FR3045836A1 - SYSTEM FOR CHARACTERIZING RAIL-WHEEL CONTACT BETWEEN A RAILWAY VEHICLE AND A RAILWAY EQUIPPED WITH SUCH A SYSTEM - Google Patents
SYSTEM FOR CHARACTERIZING RAIL-WHEEL CONTACT BETWEEN A RAILWAY VEHICLE AND A RAILWAY EQUIPPED WITH SUCH A SYSTEM Download PDFInfo
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Abstract
L'invention concerne un système de caractérisation du contact rail-roue, entre un véhicule ferroviaire et une voie ferrée (102) à deux rails parallèles (104,106), comportant : - un dispositif pour induire un courant électrique dans lesdits rails (104,106) ; - au moins un dispositif (132) de mesure, lorsqu'un essieu (124) dudit véhicule en mouvement est présent entre lesdits court-circuits (110,112), du courant électrique (130) dans l'essieu (124) ; - au moins un moyen (138) de mesure de la tension entre lesdits rails (104,106) ; et - au moins un moyen de calcul pour calculer l'impédance du contact rail-roue en fonction dudit courant (130) et de ladite tension ; caractérisé en ce que ledit dispositif pour mesurer le courant électrique (130) dans l'essieu (124) est un moyen de mesure inductif (132), positionné entre lesdits court-circuits (110,112).The invention relates to a system for characterizing the rail-wheel contact between a railway vehicle and a railway track (102) with two parallel rails (104, 106), comprising: a device for inducing an electric current in said rails (104, 106); - at least one measuring device (132), when an axle (124) of said moving vehicle is present between said short circuits (110, 112), of the electric current (130) in the axle (124); at least one means (138) for measuring the voltage between said rails (104, 106); and at least one calculating means for calculating the impedance of the rail-wheel contact as a function of said current (130) and of said voltage; characterized in that said device for measuring the electric current (130) in the axle (124) is an inductive measuring means (132) positioned between said short circuits (110, 112).
Description
« Système de caractérisation du contact rail-roue entre un véhicule ferroviaire et une voie ferrée équipée d'un tel système » L'invention concerne un système de caractérisation du contact rail-roue, entre un véhicule ferroviaire et une voie ferrée équipée d'un tel système.The invention relates to a system for characterizing the rail-to-wheel contact between a railway vehicle and a railway equipped with a rail-wheel contact characterization between a railway vehicle and a railroad equipped with such a system. such system.
Le domaine de l'invention est le domaine ferroviaire et plus particulièrement le domaine de la caractérisation du contact entre un véhicule circulant sur une voie ferrée et les rails constituant la voie ferrée. Cette caractérisation est importante dans le cadre du shuntage des circuits de voie, de l'homologation des engins roulants vis-à-vis du shuntage des circuits de voie, et de l'étude du comportement électrique du contact rail-roue.The field of the invention is the railway field and more particularly the field of the characterization of the contact between a vehicle traveling on a railway and the rails constituting the railway. This characterization is important in the context of the shunt of track circuits, the approval of rolling machines vis-à-vis the shunting of track circuits, and the study of the electrical behavior of the rail-wheel contact.
Etat de la techniqueState of the art
La plupart des voies ferrées sont équipées de systèmes de détection de véhicules circulant sur ces voies. Ces systèmes de détection permettent de localiser un véhicule sur une voie ferrée en vue d'organiser le trafic sur la voie ferrée et d'assister le véhicule tout au long d'un trajet.Most railways are equipped with vehicle detection systems running on these tracks. These detection systems make it possible to locate a vehicle on a railway line in order to organize the traffic on the railway and to assist the vehicle throughout a journey.
On connaît par exemple les circuits de voie permettant une détection continue des circulations. Le circuit de voie comprend une source électrique appliquant une tension à chaque file de rail et un relais distant de la source électrique connecté à chaque file de rail et alimenté par la source électrique au travers des files de rails. En l'absence de véhicule, le relais est sous tension. En présence d'un véhicule, le contact rail-roue du véhicule permet de réaliser un court-circuit entre les deux files de rail et le relais distant n'est plus alimenté.For example, track circuits are known for continuous detection of traffic. The track circuit includes an electrical source applying a voltage to each rail line and a relay remote from the electrical source connected to each rail line and powered by the power source through the rail queues. In the absence of a vehicle, the relay is energized. In the presence of a vehicle, the rail-wheel contact of the vehicle makes it possible to short-circuit between the two rails and the remote relay is no longer powered.
Le bon fonctionnement d'un tel circuit de voie nécessite une impédance faible du contact rail-roue en vue de réaliser un court-circuit efficace entre les files de rails. Il est important de connaître l'impédance formée par l'ensemble essieu et roues de chaque véhicule ferroviaire en contact avec les rails, en particulier lorsque ce dernier est en mouvement.The proper functioning of such a track circuit requires a low impedance of the rail-wheel contact in order to achieve an effective short circuit between the rails. It is important to know the impedance formed by the axle and wheel assembly of each railway vehicle in contact with the rails, especially when the latter is moving.
On connaît des systèmes permettant de mesurer cette impédance lorsque le véhicule est en mouvement. Ces systèmes reposent sur des capteurs pour mesurer le courant dans chaque file de rail pour en déduire le courant passant dans l'ensemble essieu d'un véhicule ferroviaire. Connaissant la tension entre les files de rails, il est alors possible de calculer l'impédance du contact rail-roue.Systems are known for measuring this impedance when the vehicle is in motion. These systems rely on sensors to measure the current in each rail line to deduce the current passing through the axle assembly of a rail vehicle. Knowing the tension between the rails, it is then possible to calculate the impedance of the rail-wheel contact.
Cependant, ces systèmes sont fortement sensibles à la répartition du courant dans le rail aux abords. La mesure du courant n'est donc pas fiable. De plus, le nombre de ces capteurs est élevé, ce qui augmente le coût de fabrication de ses systèmes, ainsi que la complexité et le temps de leur mise en place.However, these systems are highly sensitive to current distribution in the nearby rail. The measurement of the current is therefore not reliable. In addition, the number of these sensors is high, which increases the cost of manufacturing its systems, as well as the complexity and time of their implementation.
Un but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients.An object of the present invention is to overcome these disadvantages.
Un autre but de l'invention est de proposer un système de caractérisation du contact rail-roue entre une voie ferrée et un véhicule en mouvement sur ladite voie ferrée, moins sensible à la répartition du courant électrique dans les files de rails.Another object of the invention is to propose a system for characterizing the rail-wheel contact between a railroad track and a vehicle moving on said railroad track, which is less sensitive to the distribution of the electric current in the railways.
Un autre but de l'invention est de proposer un système de caractérisation du contact rail-roue entre une voie ferrée et un véhicule en mouvement sur ladite voie ferrée, plus simple et moins coûteux à fabriquer et à installer.Another object of the invention is to propose a system for characterizing the rail-wheel contact between a railroad track and a vehicle moving on said railroad track, which is simpler and less expensive to manufacture and install.
Un autre but de l'invention est de proposer un système de caractérisation du contact rail-roue entre une voie ferrée et un véhicule en mouvement sur ladite voie ferrée, permettant une caractérisation plus fiable et plus efficace de l'impédance de l'ensemble essieu et roues.Another object of the invention is to propose a system for characterizing the rail-wheel contact between a railroad track and a vehicle moving on said railroad track, allowing a more reliable and efficient characterization of the impedance of the axle assembly. and wheels.
Exposé de l'inventionPresentation of the invention
Au moins un des objectifs précités est atteint par un système de caractérisation du contact rail-roue, entre un véhicule ferroviaire et une voie ferrée à deux rails parallèles, comportant : - un dispositif pour induire un courant électrique dans lesdits rails comprenant : o un circuit électrique inducteur ; o un court-circuit résonnant, dit amont, positionné en amont du circuit électrique inducteur ; et o un court-circuit résonnant, dit aval, positionné en aval du circuit électrique inducteur ; - au moins un dispositif de mesure, lorsqu'un essieu dudit véhicule en mouvement est présent entre lesdits court-circuits, du courant électrique dans ledit essieu ; - au moins un moyen de mesure de la tension entre lesdits rails ; et - au moins un moyen de calcul pour calculer l'impédance du contact rail-roue en fonction dudit courant et de ladite tension ; caractérisé en ce que ledit dispositif de mesure du courant électrique dans l'essieu comprend un moyen de mesure inductif, positionné entre lesdits court-circuits.At least one of the aforementioned objectives is achieved by a system for characterizing the rail-wheel contact, between a railway vehicle and a railway with two parallel rails, comprising: a device for inducing an electric current in said rails comprising: a circuit electric inductor; o a resonant short circuit, said upstream, positioned upstream of the inductive electric circuit; and o a resonant short circuit, said downstream, positioned downstream of the inductive electric circuit; at least one measuring device, when an axle of said moving vehicle is present between said short circuits, of electric current in said axle; at least one means for measuring the voltage between said rails; and at least one calculation means for calculating the impedance of the rail-wheel contact as a function of said current and of said voltage; characterized in that said device for measuring the electric current in the axle comprises inductive measuring means positioned between said short circuits.
Dans la suite de la description, un « tronçon de mesure » désigne le tronçon de la voie ferrée se trouvant entre le court-circuit amont et le court-circuit aval.In the remainder of the description, a "measurement section" designates the section of the railway line between the upstream and downstream short circuits.
Avec le système selon l'invention, la mesure du courant dans l'essieu n'est pas influencée par la répartition du courant dans le rail aux abords. En effet, le courant circulant dans l'ensemble essieu et roues est mesuré directement par un capteur dédié à cette mesure, contrairement à l'art antérieur où la valeur du courant dans l'essieu est déduite à partir des courants électriques dans les files de rails. La valeur du courant mesurée est plus fiable et proche de la valeur réelle du courant dans l'essieu. Ceci permet une caractérisation plus efficace et plus fiable de l'impédance de l'ensemble essieu et roues, et moins sensible à la répartition du courant dans les files de rails.With the system according to the invention, the measurement of the current in the axle is not influenced by the current distribution in the rail around. Indeed, the current flowing in the axle and wheel assembly is measured directly by a sensor dedicated to this measurement, unlike in the prior art where the value of the current in the axle is deduced from the electric currents in the queues. rails. The measured current value is more reliable and close to the actual value of the current in the axle. This allows a more efficient and reliable characterization of the impedance of the axle and wheel assembly, and less sensitive to the current distribution in the rail queues.
De plus, dans le système selon l'invention un seul capteur pour mesurer le courant peut suffire pour la mesure du courant dans l'essieu. Le coût et la complexité de production et d'installation sont donc réduits.In addition, in the system according to the invention a single sensor for measuring the current may be sufficient for measuring the current in the axle. The cost and complexity of production and installation are therefore reduced.
Le dispositif pour mesurer le courant électrique dans l'essieu peut par exemple être une bobine, en particulier un solénoïde.The device for measuring the electric current in the axle may for example be a coil, in particular a solenoid.
En outre, l'axe longitudinal de la bobine peut être parallèle aux rails de la voie ferrée et dans le plan vertical du circuit électrique inducteur et l'axe transversal, ou radial, perpendiculaire aux rails de la voie. Cette disposition permet de réduire les erreurs de mesure. Le courant mesuré est ainsi proche de la valeur du courant circulant dans l'ensemble essieu et roues.In addition, the longitudinal axis of the coil may be parallel to the rails of the railway and in the vertical plane of the inductive electrical circuit and the transverse axis, or radial, perpendicular to the rails of the track. This arrangement makes it possible to reduce measurement errors. The measured current is thus close to the value of the current flowing in the axle and wheel assembly.
En particulier, le dispositif pour mesurer le courant électrique peut être disposé au centre du circuit électrique inducteur. La mesure du courant dans l'ensemble essieu et roues est ainsi plus efficace. Le système selon l'invention est aussi moins sensible à la répartition des courants électriques dans les files de rails et la caractérisation de l'impédance de l'ensemble essieu et roues est plus fiable et plus efficace.In particular, the device for measuring the electric current can be disposed in the center of the inductive electric circuit. The measurement of the current in the axle and wheel assembly is thus more efficient. The system according to the invention is also less sensitive to the distribution of electric currents in the rail queues and the characterization of the impedance of the axle and wheel assembly is more reliable and more efficient.
Suivant une version préférée, le dispositif pour mesurer le courant électrique peut être fixe par rapport à la voie ferrée. La réalisation du système est facilitée dans ce cas.According to a preferred version, the device for measuring the electric current can be fixed relative to the railway. The realization of the system is facilitated in this case.
Suivant un exemple de réalisation particulier, le dispositif pour mesurer le courant électrique peut être disposé entre les rails.According to a particular embodiment, the device for measuring the electric current can be arranged between the rails.
Suivant un autre exemple de réalisation, le dispositif pour mesurer le courant électrique peut être disposé à l'extérieur des rails.According to another embodiment, the device for measuring the electric current can be arranged outside the rails.
En particulier, le dispositif pour mesurer le courant électrique peut être placé sur le flanc extérieur d'un des deux rails.In particular, the device for measuring the electric current can be placed on the outer side of one of the two rails.
Préférentiellement, le dispositif pour mesurer le courant peut être disposé sur l'âme d'un des deux rails.Preferably, the device for measuring the current may be disposed on the core of one of the two rails.
Cette disposition permet de protéger le dispositif de mesure du courant des champs incidents, rayonnés par les divers organes de roulement en dessous des bogies.This arrangement makes it possible to protect the device for measuring the current of the incident fields, radiated by the various rolling bodies beneath the bogies.
Cette disposition permet en outre de faciliter l'installation du système selon l'invention.This arrangement also makes it easier to install the system according to the invention.
De plus, l'âme du rail est un des endroits où le dispositif est le mieux protégé des risques de chocs et de souillures.In addition, the soul of the rail is one of the places where the device is best protected from the risks of shocks and stains.
Suivant un exemple de réalisation particulier, le circuit électrique inducteur peut comprendre deux boucles de courant. Chacune des boucles de courants peut comprendre une branche parallèle à chaque rail. Les boucles de courants peuvent être agencées de sorte que le courant peut circuler en sens opposés dans les branches parallèles à un même rail.According to a particular embodiment, the inductive electric circuit may comprise two current loops. Each of the current loops may comprise a branch parallel to each rail. The current loops can be arranged so that the current can flow in opposite directions in the branches parallel to the same rail.
Par exemple, le circuit électrique inducteur peut être en forme de « 8 », couché dans la direction des rails.For example, the inductive electrical circuit can be shaped "8", lying in the direction of the rails.
En outre, les boucles de courants peuvent être espacées d'une distance supérieure à la longueur du dispositif pour mesurer le courant électrique. Cette disposition assure l'isolement du dispositif de mesure des champs incidents des boucles du circuit électrique inducteur. La mesure du courant électrique est moins sensible à la répartition des courants électriques dans les files de rails. Dans ce cas la caractérisation de l'impédance de l'ensemble essieu et roues est plus fiable et plus efficace.In addition, the current loops may be spaced a distance greater than the length of the device for measuring the electric current. This arrangement ensures the isolation of the device for measuring the incident fields of the loops of the inductive electric circuit. The measurement of electric current is less sensitive to the distribution of electric currents in the rails. In this case, the impedance characterization of the axle and wheel assembly is more reliable and more efficient.
Dans une version de réalisation, le circuit électrique inducteur peut être configuré pour induire un courant d'une fréquence prédéterminée dans les rails. Chaque court-circuit résonnant peut être configuré pour réaliser un court-circuit électrique dans une bande de fréquence comprenant ladite fréquence prédéterminée. De plus, les moyens de mesure peuvent être configurés pour réaliser la mesure des courants et tensions de la fréquence prédéterminée.In an embodiment, the inductive electrical circuit may be configured to induce a current of a predetermined frequency in the rails. Each resonant short circuit may be configured to provide an electrical short circuit in a frequency band comprising said predetermined frequency. In addition, the measuring means can be configured to measure the currents and voltages of the predetermined frequency.
Par exemple, au moins un court-circuit résonnant peut être constitué d'une inductance et d'une capacité dans un montage en série.For example, at least one resonant short circuit may consist of inductance and capacitance in a series connection.
Avantageusement, le système selon l'invention peut comporter au moins un moyen de détection de passage de roue.Advantageously, the system according to the invention may comprise at least one wheel arch detection means.
En particulier, le système selon l'invention peut comprendre : - un premier moyen électronique de détection de passage de roue situé à une distance d'environ 20 mètres du circuit électrique inducteur, et/ou - un deuxième moyen électronique de détection de passage de roue situé au centre du circuit électrique inducteur.In particular, the system according to the invention can comprise: a first electronic means for detecting a wheel arch located at a distance of about 20 meters from the electric induction circuit, and / or a second electronic means for detecting the passage of wheel located in the center of the inductive electric circuit.
Ces détecteurs électroniques peuvent être associés à une carte électronique analogique transformant un signal renvoyé par les détecteurs de passage en un état logique à 1 pendant le passage de roue. Ce signal peut piloter l'acquisition des mesures au passage de l'essieu sur le premier détecteur.These electronic detectors may be associated with an analog electronic card transforming a signal returned by the passage sensors into a logic state at 1 during the wheel passage. This signal can drive the acquisition of measurements at the passage of the axle on the first detector.
De plus, un amplificateur de puissance peut être ajouté au système. L'amplificateur peut délivrer environ 50 W jusqu'à 100 kHz. L'amplificateur de puissance peut alimenter le circuit inducteur avec un courant électrique à une fréquence et une amplitude données.In addition, a power amplifier can be added to the system. The amplifier can deliver about 50 W up to 100 kHz. The power amplifier can power the inductive circuit with an electric current at a given frequency and amplitude.
Le système selon l'invention peut en outre comprendre au moins un circuit électrique de mise en forme des signaux, par exemple au moins un des signaux suivants : - le signal d'alimentation du circuit inducteur ; - le courant électrique mesuré ; et - la tension électrique mesurée.The system according to the invention may further comprise at least one electrical circuit for shaping the signals, for example at least one of the following signals: the supply signal of the inductor circuit; - the measured electric current; and - the measured voltage.
Dans un mode de réalisation particulier, le système peut comprendre un capteur d'humidité pour déterminer un état mouillé ou sec du rail. Ainsi, le système selon l'invention permet de tenir compte des conditions météorologiques lors des mesures réalisées et de pondérer ces mesures en fonction de l'état sec ou mouillé des rails en vue d'obtenir des mesures comparables entre elles et ce indépendamment des conditions météorologiques.In a particular embodiment, the system may include a humidity sensor for determining a wet or dry state of the rail. Thus, the system according to the invention makes it possible to take into account the meteorological conditions during the measurements carried out and to weight these measurements according to the dry or wet state of the rails with a view to obtaining comparable measurements between them and independently of the conditions weather.
Dans une version préférée de l'invention, le système selon l'invention peut comprendre un capteur pour mesurer une donnée relative à la masse d'un essieu du véhicule, tel qu'une jauge de contrainte disposée sur un rail ou un montage de jauges de contrainte, de type pont complet par exemple. Le montage de jauges de contrainte peut être associé à un adaptateur pour donner la masse de l'ensemble essieu et roues en présence dans le tronçon de mesure à partir des signaux fournis par les jauges de contrainte. Chaque donnée de masse couplée à l'impédance de l'ensemble essieu et roues peut permettre une caractérisation par type de véhicule circulant sur les voies ferrées.In a preferred version of the invention, the system according to the invention may comprise a sensor for measuring a data relating to the mass of an axle of the vehicle, such as a strain gauge disposed on a rail or mounting gauges. constraint, full bridge type for example. The mounting of strain gauges can be associated with an adapter to give the mass of the axle and wheel assembly present in the measurement section from the signals provided by the strain gauges. Each mass data coupled to the impedance of the axle and wheel assembly can allow a characterization by type of vehicle running on the railways.
Dans un mode de réalisation de l'invention, le système selon l'invention peut comprendre un moyen de communication avec un appareil distant au travers d'un réseau filaire ou non-filaire, pour transmettre les données mesurées, telles que le courant électrique, la tension électrique, la masse de l'essieu, la condition météorologique, etc., en vue de leur traitement ou de leur sauvegarde.In one embodiment of the invention, the system according to the invention may comprise a means of communication with a distant apparatus through a wired or non-wired network, for transmitting the measured data, such as the electric current, electric voltage, axle mass, weather condition, etc., for processing or safeguarding.
Selon un autre aspect de l'invention, il est proposé une voie ferrée qui peut être équipée d'un système de caractérisation du contact selon l'invention.According to another aspect of the invention, there is provided a railroad which can be equipped with a contact characterization system according to the invention.
La voie ferrée peut en outre être équipée d'un circuit de voie pour la détection d'un véhicule ferroviaire en mouvement sur ladite voie ferrée.The railway can also be equipped with a track circuit for detecting a moving railway vehicle on said railway track.
Le circuit de voie peut comprendre un détecteur électromécanique de passage de roue. Le détecteur électromécanique peut permettre de shunter le courant issu de l'émetteur du circuit de voie équipant la voie ferrée, qui pourrait modifier la valeur de l'impédance du contact rail roue. Ainsi, la mesure du courant est plus proche de la valeur réelle du courant circulant dans l'essieu.The track circuit may include an electromechanical wheel arch detector. The electromechanical detector can make it possible to shunt the current coming from the transmitter of the track circuit equipping the railway, which could modify the value of the impedance of the wheel rail contact. Thus, the measurement of the current is closer to the actual value of the current flowing in the axle.
Description des figures et modes de réalisation 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'un exemple de circuit de mesure mis en œuvre dans un système selon l'invention ; et - la FIGURE 2 est une représentation schématique d'un exemple de système selon l'invention.DESCRIPTION OF THE FIGURES AND EMBODIMENTS Other advantages and characteristics will appear on examining the detailed description of non-limitative examples, and the appended drawings in which: FIG. 1 is a diagrammatic representation of an exemplary circuit of FIG. measurement implemented in a system according to the invention; and FIG. 2 is a schematic representation of an exemplary system according to the invention.
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 antérieure. 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 antérieure. 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.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 each other if nothing stands in the way of this combination at the technical level.
Sur les figures, les éléments communs à plusieurs figures conservent la même référence.In the figures, the elements common to several figures retain the same reference.
La FIGURE 1 est une représentation schématique d'un exemple de circuit de mesure mis en œuvre dans un système selon l'invention.FIG. 1 is a schematic representation of an exemplary measuring circuit implemented in a system according to the invention.
Le système selon l'invention comprend un circuit de mesure 100, représenté sur la FIGURE 1, disposé sur une voie ferrée 102 comportant deux rails parallèles 104 et 106.The system according to the invention comprises a measuring circuit 100, shown in FIG. 1, arranged on a railway track 102 comprising two parallel rails 104 and 106.
Le circuit de mesure 100 est compris dans un tronçon de mesure 108 délimité par deux court-circuits : - un premier court-circuit résonnant 110, dit court-circuit amont, situé en amont du tronçon de mesure 108 ; et - un deuxième court-circuit résonnant 112, dit court-circuit aval, situé en aval du tronçon de mesure 108.The measuring circuit 100 is included in a measurement section 108 delimited by two short-circuits: a first resonant short-circuit 110, called an upstream short-circuit, situated upstream of the measuring section 108; and a second resonant short circuit 112, called a downstream short circuit, located downstream from the measurement section 108.
Les court-circuits 110 et 112 sont composés d'inductances et de capacités dans un montage en série.Short circuits 110 and 112 are composed of inductances and capacitors in a series connection.
En outre, le circuit de mesure 100 comprend un circuit électrique inducteur 114. Ce circuit 114 comprend deux boucles de courant 116 et 118. Chaque boucle de courants 116 et 118 comporte une branche parallèle aux rails 104 et 106. Les courants 120 et 122 circulent dans les boucles de courant, respectivement 116 et 118, selon deux sens opposés. Le courant 120 circule dans la boucle de courant 116 suivant le sens horaire, tandis que le courant 122 circule dans la boucle de courant 118 suivant le sens antihoraire.In addition, the measuring circuit 100 comprises an inductive electrical circuit 114. This circuit 114 comprises two current loops 116 and 118. Each current loop 116 and 118 comprises a branch parallel to the rails 104 and 106. The currents 120 and 122 circulate in the current loops, respectively 116 and 118, in two opposite directions. The current 120 flows in the current loop 116 in the clockwise direction, while the current 122 flows in the current loop 118 counterclockwise.
Le système 100 est configuré de façon que, en l'absence d'essieu 124 dans le tronçon de mesure 108, les courants électriques induits 126 et 128 dans les court-circuits, respectivement 110 et 112, s'annulent dans les files de rails 104 et 106. En revanche, lorsqu'un essieu 124 se trouve au centre du tronçon de mesure 108, lesdits courants 126 et 128 s'additionnent en empruntant l'essieu 124 comme conducteur. Le courant électrique 130 dans l'essieu 124 résultant est représenté sur la FIGURE 1.The system 100 is configured so that, in the absence of an axle 124 in the measuring section 108, the induced electric currents 126 and 128 in the short circuits, respectively 110 and 112, cancel each other in the rail queues. 104 and 106. On the other hand, when an axle 124 is at the center of the measurement section 108, said currents 126 and 128 add up by borrowing the axle 124 as a conductor. The electric current 130 in the resulting axle 124 is shown in FIG.
En outre, le circuit de mesure 100 comporte un dispositif pour mesurer le courant électrique 130 traversant l'essieu 124, qui est dans l'exemple représenté sur la FIGURE 1 un solénoïde 132. Le solénoïde 132 est placé au centre du tronçon de mesure 108, à l'extérieur des rails, en particulier sur l'âme du rail 104. L'axe longitudinal 134 du solénoïde 132 est parallèle au rail 104 de la voie ferrée 102. De plus, l'axe transversal 136 du solénoïde 132 est perpendiculaire au rail 104 de la voie ferrée 102. Cette disposition permet de réduire les erreurs de mesure du courant 130 traversant l'essieu 124. Cette disposition du solénoïde 132 permet aussi de limiter l'influence de la répartition des courants électriques dans les files de rails.In addition, the measuring circuit 100 includes a device for measuring the electric current 130 passing through the axle 124, which is in the example shown in FIG. 1 a solenoid 132. The solenoid 132 is placed at the center of the measuring section 108 outside the rails, in particular on the web of the rail 104. The longitudinal axis 134 of the solenoid 132 is parallel to the rail 104 of the track 102. In addition, the transverse axis 136 of the solenoid 132 is perpendicular to the rail 104 of the track 102. This arrangement makes it possible to reduce the measurement errors of the current 130 passing through the axle 124. This arrangement of the solenoid 132 also makes it possible to limit the influence of the distribution of the electric currents in the rail queues. .
Par ailleurs, le circuit de mesure 100 comporte un moyen 138 pour mesurer la tension électrique entre les rails 104 et 106, tel que par exemple un voltmètre.Furthermore, the measuring circuit 100 comprises a means 138 for measuring the electrical voltage between the rails 104 and 106, such as for example a voltmeter.
La FIGURE 2 est une représentation schématique d'un exemple de système selon l'invention.FIGURE 2 is a schematic representation of an exemplary system according to the invention.
Le système 200, représenté sur la FIGURE 2, comprend le circuit de mesure 100 de la FIGURE 1.The system 200, shown in FIGURE 2, comprises the measuring circuit 100 of FIGURE 1.
De plus, le système 200 comprend des détecteurs de passage de roues : - un premier capteur électronique 202 pour détecter le passage de roues situé à une distance d'environ 20 mètres du circuit électrique inducteur 114, et - un deuxième moyen 204 de détection de passage de roues situé au centre du circuit électrique inducteur 114.In addition, the system 200 comprises wheel passage detectors: a first electronic sensor 202 for detecting the wheel well located at a distance of about 20 meters from the electric induction circuit 114, and a second means 204 for detecting wheel arch located in the center of the induction electric circuit 114.
Au moins un des capteurs 202 et 204 de détection de passage peut être un capteur optique de type infrarouge ou un capteur de mouvement de type piézoélectrique.At least one of the passage detection sensors 202 and 204 may be an infrared type optical sensor or a piezoelectric type motion sensor.
Le système 200 comporte en outre un pont de jauges 206 de contrainte, permettant de mesurer la masse de l'essieu 124 en présence dans le tronçon de mesure 108. Les jauges sont placées sur le rail 104.The system 200 further comprises a strain gauge 206 bridge, for measuring the mass of the axle 124 in the presence in the measuring section 108. The gauges are placed on the rail 104.
De plus, le système 200, tel que représenté de façon non limitative à la FIGURE 2, comprend un amplificateur 210 de puissance alimentant le circuit inducteur 114. L'amplificateur 210 peut délivrer environ 50 W jusqu'à 100 kHz.In addition, the system 200, as shown in a non-limiting manner in FIGURE 2, comprises a power amplifier 210 supplying the inductor circuit 114. The amplifier 210 can deliver about 50 W up to 100 kHz.
Le système 200 représenté sur la FIGURE 2 comprend un circuit électrique 212 de mise en forme des signaux d'entrées et de sorties, tel que le courant et la tension électriques fournies au circuit inducteur 114 ainsi que les différents signaux mesurés.The system 200 shown in FIG. 2 comprises an electrical circuit 212 for shaping the input and output signals, such as the electric current and voltage supplied to the inductor circuit 114 as well as the various measured signals.
Le système 200 comprend, en plus, un capteur 214 d'humidité pour déterminer un état mouillé ou sec du rail.The system 200 further includes a humidity sensor 214 for determining a wet or dry state of the rail.
Afin de déterminer l'impédance de l'ensemble essieu 124 et roues, le système 200 est équipé d'un calculateur 216. Le calculateur 216 calcule l'impédance de l'ensemble essieu et roues à partir de la tension électrique mesurée entre les rails 104 et 106 et le courant électrique mesuré par le solénoïde 132.In order to determine the impedance of the axle assembly 124 and wheels, the system 200 is equipped with a computer 216. The computer 216 calculates the impedance of the assembly axle and wheels from the voltage measured between the rails 104 and 106 and the electric current measured by the solenoid 132.
Les différentes données acquises, telles que le courant électrique, la tension électrique, la masse de l'essieu 124 etc., sont transmises du calculateur 216 à un ordinateur distant 218, par des moyens de communication : un moyen de communication filaire de type Ethernet 220 et un moyen de communication non filaire de type 3G 222 à travers un serveur 224.The various data acquired, such as the electric current, the electrical voltage, the mass of the axle 124, etc., are transmitted from the computer 216 to a remote computer 218, by means of communication: a wired communication means of the Ethernet type 220 and a type 3G wireless communication means 222 through a server 224.
La voie ferrée 102 comprend en outre un circuit de voie 208 de détection d'un véhicule ferroviaire en mouvement sur ladite voie ferrée 102.The track 102 further comprises a track circuit 208 for detecting a moving railway vehicle on said track 102.
Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention.Of course, the invention is not limited to the examples that have just been described and many adjustments can be made to these examples without departing from the scope of the invention.
Claims (13)
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| FR1562937A FR3045836B1 (en) | 2015-12-21 | 2015-12-21 | SYSTEM FOR CHARACTERIZING RAIL-WHEEL CONTACT BETWEEN A RAILWAY VEHICLE AND A RAILWAY EQUIPPED WITH SUCH A SYSTEM |
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Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| US4351504A (en) * | 1980-03-05 | 1982-09-28 | General Signal Corporation | Track circuit principle wheel detector |
| GB2135802A (en) * | 1983-01-17 | 1984-09-05 | Gen Signal Corp | Fail-safe track circuit wheel detector |
| FR2986205A1 (en) * | 2012-01-26 | 2013-08-02 | Sncf | System for characterizing wheel-rail contact between vehicle and railway track, has measurement units to measure electric current in one of rails, electric currents in each of short circuits, and mains voltage between two rails |
-
2015
- 2015-12-21 FR FR1562937A patent/FR3045836B1/en active Active
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