Méthode et dispositif de contrôle de présence de rail.

La présente invention concerne une méthode et un dispositif pour surveiller en temps réel l' enraillement correct d'une roue sur son rail, selon les préambules des revendications 1 et 6.

En particulier, l'invention se rapporte à la détection et au contrôle de la présence d'un rail servant au guidage de véhicules guidés.

Les termes « véhicules guidés » font en particulier référence aux moyens de transports en commun tels que des bus, trolleybus, tramways, métros, trains ou unités de train, etc., pour lesquels l'aspect sécuritaire est très important et pour lesquels le guidage est assuré par au moins un rail. Bien que ces systèmes aient fonctionnes jusqu'ici sans détection d' enraillement ou de déraillement, les règlements de sécurités récents et à venir exigent un dispositif additionnel de sécurité lié à l' enraillement . En particulier, ledit rail sert de guide à ladite roue lors de son déplacement par rotation le long dudit rail, ladite roue pouvant être, par exem- pie, un galet.

Le document FR 2909061 Al (ou WO2008074942 Al) présente un dispositif de détection du risque de déraillement et d'évacuation de débris ou d'objets sur la voie de guidage par rail d'un véhicule. La détection du déraillement est basée sur la perte d'un contact électrique entre un patin et le rail, ladite perte de contact déclenchant alors un freinage d'urgence. Ledit patin est uniquement adapté pour une forme géométrique de rail afin de garantir le meilleur contact électrique possible avec ce dernier. D'autre part, ledit pa- tin est soumis à un environnement extérieur contraignant qui peut, à certaines occasions, nuire à la fiabilité de la détection, notamment lors de pertes du contact électrique malgré un enraillement correct. Toutefois, la présente invention ne concerne pas un modèle de détection adapté à une unique forme géométrique de rail, et permet de surmonter les défauts liés à la détection par contact électrique, notamment les problèmes liés au contact électrique lui-même, tout en obtenant d'autres avantages.

Un but de la présente invention est de proposer une méthode et un dispositif simple, sûr et fiable, de sécurisation du guidage de véhicules guidés, idéalement, facilement adaptable à tout type de véhicule guidé par rail, indépendamment de la géométrie du rail.

Un autre but de l'invention est de développer une solution à la détection et au contrôle de la présence d'un rail qui soit efficace en environnement extérieur contraignant.

Par environnement extérieur contraignant, il est fait référence à l' empoussièrement , à l'encrassement, aux vibrations et aux variations climatiques, tel que par exemple les variations de températures (-33 ⁰ C à 50 ⁰ C) ou d'humidité, la forma- tion de glace, etc. Ladite méthode et ledit dispositif seront alors qualifiés de sûr s'ils permettent de détecter avec certitude un déraillement ou un mauvais enraillement, et de fiable s'ils permettent d'éviter des fausses détections, i.e. une détection d'un déraillement, alors que l' enraillement est correct.

Dans ce but, un dispositif et une méthode sont proposés par le contenu des revendications 1 et 6. A partir d'une méthode de contrôle de présence d'au moins un rail de guidage d'un véhicule guidé, liée en particulier à une sécurisation d'un enraillement dudit véhicule guidé, et comprenant : - une première détection de la présence dudit rail au moyen d'un premier détecteur situé en aval d'une roue, ladite roue pouvant en particulier être un galet,

- une transmission, par ledit premier détecteur, à un organe de contrôle, d'un premier signal relatif à ladite présence dudit rail, la méthode selon l'invention est caractérisée par

- un branchement en parallèle avec ledit premier détecteur d'au moins un second détecteur situé en amont de ladite roue, ou en particulier dudit galet, - une seconde détection de la présence dudit rail au moyen dudit second détecteur,

- une communication audit organe de contrôle par ledit second détecteur d'un second signal relatif à ladite présence dudit rail.

Afin d'éviter toute ambiguïté, par définition, "amont" et "aval" font respectivement référence à la direction d'où vient un déplacement et à la direction où va un déplacement dans un référentiel lié au rail. Une position avale d'un dé- tecteur signifie que ledit détecteur précède ladite roue lors de son déplacement, et une position amont signifie que ledit détecteur suit ladite roue, i.e. se situe après ladite roue par rapport à son déplacement. Ainsi, un détecteur amont et un détecteur aval encadrent de part et d'autre une roue, sui- vant un axe longitudinal du rail.

De plus, la méthode de contrôle selon l'invention est caractérisée par une réalisation en temps réel libre de contact avec ledit rail de ladite détection, que ce soit ladite pre- mière ou ladite seconde détection. En particulier, non seule- ment la détection, mais aussi un signalement de la présence ou absence de rail par lesdits détecteurs à l'organe de contrôle est réalisé en temps réel, de sorte que l'organe de contrôle surveille et connaisse en temps réel l'état de l'en- raillement. Avantageusement, une surveillance en temps réel de 1 ' enraillement d'une roue sur son rail améliore la sécurisation du guidage d'un véhicule guidé.

De plus, la méthode de contrôle selon l'invention est en par- ticulier caractérisée par un montage du premier détecteur sur un premier support en aval de la roue et du second détecteur sur un second support en amont de ladite roue, lesdits supports étant fixés par exemple à un bras portant ladite roue, ou en particulier, un bras porte-galets.

D'autre part, la méthode de contrôle selon l'invention est en particulier caractérisée par une indication ou une validation par l'organe de contrôle d'un état de rail présent, i.e. d'un état d ' enraillement correct, si au moins un parmi lesdits premier et second signaux signale la présence du rail. En particulier, l'organe de contrôle contrôle 1 ' enraillement d'au moins une roue positionnée à au moins une des extrémités du véhicule guidé. Tant qu'au moins un des signaux parmi les deux signaux provenant respectivement des deux détecteurs as- sociés à une même roue signale la présence du rail, l'état d ' enraillement est considéré comme correct par l'organe de contrôle et il est alors apte à valider l'état de rail présent. Par contre, dès que deux signaux provenant respectivement des deux détecteurs associés à une même roue indiquent une absence de rail, l'organe de contrôle est apte à signaler un déraillement. En particulier, les conséquences du signalement du déraillement par l'organe de contrôle sont par exemple un freinage d'urgence du véhicule guidé conduisant à un arrêt d'urgence dudit véhicule, l'envoi, par exemple par l'organe de contrôle, d'un signal d'alerte ou d'une alarme à un poste de commande, et une inspection sur le lieu du freinage d'urgence des causes et conséquences dudit freinage par le personnel d'exploitation.

Egalement, chacune desdites détections, i.e. la première et la seconde détection, est basée sur une utilisation d'au moins un opérateur logique lors d'un contrôle de la présence dudit rail par ledit organe de contrôle. Par exemple, lesdits détecteurs, situés de part et d'autre d'une même roue, sont branchés en parallèle afin de réaliser un "OU" logique qui permet à l'organe de contrôle de considérer un état d'enrail- lement correct si l'un ou l'autre des détecteurs détecte une présence du rail et la signale à l'organe de contrôle. Avantageusement, le branchement en parallèle des détecteurs selon un "OU" logique permet de s'affranchir de nombreux problèmes, comme par exemple:

- les lacunes de rail de toutes natures, tel les joints éclissés, les joints de dilatation, les joints isolants, les lacunes en aiguillage: dans ce cas, lorsqu'un des détecteurs signale une absence de rail, l'autre détecteur, ne se trouvant pas encore au niveau de ladite lacune, signale une présence dudit rail, ce qui permet à l'organe de contrôle de valider un enraillement correct,

- les effets de l'attitude du véhicule guidé vis-à-vis du rail tel une variation d'assiette d'un bras portant ladite roue (par exemple un bras porte-galet ou une boîte d'essieu), ainsi que les effets conjugués du profil de la voie et/ou de la dynamique du véhicule: dans ce cas, 1 ' éloignement d'un détecteur par rapport au rail, éloignement qui pourrait poten- tiellement causer une alarme ou un freinage d'urgence, est compensé par un rapprochement corrélatif de l'autre détecteur, de sorte qu'il y ait toujours au moins un desdits détecteurs qui détecte une présence du rail,

- une panne d'un détecteur: en cas de panne d'un des détec- teurs, l'autre détecteur est toujours apte à signaler la pré- sence du rail, et de plus, l'organe de contrôle est apte à signaler un disfonctionnement du détecteur signalant une absence de rail continue.

De plus, le branchement en parallèle desdits détecteurs permet ainsi de nombreuses améliorations. Il s'agit par exemple de filtrer des fausses alarmes sur un desdits détecteurs, d'améliorer une tolérance à des variations d'assiettes d'un bras porte-galets sur lequel sont montés lesdits détecteurs ou encore d'améliorer la fiabilité de la détection de présence de rail lors de la présence de joints de rail en matériau isolant non-métallique.

D'autre part, la méthode de contrôle selon l'invention est en particulier caractérisée en ce que au moins une desdites détections est effectuée au moyen d'un détecteur de proximité afin d'être une détection de proximité. Avantageusement, et de façon non exhaustive, ladite détection de proximité est basée sur un effet capacitif ou inductif, ou une combinaison d'un effet capacitif et d'un effet inductif, afin de détecter, par exemple une proximité métallique correspondant à la présence du rail. Avantageusement, ladite détection de proximité, libre de contact avec le rail et basée notamment sur un effet capacitif et/ou inductif afin de détecter le rail, per- met non seulement d'éviter les problèmes liés à l'empoussiè- rement, mais aussi un contrôle de la présence du rail dans des environnements particulièrement contraignants pour un fonctionnement dudit véhicule guidé et de l'ensemble de ses composantes .

Finalement, un câblage en série d'une information logique de présence ou absence de rail, provenant soit de l'organe de contrôle, soit directement desdits détecteurs, avec un dispositif de détection d'obstacles, généralement également pré- sent aux extrémités du véhicule guidé, permet en particulier de combiner la détection d'obstacles au dispositif de contrôle de la présence du rail.

A partir d'un dispositif de contrôle de présence d'au moins un rail de guidage d'un véhicule guidé, lié à une sécurisation d'un enraillement de véhicules guidés et comprenant:

- un premier détecteur situé en aval d'une roue, ladite roue étant en particulier un galet, et, ledit détecteur étant apte à détecter la présence dudit rail et à transmettre un premier signal relatif à ladite présence dudit rail à un organe de contrôle, le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce que

- un second détecteur situé en amont de ladite roue, ou en particulier dudit galet, est apte à être connecté en parallèle avec ledit premier détecteur et à détecter ladite présence dudit rail (1),

- ledit second détecteur est apte à communiquer audit organe de contrôle un second signal relatif à ladite pré- sence dudit rail.

En particulier, le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce que lesdits détecteurs sont aptes à effectuer une détection en temps réel et libre de contact avec ledit rail. En particulier, les détecteurs sont non seulement aptes à détecter en temps réel la présence dudit rail, mais aussi à signaler en temps réel à l'organe de contrôle la présence ou absence dudit rail, de sorte que l'organe de contrôle est apte à surveiller et à connaître en temps réel l'état correct de 1 ' enraillement, i.e. la présence ou absence de rail.

En outre, le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce que le dit organe de contrôle est apte à valider un état d' enraillement correct, i.e. valider un état de rail présent, en utilisant au moins une opération logique. En particulier, l'organe de contrôle est apte à confirmer/valider la présence du rail en utilisant un "OU" logique, i.e. si au moins un parmi lesdits premier et second signaux détecte et signale la présence du rail. Avantageusement, un fonctionnement de la surveillance de la présence dudit rail au moyen d'un opérateur logique tel la fonction "OU" logique permet de filtrer de fausses alarmes sur un desdits détecteurs, mais aussi, améliore une tolérance de la détection à des variations d'assiette d'un bras porte-galets par rapport au rail, de sorte que lorsqu'un des capteurs s'éloigne du rail et signale une absence de rail, l'autre s'en rapproche corrélativement et signale une présence de rail. Du fait que dans ce cas, un des détecteurs signale une présence de rail, l'opération logique "OU" permet à l'organe de contrôle de conclure à la présence dudit rail, et ainsi de confirmer ou valider un état d'en- raillement correct. De même, l'utilisation d'un opérateur logique tel le "OU" améliore la tolérance de la détection aux joints de rails, en particulier en matériaux isolants non métalliques. En effet, étant donné que lors du passage de la roue sur un joint non-métallique, le premier détecteur, passant au-dessus dudit joint non métallique, indiquera une absence de rail, alors que, au même instant, le second détecteur, suffisamment distant du premier détecteur pour être en regard du rail et non du joint, signalera la présence du rail. Ainsi, comme au moins le second détecteur indique une présence de rail, l'organe de contrôle conclura à un enrail- lement correct et n'alertera par exemple aucun poste de contrôle .

En particulier, le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce que au moins un desdits détecteurs est un détecteur de proximité, comme par exemple un détecteur de proximité métallique. En particulier, le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce que lesdits détecteurs dé- tectent la présence du rail au moyen d'une détection de proximité capacitive ou par induction. De manière générale, la détection de proximité n'est pas limitée à une détection basée sur un effet capacitif ou inductif, mais peut aussi, par exemple, être basée sur une combinaison de ces effets. Avantageusement, une détection libre de contact avec le rail, notamment au moyen de détecteurs capacitifs ou inductifs, permet d'éviter les problèmes liés à 1 ' empoussièrement . De plus, les détecteurs de proximités sont aptes à fonctionner dans des environnements particulièrement contraignants.

De plus, le dispositif selon l'invention est en particulier caractérisé par un premier et un second support de détecteurs fixés à un bras portant ladite roue respectivement en amont et en aval de ladite roue et auxquels sont fixés respective- ment le premier et second détecteur. En particulier, ledit bras est un bras porte-galets. Avantageusement, le positionnement des détecteurs en amont et en aval de ladite roue, au- dessus ou en particulier au voisinage dudit rail, permet, lors dudit branchement en parallèle desdits détecteurs, d'améliorer la fiabilité de la détection de présence de rail.

Finalement, un exemple de réalisation et d'application est fourni à l'aide de:

Figure 1 exemple de réalisation de dispositif de contrôle de présence de rail.

A titre d'exemple, la figure 1 montre un dispositif de contrôle de présence d'au moins un rail (1) de guidage d'un véhicule guidé, lié à une sécurisation d'un enraillement dudit véhicule guidé, comportant:

- un premier détecteur (41) situé en aval d'une roue ou en particulier d'un galet (3), i.e. précédant la roue ou le galet dans une direction de déplacement de ladite roue ou dudit galet, ledit détecteur (41) étant apte à détecter la présence dudit rail (1) et à transmettre un premier signal (S _A ) relatif à ladite présence dudit rail à un organe de contrôle (5) , caractérisé en ce que

- un second détecteur (42) situé en amont de ladite roue ou dudit galet (3), i.e. suivant ledit galet ou ladite roue dans la direction de déplacement de ladite roue ou galet, est apte à être connecté en parallèle avec ledit premier détecteur (41) et à détecter la présence dudit rail (1),

- ledit second détecteur (42) est apte à communiquer audit organe de contrôle (5) un second signal (S _B ) relatif à ladite présence dudit rail (1) .

En particulier, pour chaque roue dont on veut surveiller 1 ' enraillement , un système de détection comprenant au moins deux détecteurs (41, 42) de proximité métallique reliés à au moins un organe de contrôle (5) auquel ils transmettent des signaux (S _A , S _B ) relatifs à la présence dudit rail peut être mis en place. En particulier, lesdits deux détecteurs sont identiques et ont les mêmes caractéristiques de détection de rail. Avantageusement, un unique organe de contrôle (5) est apte à surveiller 1 ' enraillement de plusieurs roues, en par- ticulier, des roues situées aux extrémités dudit véhicule guidé, afin de garantir au moins un enraillement correct des extrémités d'un véhicule guidé. Dans ce cas, les détecteurs associés à plusieurs roues transmettent chacun, au même organe de contrôle, un signal relatif à la présence dudit rail. L'organe de contrôle est ensuite apte à traiter les informations relatives à la présence dudit rail, lesdites informations étant véhiculées à partir desdits signaux transmis par chacun desdits détecteurs. Les détecteurs (41, 42) peuvent avantageusement être fixés sur une boite d'essieu ou sur un organe équivalent solidaire à une cage extérieure des roulements de la roue, tel par exemple un bras porte-galet (2), au plus près de la zone de contact entre la roue et le rail, afin qu'au moins une partie dudit rail soit incluse dans un cône (411, 421) de détection dudit détecteur (41, 42) . Ledit cône de détection correspond à une zone de l'espace pour laquelle le détecteur est apte à détecter la présence du rail.

De plus, et en particulier, les détecteurs branchés en parallèle donnent une information binaire à contact sec, comme par exemple, fermé lorsque le rail est présent en regard du détecteur et ouvert lorsque le rail est absent en regard du dé- tecteur. Egalement, le contact "repos" de chaque détecteur, non utilisé pour la détection de présence de rail, peut être utilisé pour détecter les pannes dormantes du détecteur, sans attendre que la panne se révèle par une alarme. Par contact "repos", il est fait référence à l'état du contact d'un dis- positif électromécanique lorsqu'il n'est pas alimenté, cet état pouvant être suivant les cas, soit ouvert, soit fermé. D'autre part, des détecteurs à apprentissage, comme par exemple un détecteur à mémoire d'environnement métallique, peuvent être utilisés, dans le cas où la proximité permanente avec d'autres pièces métalliques, comme par exemple un men- tonnet de roue, gênerait la détection.

D'autre part et de manière avantageuse, l'organe de contrôle est apte à être câblé en série avec un dispositif de détec- tion d'obstacle, généralement présent aux extrémités d'un véhicule guidé, afin de combiner ledit dispositif de contrôle de la présence du rail audit dispositif de détection d'obstacles . En résumé, la méthode et le dispositif selon l'invention présentent plusieurs avantages par rapport aux méthodes et dispositifs existant en ce que:

- ils assurent une détection de la présence du rail indé- pendamment des lacunes de rail nominales,

- ils assurent une détection de la présence du rail, indépendamment de la géométrie du rail, ils améliorent la détection dudit rail lors de variations d'assiette du bras portant ladite roue par rapport au rail,

- ils permettent de filtrer de fausses alarmes sur un capteur,

- ils permettent une détection de la présence du rail dans des conditions environnementales de détection contrai- gnantes, notamment lors d' empoussièrement, de températures extrêmes, de haute humidité,