 and 114 is attached to the arm 118 via one or more dampers, respectively 138 and 140, filtering / attenuating vibrations of undesirable frequencies, for example vibrations of frequencies greater than 75 Hz. for example, the extensible assembly 110 has a length of 1 meter when retracted and a length of 2 meters when deployed at most. FIG. 2 is a representation of a nonlimiting exemplary embodiment of a monitoring device according to the invention and FIGURES 3 and 4 are representations of an end of the device of FIG. 2.
15 Le dispositif 200 représenté sur la FIGURE 2 comprend tous les éléments du dispositif 100 de la FIGURE 1 sauf le module de surveillance 114 et le module de mesure d'écartement 116, qui ne sont pas représentés. Telles que représentées sur les FIGURES 2 à 4, chacune des pièces de liaison 126 et 128 présente un forme complémentaire à la forme de la 20 surface intérieure de chaque file de rail 102 et 104, de sorte que chaque pièce de liaison 126 et 128 vient épouser la surface intérieure de chaque file de rail 102 et 104 et est maintenue entre le patin et le champignon de chaque file de rail. Le dispositif 200 comprend deux platines 202 et 204, disposées sur le 25 bras 118 de manière rigide et comportant des vis prévues pour la fixation des modules de surveillances, respectivement 112 et 114, sur les platines 202 et 204. Quatre amortisseurs, respectivement 138 et 140, sont disposés entre les platines, respectivement 202 et 204 et les modules de surveillance, respectivement 112 et 114.The device 200 shown in FIG. 2 comprises all the elements of the device 100 of FIGURE 1 except the monitoring module 114 and the spacer measuring module 116, which are not shown. As shown in FIGS. 2 to 4, each of the connecting pieces 126 and 128 has a shape complementary to the shape of the inner surface of each rail line 102 and 104, so that each connecting piece 126 and 128 marry the inner surface of each rail line 102 and 104 and is held between the shoe and the mushroom of each rail line. The device 200 comprises two plates 202 and 204, arranged on the arm 118 rigidly and having screws provided for fixing the monitoring modules, respectively 112 and 114, on the plates 202 and 204. Four dampers, respectively 138 and 140, are arranged between the plates, respectively 202 and 204 and the monitoring modules, respectively 112 and 114.
30 La FIGURE 5 est une représentation schématique d'un module de surveillance pouvant être mis en oeuvre dans un dispositif selon l'invention. Le module de surveillance 500 représenté sur la FIGURE 5 comprend un bloc de communication 502 comprenant un émetteur et éventuellement un récepteur de données vers un dispositif externe. Ce bloc de communication 502 est agencé pour utiliser soit des protocoles de communication filaire tels que les protocoles CAN, HART, Modbus, etc. soit des protocoles de communication sans fil de type 802.15.4, Wireless HART, Zigbee, Wavenis, etc. Ce bloc de communication 502 permet de remonter, vers un dispositif externe au module de surveillance 500 les mesures effectuées ou des données obtenues par traitement des mesures effectuées. Le module de surveillance 500 comprend également un bloc de mesure et de traitement 504. Ce bloc 504 comprend un microcontrôleur 506, un inclinomètre 508 pour mesurer l'inclinaison provoquée après le passage d'un véhicule au niveau du module de surveillance 500, un accéléromètre 510 pour mesurer les vibrations provoquées par le passage d'un véhicule au niveau du module de surveillance 500 et un capteur 512 de température pour mesurer la température lors des mesures. La mesure de température est utilisée pour compenser les dérives de l'inclinomètre 508 et de l'accéléromètre 510. Chacun des capteurs 508-512 est relié au microcontrôleur 506. Chaque capteur 508-512 est un capteur électronique dont l'élément senseur et la référence se trouvent au sein du module de surveillance 500 de sorte qu'aucun élément d'aucun des capteurs ne vient en butée ou en contact avec un élément externe au module de surveillance 500, a fortiori avec un élément de la voie ferrée. De plus, aucun élément du module de surveillance 500 ne vient en contact avec un élément de la voie autre que celui sur lequel il est fixé. Le bloc de mesure 504 comprend une mémoire volatile 514 reliée au microcontrôleur 506 lui permettant d'effectuer les calculs sur les mesures effectuées par les capteurs 508-512. Le bloc de mesure 504 comprend en outre une mémoire non-volatile 516 utilisée pour mémoriser le résultat des calculs et/ou les mesures effectuées. Une horloge 518 est utilisée d'une part pour synchroniser tous les capteurs du bloc de mesure 504 entre eux et d'autre part pour synchroniser le module de surveillance 500 avec un autre module de surveillance. - 12 - L'horloge 518 peut donc être issue d'une source unique pour une pluralité de modules de surveillance 500. La synchronisation peut être réalisée à la milliseconde. Dans certains cas, le protocole de communication utilisé par le module 5 de communication 502 peut permettre cette synchronisation, par exemple dans le cas des protocoles de communication HART ou WirelessHART. Alternativement, le signal d'horloge peut être fourni par un système GPS : dans ce cas l'horloge 518 peut être un récepteur GPS ou un composant relié à un récepteur GPS externe au bloc de mesure et 10 éventuellement au module de surveillance 500. Le module de surveillance 500 comprend en outre un bloc 520 de détection de présence, détectant le passage d'un véhicule, tel qu'un train, en mouvement sur la voie ferrée, en particulier au niveau du module de surveillance 500. Le bloc de détection comprend un détecteur de mouvement 15 qui est un accéléromètre 522. Dès que le niveau d'accélération mesurée par l'accéléromètre atteint un seuil préalablement défini, ce bloc de détection 520 indique la présence d'un train et indique au bloc 504 de mesure et de traitement de débuter les acquisitions. Lorsque l'accélération descend au-dessous du seuil pendant un temps prédéfini, le bloc de détection 520 20 indique au bloc 504 de mesure et traitement de stopper les acquisitions. Le module de surveillance 500 comprend enfin un bloc d'alimentation 524 pour alimenter l'ensemble des éléments du module de surveillance 500. Le bloc d'alimentation 524 comprend une source d'énergie interne 526, telle qu'une batterie, une pile, un panneau solaire ou encore un récupérateur 25 d'énergie vibratoire. Ce bloc 524 comprend des régulateurs 5281-5283 de tension pour alimenter chacun des blocs 502, 104 et 520 précédemment décrits. La FIGURE 6 est une représentation schématique d'un système de 30 surveillance selon l'invention. Le système 600 représenté sur la FIGURE 6 comprend une voie ferrée 108 et un site distant de surveillance 602 en communication avec une pluralité de dispositifs de surveillance 1001-1005 au travers d'un réseau de communication 604. - 13 - Le système de surveillance 600 comprend également plusieurs répéteurs de signaux 6061-6064 positionnés en périphérie de la voie ferrée 108 et une passerelle de communication 606 au travers du réseau de communication 604. Chaque répéteur 606 est prévu pour recevoir des signaux d'un ou plusieurs dispositifs de surveillance 100 et les transmettre vers un répéteur 606 suivant ou vers la passerelle de communication 606. Le site distant 602 comprend des moyens de calcul de données relatives à la géométrie de la voie ferrée 108, telles que la valeur du paramètre appelé « Gauche sur trois mètres » ou « G3 », en fonction des données reçues de chaque dispositif de surveillance 100. Le site distant 602 peut également comprendre des moyens de comparaison des valeurs calculées à des valeurs seuil prédéfinies et des moyens de déclenchement d'alarme ou d'alerte ou d'envoi de messages d'alarme ou d'alerte ou encore des messages de demande d'intervention vers des opérateurs distants. La FIGURE 7 est une représentation schématique du principe de calcul du paramètre G3 mis en oeuvre selon l'invention. Lors du passage d'un véhicule sur la voie, trois grandeurs sont mesurées par chaque dispositif de surveillance et communiquées à un site distant, à savoir : l'inclinaison de la voie ferrée, l'enfoncement de la première file de rail de la voie, et l'enfoncement de la deuxième file de rail de la voie ferrée. La relation suivante est ensuite utilisée pour calculer le G3 sur une distance correspondant à six traverses consécutives : avec - Danse : la valeur de l'enfoncement mesurée - Niv : la hauteur mesurée d'une file de rail par rapport à l'autre (aussi appelée dévers) - Ti ième traverse - Ti+6 6ème traverse en partant de la ième traverse - FG : File de rail de gauche et - FD : File de rail de droite. - 14 - Il est ainsi possible de calculer de manière glissante le G3 pour chaque traverse à tour de rôle tant qu'il existe cinq traverses suivantes équipées de modules de surveillance. Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits.FIGURE 5 is a schematic representation of a monitoring module that can be implemented in a device according to the invention. The monitoring module 500 shown in FIG. 5 comprises a communication block 502 comprising a transmitter and possibly a data receiver to an external device. This communication block 502 is designed to use either wired communication protocols such as CAN, HART, Modbus, etc. protocols. or 802.15.4 wireless communication protocols, Wireless HART, Zigbee, Wavenis, etc. This communication block 502 makes it possible to trace, to a device external to the monitoring module 500, the measurements made or the data obtained by processing the measurements made. The monitoring module 500 also comprises a measurement and processing block 504. This block 504 comprises a microcontroller 506, an inclinometer 508 for measuring the inclination caused after the passage of a vehicle at the level of the monitoring module 500, an accelerometer 510 for measuring the vibrations caused by the passage of a vehicle at the monitoring module 500 and a temperature sensor 512 for measuring the temperature during measurements. The temperature measurement is used to compensate for the drifts of the inclinometer 508 and the accelerometer 510. Each of the sensors 508-512 is connected to the microcontroller 506. Each sensor 508-512 is an electronic sensor whose sensor element and the Reference is in the monitoring module 500 so that no element of any of the sensors does not abut or come into contact with an element external to the monitoring module 500, let alone with an element of the railway. In addition, no element of the monitoring module 500 comes into contact with an element of the path other than that on which it is fixed. The measurement block 504 comprises a volatile memory 514 connected to the microcontroller 506 allowing it to perform the calculations on the measurements made by the sensors 508-512. The measurement block 504 furthermore comprises a non-volatile memory 516 used for storing the result of the calculations and / or the measurements made. A clock 518 is used on the one hand to synchronize all the sensors of the measurement block 504 with each other and on the other hand to synchronize the monitoring module 500 with another monitoring module. The clock 518 can therefore come from a single source for a plurality of monitoring modules 500. The synchronization can be performed at the millisecond. In some cases, the communication protocol used by the communication module 502 may allow this synchronization, for example in the case of HART or WirelessHART communication protocols. Alternatively, the clock signal may be provided by a GPS system: in this case the clock 518 may be a GPS receiver or a component connected to a GPS receiver external to the measurement block and possibly to the monitoring module 500. monitoring module 500 further comprises a presence detection block 520, detecting the passage of a vehicle, such as a train, moving on the railway track, in particular at the level of the monitoring module 500. The detection block comprises a motion detector 15 which is an accelerometer 522. As soon as the level of acceleration measured by the accelerometer reaches a previously defined threshold, this detection block 520 indicates the presence of a train and indicates to the block 504 of measurement and processing to begin acquisitions. When the acceleration falls below the threshold for a predefined time, the detection block 520 indicates to the block 504 measuring and processing to stop the acquisitions. The monitoring module 500 finally comprises a power supply unit 524 for supplying all the elements of the monitoring module 500. The power supply unit 524 comprises an internal energy source 526, such as a battery, a battery, a solar panel or a recuperator 25 of vibratory energy. This block 524 includes voltage regulators 5281-5283 for supplying each of the previously described blocks 502, 104 and 520. FIGURE 6 is a schematic representation of a monitoring system according to the invention. The system 600 shown in FIGURE 6 comprises a track 108 and a remote monitoring site 602 in communication with a plurality of monitoring devices 1001-1005 through a communication network 604. The monitoring system 600 also comprises a plurality of signal repeaters 6061-6064 positioned at the periphery of the railroad 108 and a communication gateway 606 across the communication network 604. Each repeater 606 is adapted to receive signals from one or more monitoring devices 100 and transmit them to a following repeater 606 or to the communication gateway 606. The remote site 602 comprises data calculation means relating to the geometry of the railway track 108, such as the value of the parameter called "Left on three meters" or "G3", depending on the data received from each monitoring device 100. The remote site 602 can also understand means for comparing the calculated values with predefined threshold values and means for triggering alarms or for alerting or sending alarm or alert messages, or messages for requesting intervention to remote operators . FIGURE 7 is a schematic representation of the principle of calculation of the parameter G3 implemented according to the invention. During the passage of a vehicle on the track, three quantities are measured by each monitoring device and communicated to a remote site, namely: the inclination of the track, the depression of the first track of the track , and the depression of the second rail line of the railway. The following relation is then used to calculate the G3 over a distance corresponding to six consecutive sleepers: with - Dance: the value of the measured sink - Lv: the measured height of one rail track relative to the other (also called tilt) - Tenth traverse - Ti + 6 6th traverse from the 1st traverse - FG: Left rail track and - FD: Right rail track. It is thus possible to calculate in a sliding manner the G3 for each traverse in turn as long as there are five subsequent sleepers equipped with monitoring modules. Naturally, the invention is not limited to the examples which have just been described.
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Legal Events
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Effective date: 20160518 |
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