WO1980000239A1 - Dispositif de transmission d'informations par les rails entre une voie de circulation ferroviaire et un ensemble de vehicules circulant sur cette voie - Google Patents
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- B61L3/16—Continuous control along the route
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- B61L3/221—Continuous control along the route using magnetic or electrostatic induction; using electromagnetic radiation using track circuits
- B61L3/222—Arrangements on the track only
Definitions
- the present invention relates to a device for transmitting information by rails between a railway track and a set of vehicles traveling in the same direction on this track, along which a plurality of information transmission zones succeed one another.
- railway tracks and mainly those with heavy traffic are usually equipped with a blocking system, in particular by track circuits, which in general uses the running rails as a transmission track.
- a known solution consists in transmitting information by induction from a cable placed in the track, or along it, but this solution has a certain number of drawbacks: the cost of the cable and the resulting constraints. for track maintenance.
- the signals of any information transmission system by rails must therefore be superimposed on these existing currents and signals without disturbing them and able to be separated from them.
- the device according to the invention overcomes these difficulties because it uses, to transmit the information, an alternative carrier wave modulated in frequency or in amplitude, or both, and with characteristics such as its propagation in the rails n is not affected by traction return currents and by blocking signals as well as by devices delimiting the cantons; moreover, it allows a delimitation of its own propagation zones independently of the sections of the cantonment system.
- This device is characterized in that it comprises: - on the track, for each information transmission zone: - an alternating signal generator at a determined frequency which constitutes the carrier frequency of the information to be transmitted, this frequency being taken outside the frequency bands used in the cantonment system, - a modulator of said signals,
- a modulator control member so that these signals are modulated as a function of the information to be transmitted
- an adapter transformer for impedance and separation of circuits whose primary receives the modulated signals and whose secondary is connected to the terminals of the turn in the form of a frame, two resonant circuits tuned to the frequency carrier, connected between the two rows of rails, one at the downstream end and the other at the upstream end of the information transmission area,
- reception means on board each vehicle, reception means tuned to the respective carrier frequencies of the information transmission zones.
- FIG. 1 represents the case of a single device for transmitting information
- FIG. 2 the case of a series of similar devices distributed along the track
- FIG. 3 the detail of the resonant circuits between the rows of rails at a transition point between two consecutive emission zones
- FIG. 1 represents a section of rail traffic track comprising only one information transmission zone.
- the marks 1 and 2 designate the rows of rails.
- the transmitter circuit 3 of this information represented in a dashed line frame, is placed on the track near the downstream end of the transmission zone which is delimited by the rails 1 and 2 and by two resonant circuits represented by impedances 4 and 5 at the two ends of this zone.
- the transmitter circuit 3 is connected to the terminals of an insulated conductive turn 6 arranged in the form of a frame between the two rows of rails 1 and 2, near the impedance 4 situated at the downstream end of the emission zone.
- three sections 7,8,9 of the cantonment system have been represented. These are, for example, sections covered by three successive track circuits. It can be seen in FIG. 1 that these three sections have limits which do not coincide with those of the information transmission zone delimited by the impedances 4 and 5.
- the arrow 10 shows the direction of movement of vehicles on the track.
- the transmitter circuit 3 comprises a generator 11 of alternating signals serving as a carrier wave for the information to be transmitted and which enters a modulator 12 receiving from a control member 13 the modulating signal necessary for the modulation to take place as a function of the information to be transmitted. transmit.
- the modulated signal is transmitted to the turn 6 in the form of a frame by means of a transformer 14 playing the role of impedance adapter and circuit separator.
- the frequency of the carrier wave is determined so as to be outside the frequency bands used in the track circuits 7,8,9.
- carrier frequencies of the order of a kilohertz will be chosen.
- Impedances 4 and 5 consist of an inductance in series with a capacitor, so as to produce a resonant circuit whose impedance is minimal for the frequency of the carrier wave of the transmitter 3. These impedances therefore do not leave pass the blocking signals.
- the signal emitted in the coil 6 is transmitted by induction to the loop constituted by the two lines of rails 1 and 2 and the impedances 4 and 5 acting practically as a short circuit between these lines 1 and 2.
- Each vehicle includes, for example as a receiver circuit, a sensor tuned to the frequency of the carrier wave of the signals transmitted and receiving them by induction.
- FIG. 2 shows three successive emission zones, similar to that of FIG. 1, forming part of a series of emission zones distributed along the track.
- the reference numerals used are two-digit numbers, the tens digit corresponding to the homologous element in FIG. 1 and the units digit representing the serial number of the zone.
- the first zone has as frequency carrier wave the frequency f1, the second the frequency f2 and the third the. frequency f3. These frequencies are considered here as distinct, but they can also be equal. When they are different, the vehicle is fitted with as many sensors on board as there are separate frequencies used.
- FIG. 3 shows the detail of the upstream impedance 51 of the first zone which is a resonant circuit tuned to the frequency f1, and of the downstream impedance 42 of the second zone which is "a resonant circuit tuned to the frequency f2.
- each information transmission zone only one carrier wave frequency is used. It is possible, without departing from the scope of the invention, to use in the same zone several carrier frequencies, for example by switching on the turn 6 different transmitter circuits such as 3, each of them corresponding to a particular carrier frequency.
- the impedances corresponding to 4 and 5 would be constituted by as many resonant circuits in parallel as there are carrier frequencies. its distinct, each of these frequencies corresponding to a single resonant circuit tuned to it.
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Abstract
Dispositif de transmission d'informations dont les zones de propagation des signaux d'information sont independantes des sections du systeme de cantonnement. Un generateur (11) de signaux alternatifs modules en (12) par les signaux (13) a transmettre est couple aux files de rails (1) et (2) par induction, au moyen d'une spire (6) en aval de la zone. Chaque zone de transmission d'informations est delimitee en amont et en aval par des circuits resonnant (4 et5) accordes sur la frequence porteuse des signaux emis. Cette frequence est choisie de maniere a eviter toute interaction entre les circuits de voie et le dispositif de transmission d'informations. Application a la circulation ferroviaire.
Description
DISPOSITIF DE TRANSMISSION D'INFORMATIONS PAR LES RAILS ENTRE UNE VOIE DE CIRCULATION FERROVIAIRE ET UN ENSEMBLE DE VEHICULES CIRCULANT SUR CETTE VOIE.
La présente invention concerne un dispositif de transmission d'informations par les rails entre une voie de circulation ferroviaire et un ensemble de véhicules circulant dans le même sens sur cette voie, le long de laquelle se succèdent une pluralité de zones de transmission d'informations.
Les voies de circulation ferroviaire et principalement celles à grande circulation sont habituellement équipées d'un système de cantonnement, notamment par circuits de voie, qui en général utilise les rails de roulement comme voie de transmission.
Dans les équipements modernes, il est devenu nécessaire d'avoir un dispositif de transmission d'informations entre la voie et les véhicules, dispositif capable de coexister avec le système de cantonnement, l'ensemble fonctionnant à sécurité intrinsèque, au sens ferroviaire de ce terme.
Une solution connue consiste à transmettre les informations par induction à partir d'un câble disposé dans la voie, ou le long de celle-ci, mais cette solution présente un certain nombre d'inconvénients : le coût du câble et les contraintes qui en résultent pour l'entretien de la voie.
L'utilisation des rails de roulement comme voie de transmission fait disparaître ces inconvénients, mais se heurte à deux difficultés :
- la première provient du fait que les rails de roulement servent de circuit de retour au courant de traction sur les lignes électrifiées et, très souvent, de voie, de transmission pour les signaux de cantonnement. Les signaux de tout système de transmission d'informations par les rails doivent donc se superposer à ces courants et signaux existants sans les perturber et pouvoir en être séparés.
- la deuxième est liée au découpage de la voie en cantons. Il faut que ce découpage n'affecte pas la transmission des informations dont les zones de transmission, lorsque celle-ci s'effectue par zones se succédant le long de la voie, doivent pouvoir être délimitées indépendammen des sections du système de cantonnement.
Le dispositif selon l'invention permet de s'affranchir de ces difficultés car il utilise, pour transmet tre les informations, une onde porteuse alternative modulée en fréquence ou en amplitude, ou les deux, et de caractéristiques telles que sa propagation dans les rails n'est pas affectée par les courants de retour de traction et par les signaux de cantonnement ainsi que par les dispositifs déli mitant les cantons; de plus, il permet une délimitation de ses propres zones de propagation indépendamment des sections du système de cantonnement.
Ce dispositif est caractérisé en ce qu'il comporte : —-sur la voie, pour chaque zone de transmission d'informa tions: — un générateur de signaux alternatifs à une fréquence déterminée qui constitue la fréquence porteuse des informations à transmettre, cette fréquence étant prise à l'extérieur des bandes de fréquences utilisées dans le système de cantonnement, — un modulateur desdits signaux,
— un organe de commande du modulateur de manière que ces signaux soient modulés en fonction des informations à trans mettre,
— une spire conductrice isolée disposée en forme de cadre entre les deux files de rails, près de l'extrémité aval de ladite zone de transmission d'informations,
— un transformateur adaptateur d'impédance et de séparation de circuits dont le primaire reçoit les signaux modulés et dont le secondaire est relié aux bornes de la spire en forme de cadre, deux circuits résonnants accordés sur la fréquence
porteuse, branchés entre les deux files de rails, l'un à l'extrémité aval et l'autre à l'extrémité amont de la zone de transmission d'informations,
——à bord de chaque véhicule, des moyens de réception accordés sur les fréquences porteuses respectives des zones de transmission d'informations.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de quelques exemples de réalisation et des dessins annexés où :
- la figure 1 représente le cas d'un dispositif unique de transmission d'informations,
- la figure 2, le cas d'une série de dispositifs semblables répartis le long de la voie,
- la figure 3, le détail des circuits résonnants entre les files de rails en un point de transition entre deux zonés d'émission consécutives,
- la figure 4, un circuit complémentaire de contrôle applicable aux cas précédents.
La figure 1 représente un tronçon de voie de circulation ferroviaire ne comportant qu'une zone d'émission d'informations. Les repères 1 et 2 désignent les files de rails. Le circuit émetteur 3 de ces informations, représenté dans un cadre en traits mixtes, est placé sur la voie à proximité de l'extrémité aval de la zone d'émission qui est délimitée par les files de rails 1 et 2 et par deux circuits résonnants représentés par les impédances 4 et 5 aux deux extrémités de cette zone. Le circuit émetteur 3 est branché aux bornes d'une spire conductrice isolée 6 disposée en forme de cadre entre les deux files de rails 1 et 2, à proximité de l'impédance 4 située à l'extrémité aval de la zone d'émission. A titre indicatif, trois sections 7,8,9 du système de cantonnement ont été représentées. Il s'agit par exemple des sections couvertes par trois circuits de voie successifs. On voit sur la figure 1 que ces trois sections ont des limites qui ne coïnci- dent pas avec celles de la zone d'émission d'informations délimitée par les impédances 4 et 5. La flèche 10 montre
le sens de circulation des véhicules sur la voie.
Le circuit émetteur 3 comporte un générateur 11 de signaux alternatifs servant d'onde porteuse aux informations à transmettre et qui entrent dans un modulateur 12 recevant d'un organe de commande 13 le signal modulant nécessaire pour que la modulation se fasse en fonction des informations à transmettre. Le signal modulé est transmis à la spire 6 en forme de cadre par l'intermédiaire d'un transformateur 14 jouant le rôle d'adap tateur d'impédance et de séparateur de circuits.
La fréquence de l'onde porteuse est déterminée de façon à se trouver en dehors des bandes de fréquence utilisées dans les circuits de voie 7,8,9.
On choisira par exemple des fréquences porteuses de l'ordre du kilohertz.
Les impédances 4 et 5 sont constituées d'une inductance en série avec un condensateur, de façon à réa liser un circuit résonnant dont l'impédance est minimalepour la fréquence de l'onde porteuse de l'émetteur 3. Ces impédances ne laissent donc pas passer les signaux de cantonnement.
Le signal émis dans la spire 6 esttransmis par induction à la boucle constituée par les deux files de rails 1 et 2 et les impédances 4 et 5 agissant pratiquement comme un court-circuit entre ces files 1 et 2.
Chaque véhicule comporte par exemple comme circuit récepteur un capteur accordé sur la fréquence de l'onde porteuse des signaux émis et recevant ceux-ci par induction. La figure 2 montre trois zones d' émission successives, analogues à celle de la figure 1, faisant partie d'une série de zones d'émission réparties le long de la voie. Les repères numériques utilisés sont des nombres de deux chiffres, le chiffre des dizaines correspon dant à l'élément homologue de la figure 1 et le chiffre des unités représentant le numéro d'ordre de la zone.
La première zone a comme fréquence d'onde porteuse la fréquence f1, la deuxième la fréquence f2 et la troisième la. fréquence f3. Ces fréquences sont considérées ici comme distinctes, mais elles peuvent aussi être égales. Lorsqu'elles sont différentes, le véhicule est muni d'autant de capteurs à bord qu'il y a de fréquences distinctes utilisées.
La figure 3 indique le détail de l'impédance amont 51 de la première zone qui est un circuit résonnant accordé sur la fréquence fl, et de l'impédance aval 42 de la deuxième zone qui est" un circuit résonnant accordé sur la fréquence f2.
Dans le cas où les fréquences f1,f2,f3 sont égales, le schéma de la figure 3 se réduit. à un circuit résonnant unique accordé sur la fréquence porteuse unique utilisée.
Lorsqu'on a besoin de contrôler, pour augmenter la fiabilité du dispositif, si un courant circule dans la boucle 6 d'une zone, on vérifie qu'un courant induit circule dans la boucle formée par les files de rails 1 et 2 et les impédances 4 et 5- Dans ce cas (voir la figure 4), on ajoute un circuit de contrôle constitué par un transformateur de courant 15 dont le primaire est inséré en série entre l'impédance 4 et la file de rails 2 et dont le secondaire est branché sur un détecteur de passage de courant 16.
Dans ce qui précède, on a admis que dans chaque zone d'émission d'informations on n'utilisait qu'une seule fréquence d'onde porteuse. Il est possible, sans sortir du cadre de l'invention, d'utiliser dans la même zone plusieurs fréquences porteuses, par exemple en commutant sur la spire 6 différents circuits émetteurs tels que 3, chacun d'eux correspondant à une fréquence porteuse particulière. Dans ce cas, les impédances correspondant à 4 et 5 seraient constituées par autant de circuits résonnants en parallèle qu'il y a de fréquences porteu-
ses distinctes, chacune de ces fréquences correspondant à un seul circuit résonnant accordé sur elle.
Enfin, il est possible de superposer dans une même zone de transmission d'informations deux dispositifs selon l'invention, un pour chaque sens de circulation des véhicules, avec par exemple la même fréquence porteuse.
Claims
REVENDICATION
Dispositif de transmission d'informations par les rails entre une voie de circulation ferroviaire et un ensemble de véhicules circulant dans le même sens sur cette voie, le long de laquelle se succèdent une plurali- té de zones de transmission d'informations délimitées indépendamment des sections du sytème de cantonnement, dispositif caractérisé en ce qu'il comporte : — sur la voie, pour chaque zone de transmission d'informations: — un générateur de signaux alternatifs à une fréquence déterminée qui constitue la fréquence porteuse des informations àtransmettre, cette fréquence étant prise à l'extérieur des bandes de fréquences utilisées dans le système de cantonnement, — un modulateur desdits signaux,
— un organe de commande du modulateur de manière que ces signaux soient modulés en fonction des informations à transmettre,
— une spire conductrice isolée disposée en forme de cadre entre les deux files de rails, près de l'extrémité aval de ladite zone de transmission d'informations,
— un transformateur adaptateur d'impédance et de séparation de circuits dont le primaire reçoit les signaux modulés et dont le secondaire est relié aux bornes de la spire en forme de cadre,
— deux circuits résonnants accordés sur la fréquence porteuse, branchés entre les deux files de rails, l'un à l'extrémité aval et l'autre à l'extrémité amont de la zone de transmission d'informations, — à bord de chaque véhicule, des moyens de réception accordés sur les fréquences porteuses respectives des zones de transmission d'informations.
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Legal Events
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Designated state(s): BR US |