EP2371662A1 - Procédé de gestion de la circulation de véhicules sur un réseau ferroviaire et système associé - Google Patents

Procédé de gestion de la circulation de véhicules sur un réseau ferroviaire et système associé Download PDF

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EP2371662A1
EP2371662A1 EP11305382A EP11305382A EP2371662A1 EP 2371662 A1 EP2371662 A1 EP 2371662A1 EP 11305382 A EP11305382 A EP 11305382A EP 11305382 A EP11305382 A EP 11305382A EP 2371662 A1 EP2371662 A1 EP 2371662A1
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EP
European Patent Office
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resource
resources
vehicle
controller
allocated
Prior art date
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EP11305382A
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German (de)
English (en)
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EP2371662B1 (fr
Inventor
Philippe Michaut
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alstom Transport SA
Original Assignee
Alstom Transport SA
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L23/00—Control, warning, or like safety means along the route or between vehicles or vehicle trains
    • B61L23/22—Control, warning, or like safety means along the route or between vehicles or vehicle trains for controlling traffic in two directions over the same pair of rails
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L11/00—Operation of points from the vehicle or by the passage of the vehicle
    • B61L11/08—Operation of points from the vehicle or by the passage of the vehicle using electrical or magnetic interaction between vehicle and track
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L27/00—Central railway traffic control systems; Trackside control; Communication systems specially adapted therefor
    • B61L27/10—Operations, e.g. scheduling or time tables
    • B61L27/12—Preparing schedules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L11/00—Operation of points from the vehicle or by the passage of the vehicle
    • B61L11/08—Operation of points from the vehicle or by the passage of the vehicle using electrical or magnetic interaction between vehicle and track
    • B61L2011/086—German radio based operations, called "Funkfahrbetrieb" [FFB]

Definitions

  • the subject of the invention is that of methods and systems for managing the movement of a vehicle on a railway network.
  • vehicle any vehicle able to move on a rail network, such as a train, a tram, a subway.
  • a railway network is composed of different basic objects, such as a section of track with two end points, a section of track with three end points or switching points, a signaling element, and so on.
  • each object is in a state of engagement taking a particular value among a plurality of possible, predefined values.
  • an interlocking logic has been used to allow the safe movement of a vehicle along a network road.
  • the interlocking logic is implemented at centralizing equipment level, hereinafter called the central control unit, which controls the latching state of all the constituent objects of the network.
  • the interlocking logic uses a route table which presents, for each possible route, the values of the interlocking states of the objects constituting this route which must be simultaneously checked to allow a safe movement of the vehicle on the considered route.
  • the definition of the route table is a compromise between flexibility and operational possibilities, technical feasibility and cost, while considering the interlocking between the movements.
  • the central control and manages the movement of all vehicles traveling at any given time on the rail network.
  • this architecture does not allow an easy update of an existing railway network. For example, the replacement or addition of an object must be followed by the rewrite of the route table and its qualification before its integration at the central control.
  • the invention aims to overcome the aforementioned problems.
  • the figure 1 represents a portion of a rail network 10.
  • the network 10 is subdivided into a plurality of objects which are, according to the invention, considered as resources.
  • objects which are, according to the invention, considered as resources.
  • FIG. 1 for example, four channel sections with two end points, referenced 1 to 4, and one section with three end points, or switch, referenced 5, have been represented.
  • the network 10 comprises other resources, such as signaling elements, which are neither described nor represented for the sake of clarity of the present description.
  • Each resource of the network 10 may be associated with one or more members 13.
  • a member 13 may have a sensor function of the value of a characteristic parameter of the resource.
  • a member 13 optionally has an actuator function for modifying the value of the corresponding characteristic parameter.
  • the state of instantaneous engagement of a resource is the combination of the values of several parameters making it possible to completely characterize the state of the resource.
  • a member comprising an induction sensor capable of detecting the presence of a train on the track section, makes it possible to determine the occupation state "Busy" or "unoccupied” section of this lane.
  • an organ makes it possible to modify the display state of the signaling element.
  • a train traffic management system 15 For the management of train traffic on the network 10, a train traffic management system 15 is implemented.
  • the principle of the invention is that the circulation of the trains is, on a first scale, planned by the central control, and, on a second scale, lower than the first, managed, safely, by the controller board of each train.
  • the planning by the central control 31 of the movement of a train comprises the development of a mission file which is then transmitted to the train controller.
  • the management by the traffic controller of a train is carried out by implementing a protocol for allocating, engaging and then releasing the necessary resources directly from the ROCs with which they are associated.
  • the on-board controller authorizes the safe movement of the train on a path composed of the resources allocated to the train and allowing it to continue the mission assigned to it.
  • a resource of the network 10 is associated with a single ROC but, alternatively, several resources 10 may be associated only one ROC.
  • Each ROC and each resource are characterized by a unique identifier, on the network 10. In the following, it is considered a ROC per network resource.
  • An OCR 11 is a computer comprising storage means, calculation means and input / output interfaces.
  • An OCR 11 has the function of controlling the resource with which it is associated.
  • An OCR is an automaton connected by a wired line, for example bidirectional, to the organ or each organ of the resource to which the ROC is associated, so as to control this resource.
  • An OCR 11 is physically disposed near the resource it controls.
  • the OCR can be placed anywhere.
  • the means 110, 112 and 118 are preferably implemented in the form of computer programs whose instructions are stored in the means of memorization of the ROC 11 and are able to be executed by the calculation means of the ROC 11.
  • An on-board controller 21 is a computer comprising storage means, calculation means and input / output interfaces.
  • Each edge controller 21, and therefore each train, is characterized by a unique identifier on the network 10.
  • these various means are implemented in the form of computer programs executed by the on-board controller 21.
  • the on-board controller storage means 21 comprise a railway network description database 215 and a mission file 216 transmitted by the central control unit 31.
  • the database 215 includes information giving a detailed description of all the constituent resources of the network 10.
  • the base 215 thus comprises, for each resource of the network 10, the identifier of the resource, the interlocking state of the resource and geographic location data of the resource, such as the geographic locations of the endpoints thereof.
  • the mission file 216 includes information corresponding to the path to be performed by the train 20 through the network 10.
  • the mission file 216 includes the starting point of the train 20, the arrival point of the train 20, and an ideal route through the network 10, that is to say the set of sections of lane which make it possible to join the points of departure and arrival, as well as characteristic points such as commercial stops including information on the arrival and departure times that the train must comply with 20.
  • the positioning means 211 make it possible to determine the position of the head and the tail of the train 20.
  • the position of the train 20 can be accurately determined by taking into account a measurement of distance traveled from a reference point, for example a beacon of the state of the art.
  • the identification means 212 generate a list of resources 217, based on the information contained in the resource description database 215, in the mission file 216, and the instantaneous position of the train given by the means of identification. positioning 211.
  • a list 217 corresponds to a group of resources which, if they were allocated to the train and if they were respectively in a state of interlocking required, would allow the train to continue its mission along a path of the railway network 10 corresponding to it. group of identified resources.
  • the estimation means 218 are able to determine at least one speed profile on a path corresponding to a group of potential resources. From this velocity profile, the means 218 are able to estimate the instants of passage of the train at particular points of this path. According to these times of passage, the identification means 212 determine the time slot on which each resource must be allocated to the train. The time slot thus required may take into account appropriate safety margins, in particular the time required for the activation of the resource.
  • the verification means 214 when executed, determine whether the set of resources of a list 217 have actually been allocated to the train 20, and whether all the resources of a list 217 are in the state interlocking required.
  • the train management system 15 further comprises a control unit 31.
  • the central control unit 31 comprises planning means 310, making it possible, at the level of the network 10, to develop the missions of the various trains running on the network 10.
  • the mission of a train is designed taking into account any constraints imposed on the movement of this train, by the missions of the other trains circulating on the network 10.
  • the mission of a first train is regularly updated to, for example, take into account an event affecting the achievement of the mission of another train, and thereby modifying the constraints taken into account during the initial development of the mission of the first train.
  • the control unit 31 is connected, for example through a TCP / IP network 33, to a plurality of base stations 32, fixed on the ground.
  • the base stations are distributed along the channels of the network 10 to provide continuous coverage of the network 10.
  • the base stations 32 comprise communication means 320 adapted to communicate with the controller board 21 of a train running on the network 10.
  • these radio communication means 320 are compatible with the radio communication means 210 of the on-board controller 21.
  • the data exchange is then possible between the edge controller 21 of the train 20 and the control unit 31: in downlink communication, the control unit communicates to the edge the mission file 216 of the train 20, which it has just developed. or update; in upstream communication, the edge controller 21 communicates its instantaneous position to the control unit 31 so that it updates the missions of the train 20 and the other trains running on the network 10.
  • the file 216 describing the mission assigned to the train 20 is downloaded by the on-board controller 21 to the central control unit 31 via a base station 32. It can be the first base station 32 that the train crosses when it is committed to the network 10 for example, at the station or at the exit of a maintenance garage or depot, the mission file 216 then corresponding to the mission originally assigned to the train 20. It may be otherwise a station intermediate 32 to download a mission file corresponding to an update of the initial mission file.
  • the train 20 is traveling on a path of the railway network 10 described by a list 217a stored by the edge controller 21.
  • This current path comprises for example the track sections 1 and 2.
  • the method according to the invention provides a phase of allocation of a group of resources and a phase of engagement of resources of the group of allocated resources.
  • the allocation phase represented in figure 3 includes identifying and then reserving a group of resources.
  • the identification means 212 are executed. They use the mission file 216, the database 215 for describing the resources constituting the network 10, the instantaneous position of the train 20 delivered by the positioning means 211, to generate a group of potential resources.
  • the identification means 212 call the estimation means 218 to develop from this group of potential resources and for a next required time slot, a group of resources identified as allowing the train to continue its mission by taking the path corresponding to these resources, provided that they are allocated to the train 20 and are placed in a required latching state.
  • the identification means 212 then generate a list 217b corresponding to this group of identified resources.
  • the means 212 in order for the train 20 to continue the performance of its mission, the means 212 generate a list 217b indicating that the section 3 must be allocated to the train and must be in the state of engagement defined by the direction of movement, and that section 5 must be allocated to the train and must be in the ON state defined by the direction of travel and the position state.
  • the allocation / release means 213, which monitors the memory storage means of the on-board controller 21, are executed in a step b of generating message messages.
  • the means 213 develop as many requests as resources in the list 217b. Each request contains the identifier of the requesting train and the identifier of the required resource.
  • step c the communication means 210 of the on-board controller 21, controlled by the means 213, transmit radio signals corresponding to the different requests for resource allocation.
  • step d the communication means 110 of an ROC 11 pick up the various radio signals received and transmit to the processing means 118 only the messages comprising the identifier of said ROC (identifier identical to that the resource to which the ROC is associated).
  • step e the processing means 118 reads the allocation table 116 to determine whether the resource can be allocated to the requesting train.
  • step f only when the table 116 indicates that the resource is not being reserved, the processing means 118 allocate the resource to the requesting train, by writing in the cell of the table 116 the identifier of the train applicant.
  • step g the processing means 118 of the OCR 11, develop an allocation response message.
  • This response includes the identifier of the requesting train, the identifier of the required resource and the current state of the reservations and interlocking.
  • step h the communication means 110 emit a radio signal corresponding to this allocation response.
  • step i the communication means 210 of the on-board controller 21 capture and decode the various signals that arrive to them, and transmit to the allocation / release means 213 only those messages which comprise the identifier of the train 20.
  • step k when the allocation response indicates that the required resource has indeed been allocated to the train, the means 213 update the allocation field corresponding to this resource in the list 217b.
  • the value "allocated" (+1) is written in the allocation field of the resource.
  • the means 213 update the allocation field of this resource by writing the value "unallocated" (0).
  • the verification means 214 are executed by the onboard controller 21 to check whether or not all the resources of the list 217b have indeed been allocated to the train 20. The verification means 214 then test the value of the allocation field of each of the resources of the list 215 (step I).
  • the group of identified resources is considered a group of allocated resources (step m ) and the process proceeds to the interlocking phase which will be described below.
  • the identification means 212 is executed again to generate another list. 217c corresponding to another group of identified resources.
  • the information relating to the resources of the list 217b that could not be allocated to the train 20 are used by the means 212 during this new identification of a resource group (step a ).
  • step c ' the communication means 210 of the on-board controller 21, controlled by the means 213, emit radio signals corresponding to the various requests for resource engagement.
  • the communication means 110 of an OCR 11 capture and decode the various radio signals received and transmit to the processing means 118 only the messages comprising the identifier of the OCR 11.
  • step e ' after verifying that the identifier of the requesting train mentioned in the request corresponds to the identifier indicated in the allocation table 116, the processing means 118 compare the required interlocking parameters with the parameters of the state of instantaneous engagement of the resource indicated in the state table 114. If the parameters of the instantaneous state of the resource are different from the required interlocking parameters, the processing means 118 control the control means 112 resource organs in accordance with the required interlocking parameters.
  • step f1 ' the or each member 13 modifies the value of the corresponding characteristic parameter according to the required state.
  • step f2 ' the members 13 transmit the current values of the parameter to the control means 112 which update the state table 114.
  • step g ' the processing means 112 develop a response message in resource engagement.
  • This response comprises the identifier of the requesting train, the identifier of the resource required and the instantaneous state of engagement of the resource read in the state table 114.
  • step h ' the communication means 110 of the ROC 11 emit a radio signal corresponding to the interlocking response.
  • step j ' the communication means 210 of the on-board controller 21 capture and decode the various signals that reach them, and transfer to the allocation / release means 213 only those messages which comprise the identifier of the train 20.
  • the means 213 write in the interlocking field corresponding to this resource the value "1" (value k ' ).
  • the verification means 214 are executed to check whether all the resources of the list 217b have actually been engaged in accordance with the required interlocking parameters. The means 214 then test the value of the latching field of each of the resources of the list 217b (step I ' ).
  • the verification means 214 gives the authorization to the train 20 to advance and to enter the path of the network 10 corresponding to the resource group of the list 217b (step m ' ).
  • the means 214 do not issue the movement authorization and the steps b 'and c' are eventually iterated, at least for the resources incorrectly engaged.
  • the identification means 212 are executed again to identify the next path of the network to be used (return to step a ) and the allocation / release means 213 of the onboard controller 21 are executed to release this list resource 217b.
  • This release phase can also take place on a list of identified resources, but which could not be allocated to the train. This release phase is represented at figure 5 .
  • step b " from list 217b, the means 213 develop resource release request messages Each request includes the identifier of the requesting train, and the identifier of the resource to be released.
  • step c " the communication means 210 transmit radio signals corresponding to these requests for resource release to the different OCRs 11.
  • step d " the communication means 110 of an OCR 11 pick up the various radio signals received and transmit to the processing means 118 only the messages comprising the identifier of said OCR.
  • step e " the means 118 process the request for release by reading, in the allocation table 116, the identifier of the train to which the resource was allocated, if the identifier read corresponds to the identifier of the indicated train. in the request, the means 118 modify the state (step f " ) of allocation of the resource by writing the value" unallocated "in the cell of the allocation table 116.
  • step g " the processing means 112 generates a release response message which includes the identifier of the requesting train and the identifier of the requested resource.
  • step h " the communication means 110 of the ROC 11 emit a radio signal corresponding to the response in release.
  • step j ' the communication means 210 of the edge controller 21 capture and decode the various signals received, and transfer to the allocation / release means 213 only those messages which comprise the identifier of the train 20.
  • the means 213 write in the allocation field of this resource the value "2" (step k " ).
  • the verification means 214 are executed to check whether or not all the resources of the list 217b have actually been released.
  • the verification means 216 then test the value of the allocation field of each of the resources of the list 217b (step I " ).
  • the identification means 212 simultaneously identify several groups of resources respectively corresponding to alternative paths on the network, which the train could follow to carry out its mission. As soon as the checking means 214 detects that one of the resource groups has been fully allocated to the train 20, the other groups are released by executing the release means 213 on each of the other resource lists.
  • the identification means 212 implement an initial step of interrogating the ground controllers 11 present in the environment of the train 20 to know the allocation status of the associated resources.
  • This implementation can advantageously be performed by a protocol for exchanging request and response messages similar to the protocols described above. Prior knowledge of the state of allocation of potential resources facilitates the proper identification of a group of identified resources.

Abstract

Ce procédé consiste, le réseau ferroviaire étant subdivisé en ressources (1 à 5) dont l'état est piloté par un contrôleur au sol (11), et chaque véhicule comportant un contrôleur embarqué (21) apte à communiquer avec les contrôleurs au sol (11), en :
- la planification, par un central de régulation (31), de la mission d'un véhicule ;
- la transmission de sa mission au véhicule (20) dont le contrôleur embarqué :
- identifie un groupe de ressources permettant au véhicule de poursuivre sa mission ;
- réserve les ressources identifiées auprès des contrôleurs au sol ;
- une fois toutes les ressources allouées, enclenche chaque ressource dans un état requis ;
- vérifie que chaque ressource est réservée et se trouve dans l'état requis ; et, lorsque cette vérification est positive,
- étend l'autorisation du mouvement du véhicule sur le chemin correspondant à ce groupe de ressources.

Description

  • L'invention a pour domaine celui des procédés et des systèmes de gestion de la circulation d'un véhicule sur un réseau ferroviaire.
  • Dans le présent document, on entend par « véhicule », tout véhicule apte à se déplacer sur un réseau ferroviaire, comme par exemple un train, un tramway, un métro.
  • Un réseau ferroviaire est composé de différents objets élémentaires, comme par exemple une section de voie à deux points d'extrémité, une section de voie à trois points d'extrémité ou aiguillage, un élément de signalisation, etc.
  • A un instant donné, chaque objet se trouve dans un état d'enclenchement prenant une valeur particulière parmi une pluralité de valeurs possibles, prédéfinies.
  • Jusqu'à présent, une logique d'enclenchement est utilisée pour autoriser le mouvement en sécurité d'un véhicule le long d'une route du réseau. La logique d'enclenchement est mise en oeuvre au niveau d'équipements centralisateurs, appelé central de contrôle par la suite, qui contrôlent l'état d'enclenchement de l'ensemble des objets constitutifs du réseau.
  • La logique d'enclenchement utilise une table de routes qui présente, pour chaque route possible, les valeurs des états d'enclenchement des objets constitutifs de cette route qui doivent être simultanément vérifiées pour autoriser un mouvement, en sécurité, du véhicule sur la route considérée. La définition de la table de routes est un compromis entre souplesse et possibilités d'exploitation, faisabilité technique et coût, tout en considérant les interblocages entre les mouvements.
  • C'est le central de contrôle qui, à chaque instant, sélectionne une route pour un véhicule, modifie l'état d'enclenchement des objets constitutifs de cette route en accord avec les conditions mentionnées dans la table de routes, puis, après vérification du respect de ces conditions, autorise le mouvement du véhicule sur cette route.
  • Le central de contrôle gère ainsi le mouvement de l'ensemble des véhicules circulant, à un instant donné, sur le réseau ferroviaire.
  • La complexité des tables de routes et la nécessité qu'elles garantissent des mouvements en sécurité sur le réseau ferroviaire qu'elles décrivent, imposent que les tables de routes soient générées manuellement, par des experts. Par conséquent, la génération des tables de routes est une étape coûteuse en ressources.
  • Enfin, cette architecture ne permet pas une mise à jour aisée d'un réseau ferroviaire existant. Par exemple, le remplacement ou l'ajout d'un objet doit être suivi par la réécriture de la table de routes et sa qualification avant son intégration au niveau du central de contrôle.
  • L'invention a pour but de pallier aux problèmes précités.
  • Pour cela l'invention a pour objet un procédé de gestion de la circulation de véhicules sur un réseau ferroviaire, caractérisé en ce que, le réseau étant subdivisé en une pluralité de ressources, chaque ressource étant dans un état d'allocation, prenant la valeur « allouée » ou « non-allouée », et étant dans un état d'enclenchement, prenant une valeur parmi une pluralité de valeurs prédéterminées, une ou plusieurs ressources étant pilotée par un contrôleur au sol qui est muni de moyens de communication sans fil, un central de régulation étant apte à planifier l'ensemble des déplacements des véhicules circulant sur le réseau, et étant relié à des stations de base fixes, au sol, comportant des moyens de communication sans fil, et chaque véhicule circulant sur le réseau comportant un contrôleur embarqué muni d'un moyen de communication sans fil permettant la communication avec les moyens de communication des contrôleurs au sol et des stations de base reliées au central de régulation, le procédé consiste en :
    • la planification, par le central de régulation, d'une mission attribuée à un véhicule ;
    • la transmission de ladite mission du central de régulation vers le contrôleur embarqué dudit véhicule ;
    • l'identification pour un créneau horaire donné de la mission par le contrôleur embarqué dudit véhicule d'un groupe de ressources qui, à condition que chacune de ces ressources soit allouée audit véhicule et soit dans un état d'enclenchement requis, permettrait audit véhicule de poursuivre ladite mission, en empruntant un chemin sur le réseau correspondant audit groupe de ressources identifiées ;
    • la réservation des ressources identifiées, consistant, par la mise en oeuvre d'un protocole prédéterminé, en ce que le contrôleur embarqué requiert auprès de chacun des contrôleurs au sol associés aux ressources du groupe de ressources identifiées, l'allocation spécifique de ladite ressource audit véhicule ;
    • puis, une fois que toutes les ressources dudit groupe ont été allouées audit véhicule, l'enclenchement des ressources, consistant, par la mise en oeuvre d'un protocole prédéterminé, en ce que le contrôleur embarqué requiert auprès de chacun des contrôleurs au sol associés aux ressources dudit groupe de ressources allouées, la modification de l'état d'enclenchement de ladite ressource conformément à des états d'enclenchement requis ;
    • la vérification, par le contrôleur embarqué dudit véhicule, que chacune des ressources du groupe de ressources identifiées lui a été allouée et se trouve selon l'état d'enclenchement requis ; et, lorsque cette vérification est positive,
    • l'extension de l'autorisation, par le contrôleur embarqué, du mouvement du véhicule sur le chemin du réseau correspondant au groupe de ressources identifiées, allouées et correctement enclenchées.
  • Suivant des modes particuliers de réalisation, le procédé comporte une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles :
    • le contrôleur embarqué d'un véhicule transmet au central de régulation, via les stations des bases, des informations de position et/ou de groupe de ressources identifiées, et la planification utilise ces informations pour mettre à jour les différentes missions attribuées aux différentes véhicules circulant sur le réseau ferroviaire ;
    • le procédé comporte, en outre, une étape de libération d'une ressource allouée à un véhicule, consistant en ce que, par la mise en oeuvre d'un protocole prédéterminé, le contrôleur embarqué à bord dudit véhicule requiert, auprès du contrôleur au sol associé à ladite ressource allouée, que cette ressource ne lui soit plus allouée ;
    • l'étape d'identification d'une ressource prend en compte, en plus de ladite mission, des informations de description du réseau et des informations de position instantanée du véhicule ;
    • l'étape d'identification comporte une étape d'estimation d'un profil de vitesse du véhicule le long d'un chemin du réseau correspondant à un groupe de ressources potentielles, de préférence pour déterminer le créneau horaire requis associée à chaque ressource d'un groupe de ressources identifiées ;
    • l'étape d'allocation d'une ressource identifiée consiste à :
      • ■ émettre, par le contrôleur embarqué d'un véhicule, une requête en demande d'allocation de ladite ressource identifiée à destination du contrôleur au sol qui est associé à cette ressource ;
      • ■ émettre, par ledit contrôleur au sol, une réponse d'allocation délivrant l'état d'allocation et/ou l'état d'enclenchement de la ressource ;
      • ■ vérifier, par le contrôleur embarqué, qu'aucune réservation n'est en cours et/ou qu'aucun enclenchement n'a des états d'enclenchement incompatibles avec les états d'enclenchement requis ;
    • l'étape d'enclenchement d'une ressource allouée consiste à :
      • ■ émettre, par le contrôleur embarqué d'un véhicule, une requête en demande d'enclenchement de ladite ressource allouée audit véhicule, à destination du contrôleur au sol qui est associé à ladite ressource ;
      • ■ vérifier, par ledit contrôleur au sol associé à ladite ressource, si les paramètres d'enclenchement de l'état actuel de ladite ressource sont différents des paramètres d'enclenchement requis, et, dans l'affirmative, piloter la ressource selon les paramètres d'enclenchement ; et,
      • ■ émettre, par ledit contrôleur au sol, une réponse d'enclenchement indiquant l'état d'enclenchement instantané de la ressource ;
    • l'étape de libération d'une ressource allouée consiste à :
      • ■ émettre, par le contrôleur embarqué d'un véhicule, une requête en demande de libération de ladite ressource allouée audit véhicule, à destination du contrôleur au sol associé à ladite ressource ;
      • ■ vérifier, par ledit contrôleur au sol associé à ladite ressource, si celle-ci est allouée au véhicule et, dans l'affirmative, ne plus allouer au véhicule ladite ressource ;
      • ■ émettre, par ledit contrôleur au sol, une réponse en libération indiquant que la ressource n'est plus allouée audit véhicule.
  • L'invention a également pour objet un contrôleur embarqué à bord d'un véhicule circulant sur un réseau ferroviaire, le réseau étant subdivisé en une pluralité de ressources qui sont respectivement dans un état d'allocation, prenant la valeur « allouée » ou « non-allouée », et dans un état d'enclenchement, prenant une valeur parmi une pluralité de valeurs prédéterminées, une ou plusieurs ressources du réseau étant associées à un unique contrôleur au sol, chaque contrôleur au sol comportant : des moyens de communication radio ; des moyens de traitement permettant d'allouer la ressource associée et de commander une modification de l'état d'enclenchement de la ressource associée ; des moyens de pilotage aptes à déterminer l'état d'enclenchement instantané de la ressource associée et, sur commande des moyens de traitement, à piloter la ressource associée selon les paramètres d'enclenchement d'une requête en enclenchement reçue, le contrôleur embarqué comporte :
    • des moyens de communication radio permettant l'échange de messages entre le contrôleur embarqué et des contrôleurs au sol ;
    • des moyens d'identification permettant d'identifier un groupe de ressources qui, à condition que chacune de ces ressources soit allouée audit véhicule et soit dans un état d'enclenchement requis, permettrait audit véhicule de poursuivre une mission, en empruntant un chemin sur le réseau correspondant audit groupe de ressources identifiées, la mission étant générée par un central de régulation comportant des moyens de planification pour gérer, à l'échelle du réseau, les déplacements des véhicules et créer une mission pour chacun d'entre eux, le central de régulation étant relié à des stations de base fixes, au sol, comportant des moyens de communication sans fil permettant la communication avec le contrôleur embarqué pour la transmission de la mission attribuée audit véhicule ;
    • des moyens d'allocation et de libération permettant, à partir d'un groupe de ressources identifiées, de générer des requêtes en allocation de ressource destinées à être transmises aux contrôleurs au sol associés à ces ressources identifiées, et de traiter des réponses en allocation de ressource en provenance desdits contrôleurs au sol, et permettant, à partir d'un groupe de ressources allouées, de générer des requêtes en enclenchement de ressource, qui comportent des paramètres d'enclenchement, destinées à être transmises aux contrôleurs au sol associés à ces ressources allouées, et de traiter des réponses en enclenchement de ressource en provenance desdits contrôleurs au sol ;
    • des moyens de vérification permettant de vérifier que toutes les ressources d'un groupe de ressources identifiées ont été allouées audit véhicule et que toutes les ressources d'un groupe de ressources allouées sont dans l'état d'enclenchement requis.
  • Suivant des modes particuliers de réalisation, le contrôleur embarqué comporte une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles :
    • les moyens d'allocation et de libération sont propres, sur la base d'une pluralité de ressources allouées, à générer des requêtes en libération de ressource destinées à être transmises aux contrôleurs au sol associés à ces ressources allouées, et à traiter des réponses en libération de ressource en provenance desdits contrôleurs au sol ;
    • le contrôleur comporte des moyens de positionnement aptes à délivrer une information de position instantanée dudit véhicule ;
    • le contrôleur comporte une base de données comportant une description détaillée des ressources constitutives du réseau ferroviaire ;
    • le contrôleur comporte un moyen d'estimation d'un profil de vitesse du véhicule sur un groupe de ressources potentielles ;
    • le contrôleur comporte au moins une liste correspondant à un groupe de ressources identifiées, la liste comportant, pour chaque ressource du groupe :
      • ■ un champ d'identification de la ressource ;
      • ■ de préférence, un champ correspondant à un créneau horaire requis d'allocation de la ressource ;
      • ■ un champ correspondant à l'état d'allocation « allouée » ou « non-allouée » de la ressource au véhicule ;
      • ■ un champ définissant l'état d'enclenchement requis pour la ressource ; et,
      • ■ un champ d'enclenchement correspondant à un drapeau indiquant que la ressource se trouve effectivement dans l'état d'enclenchement requis .
  • L'invention a également pour objet un contrôleur au sol propre à être associé à au moins une ressource d'un réseau ferroviaire, le réseau étant subdivisé en une pluralité de ressources qui sont respectivement dans un état d'allocation, prenant la valeur « allouée » ou « non-allouée », et dans un état d'enclenchement, prenant une valeur parmi une pluralité de valeurs prédéterminées, et, à bord d'un train circulant sur le réseau, un contrôleur embarqué comportant des moyens de communication radio et des moyens d'allocation et de libération permettant de générer une requête en allocation de ressource destinée à être communiquée audit contrôleur au sol, ou une requête en enclenchement de ressource, qui comporte des paramètres d'enclenchement, destinée à être communiquée audit contrôleur au sol. Le contrôleur au sol comporte :
    • ■ des moyens de communication radio propres à recevoir une requête en allocation ou en enclenchement de la ressource associée au contrôleur au sol ;
    • ■ des moyens de traitement propres à allouer la ressource associée conformément à une requête en allocation reçue et à commander une modification de l'état d'enclenchement de la ressource associée conformément à une requête en enclenchement reçue ;
    • ■ des moyens de pilotage aptes à déterminer l'état d'enclenchement instantané de la ressource associée et, sur commande des moyens de traitement, à piloter la ressource associée selon les paramètres d'enclenchement de la requête en enclenchement ;
  • Suivant des modes particuliers de réalisation, le contrôleur au sol comporte une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles :
    • le contrôleur au sol comporte une table d'allocation comportant une pile de cellules, chaque cellule contenant soit la valeur NULL, soit l'identifiant d'un véhicule auquel la ressource est allouée. ;
    • le contrôleur au sol comporte, pour la ou chaque ressource qui lui est associée, une table d'état d'enclenchement comportant autant de champs que de paramètres caractérisant complètement l'état d'enclenchement de ladite ressource.
  • L'invention a également pour objet un système de gestion de la circulation de véhicules sur un réseau ferroviaire, caractérisé en ce que, le réseau étant subdivisé en une pluralité de ressources, chaque ressource étant dans un état d'allocation prenant la valeur « allouée » ou « non-allouée » et étant dans un état d'enclenchement, prenant une valeur parmi une pluralité de valeurs prédéterminées, le système comporte :
    1. i)- une pluralité de contrôleurs au sol, chaque contrôleur au sol étant un contrôleur au sol tel que décrit ci-dessus ;
    2. ii)- un contrôleur embarqué à bord d'un véhicule, le contrôleur embarqué étant un contrôleur embarqué tel que décrit ci-dessus ; et,
    3. iii)- un central de régulation comportant des moyens de planification pour gérer, à l'échelle du réseau, les déplacements des véhicules et créer une mission pour chacun d'entre eux, le central de régulation étant relié à des stations de base fixes, au sol, comportant des moyens de communication sans fil permettant la communication avec le contrôleur embarqué d'un véhicule pour la transmission de la mission générée par le central de régulation attribuée audit véhicule.
  • L'invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels :
    • la figure 1 est une vue schématique d'une portion d'un réseau ferroviaire sur laquelle circule un train ;
    • la figure 2 est une représentation schématique des éléments constitutifs du système de gestion de la circulation des trains selon la présente invention, et des flux de données entre ces éléments constitutifs ;
    • la figure 3 est une représentation schématique du procédé de gestion de la circulation des trains mis en oeuvre par le système de la figure 2 ;
    • la figure 4 est une représentation schématique de la phase d'enclenchement de ce procédé ; et,
    • la figure 5 est une représentation schématique de la phase de libération de ce procédé.
  • La figure 1 représente une portion d'un réseau ferroviaire 10.
  • Le réseau 10 est subdivisé en une pluralité d'objets qui sont, selon l'invention, considérés comme des ressources. Sur la figure 1, on a, par exemple, représenté quatre sections de voie à deux points d'extrémité, référencées 1 à 4, et une section de voie à trois points d'extrémité, ou aiguillage, référencée 5.
  • Le réseau 10 comporte d'autres ressources, comme par exemple des éléments de signalisation, qui ne sont ni décrites, ni représentées pour des raisons de clarté de la présente description.
  • Chaque ressource du réseau 10 peut être associée à un ou plusieurs organes 13. Un organe 13 peut posséder une fonction de senseur de la valeur d'un paramètre caractéristique de la ressource. Un organe 13 possède, éventuellement, une fonction d'actionneur permettant de modifier la valeur du paramètre caractéristique correspondant.
  • L'état d'enclenchement instantané d'une ressource est la combinaison des valeurs de plusieurs paramètres permettant de caractériser complètement l'état de la ressource.
  • Par exemple, dans le cas d'une section de voie à deux points d'extrémité, un organe comportant un capteur à induction apte à détecter la présence d'un train sur la section de voie, permet de déterminer l'état d'occupation « occupée » ou « non-occupée » de cette section de voie.
  • Par exemple encore, dans le cas d'un élément de signalisation, un organe permet de modifier l'état d'affichage de l'élément de signalisation.
  • Sur la figure 1, un seul train 20 a été représenté. Mais, à un instant donné, plusieurs trains peuvent circuler simultanément sur le réseau 10.
  • Pour la gestion de la circulation des trains sur le réseau 10, un système de gestion de la circulation des trains 15 est mis en oeuvre.
  • Le système 15 comporte :
    • une pluralité de contrôleurs sol 11, dénommés ROC dans ce qui suit (acronyme anglais de « Radio Object Controller »), chaque ressource du réseau étant associée à un ROC ;
    • une pluralité de contrôleurs embarqués 21, dénommés contrôleurs bord, un unique contrôleur bord 21 étant embarqué à bord de chacun des trains 20 circulant sur le réseau ; et,
    • un central de régulation 31, apte à planifier la circulation des différents trains 20 circulant sur le réseau 10.
  • Le principe de l'invention consiste en ce que la circulation des trains est, à une première échelle, planifiée par le central de régulation, et, à une seconde échelle, inférieure à la première, gérée, en sécurité, par le contrôleur bord de chaque train.
  • La planification par le central de régulation 31 de la circulation d'un train comporte l'élaboration d'un fichier de mission qui est ensuite transmis au contrôleur bord du train.
  • La gestion par le contrôleur bord de la circulation d'un train s'effectue par la mise en oeuvre d'un protocole permettant l'allocation, l'enclenchement, puis la libération des ressources nécessaires directement auprès des ROC auxquels elles sont associées. Dans cette architecture, c'est le contrôleur bord qui autorise le mouvement, en sécurité, du train sur un chemin composé des ressources allouées au train et lui permettant de poursuivre la mission qui lui a été affectée.
    • ROC
  • Dans le mode de réalisation décrit ici en détail, une ressource du réseau 10 est associée à un seul ROC mais, en variante, plusieurs ressources 10 peuvent être associées un seul ROC. Chaque ROC et chaque ressource sont caractérisés par un identifiant unique, sur le réseau 10. Dans ce qui suit, il est considéré un ROC par ressource du réseau.
  • Un ROC 11 est un ordinateur comportant des moyens de mémorisation, des moyens de calcul et des interfaces entrée/sortie.
  • Un ROC 11 a pour fonction de contrôler la ressource à laquelle il est associé. Un ROC est un automate relié, par une ligne filaire par exemple bidirectionnelle, à l'organe ou à chaque organe de la ressource à laquelle le ROC est associé, de manière à piloter cette ressource. Un ROC 11 est disposé physiquement à proximité de la ressource qu'il contrôle.
  • Pour les ressources n'ayant pas d'organe à piloter, le ROC peut être placé n'importe où.
  • Chaque ROC 11 comporte :
    • des moyens de communication radio 110, permettant d'établir une liaison sans fil avec des moyens de communication radio 210 équipant le contrôleur bord 21 d'un train 20, puis d'échanger, sur la liaison sans fil établie, des messages selon un protocole de communication prédéterminé. Les moyens de communication 110 transfèrent aux moyens de traitement 118 uniquement les messages qui comportent l'identifiant du ROC 11 ;
    • des moyens de pilotage 112 permettant de piloter le ou chaque organes 13 de la ressource associée ;
    • une table d'état d'enclenchement 114, comportant autant de champs que de paramètres caractéristiques permettant de définir l'état d'enclenchement instantané de la ressource associée, un champ de la table 114 étant mis à jour par les moyens de pilotage 112 en fonction des données indiquées par l'organe correspondant à ce paramètre caractéristique ;
    • une table d'allocation 116, comportant une pile de cellules, chaque cellule correspondant à une réservation ou un enclenchement de la ressource et pouvant prendre la valeur « 0 » lorsque la ressource est « non-allouée », ou l'identifiant d'un train lorsque la ressource est « allouée à ce train ; et,
    • des moyens de traitement 118, aptes à lire et à écrire dans la table d'allocation 116, à lire dans la table d'état d'enclenchement 114, à commander les moyens de pilotage 112 et les moyens de communication radio 110.
  • Les moyens 110, 112 et 118 sont de préférence mis en oeuvre sous forme de programmes d'ordinateurs dont les instructions sont stockées dans les moyens de mémorisation du ROC 11 et sont aptes à être exécutées par les moyens de calcul du ROC 11.
    • CONTROLEUR BORD
  • Un contrôleur bord 21 est un ordinateur comportant des moyens de mémorisation, des moyens de calcul et des interfaces entrée/sortie.
  • Chaque contrôleur bord 21, et par conséquent chaque train, est caractérisé par un identifiant unique, sur le réseau 10.
  • Chaque contrôleur bord 21 comporte :
    • des moyens de communication radio 210, permettant de communiquer simultanément avec plusieurs ROC 11. De préférence, ces moyens de communication permettent également d'établir une liaison sans fil avec une station de base 32 qui est reliée au central de régulation 31 ;
    • des moyens de positionnement 211 ;
    • des moyens d'identification 212 permettant d'identifier un groupe de ressources du réseau 10 qui permettraient au train 20 de poursuivre la réalisation de sa mission ;
    • des moyens d'allocation et de libération de ressources 213 ;
    • des moyens de vérification 214 ; et,
    • des moyens d'estimation 218.
  • De préférence, ces différents moyens sont mis en oeuvre sous la forme de programmes d'ordinateurs exécutés par le contrôleur bord 21.
  • Par ailleurs, les moyens de mémorisation du contrôleur bord 21 comportent une base de données 215 de description de réseau ferroviaire 10 et un fichier de mission 216 transmis par le central de régulation 31.
  • La base de données 215 comporte des informations donnant une description détaillée de l'ensemble des ressources constitutives du réseau 10. La base 215 comporte ainsi, pour chaque ressource du réseau 10, l'identifiant de la ressource, l'état d'enclenchement de la ressource et des données de positionnement géographique de la ressource, telle que les positions géographiques des points d'extrémité de celle-ci.
  • Le fichier de mission 216 comporte des informations correspondant au trajet que doit effectuer le train 20 à travers le réseau 10. Par exemple, le fichier de mission 216 comporte le point de départ du train 20, le point d'arrivée du train 20, et un trajet idéal à travers le réseau 10, c'est-à-dire l'ensemble des sections de voie qui permettent de joindre les points de départ et d'arrivée, ainsi que des points caractéristiques tels que les arrêts commerciaux comportant des informations sur les temps d'arrivée et de départ que doit respecter le train 20.
  • De préférence, les moyens de positionnement 211 permettent de déterminer la position de la tête et de la queue du train 20.
  • A l'intérieur d'une section de voie, la position du train 20 peut être déterminée avec précision en tenant compte d'une mesure de distance parcourue depuis un point de référence, par exemple une balise de l'état de l'art.
  • Les moyens d'identification 212 génèrent une liste de ressources 217, en se fondant sur les informations contenues dans la base de donnée de description des ressources 215, dans le fichier de mission 216, et de la position instantanée du train donnée par les moyens de positionnement 211.
  • Une liste 217 correspond à un groupe de ressources qui, si elles étaient allouées au train et si elles se trouvaient respectivement dans un état d'enclenchement requis permettraient au train de poursuivre sa mission le long d'un chemin du réseau ferroviaire 10 correspondant à ce groupe de ressources identifiées.
  • Ainsi, une liste 217 comporte une ligne par ressource du groupe de ressources identifiées et des colonnes correspondant respectivement à :
    • un champ d'identification indiquant l'identifiant de la ressource ;
    • un champ correspondant à un créneau horaire requis (dans un mode de réalisation simple, toutes les ressources d'un groupe sont à allouer au train sur le même créneau horaire) ;
    • un champ correspondant à l'état d'allocation « allouée » ou « non-allouée » de la ressource au train 20 (au moment de la génération de la liste 217, ce champ prend la valeur NULL) ;
    • un champ définissant l'état d'enclenchement requis pour cette ressource ; et,
    • un champ d'enclenchement, correspondant à un drapeau indiquant que la ressource se trouve effectivement dans l'état d'enclenchement requis (au moment de la génération de la liste 217, ce champ prend la valeur NULL).
  • Les moyens d'estimation 218 sont aptes à déterminer au moins un profil de vitesse sur un chemin correspondant à un groupe de ressources potentielles. A partir de ce profil de vitesse, les moyens 218 sont aptes à estimer les instants de passage du train en des points particuliers de ce chemin. En fonction de ces instants de passage, les moyens d'identification 212 déterminent le créneau horaire sur lequel chaque ressource doit être allouée au train. Le créneau horaire ainsi requis peut prendre en compte des marges de sécurité adaptées, en particulier le temps nécessaire à l'enclenchement de la ressource.
  • Les moyens de vérification 214, lorsqu'ils sont exécutés, déterminent si l'ensemble des ressources d'une liste 217 ont été effectivement allouées au train 20, et si l'ensemble des ressources d'une liste 217 se trouvent dans l'état d'enclenchement requis.
  • Les moyens d'allocation/libération de ressource 213, lorsqu'ils sont exécutés, réalisent les phases d'allocation, d'enclenchement et de libération d'un groupe de ressources identifiées, conformément au protocole décrit ci-après, en lisant et écrivant dans une liste 217, en générant les messages à transmettre aux ROC et en traitant les messages en provenance des ROC, via les moyens de communication radio 210.
    • CENTRAL DE REGULATION
  • Le système de gestion de la circulation des trains 15 comporte, en outre, un central de régulation 31.
  • Le central de régulation 31 comporte des moyens de planification 310, permettant, à l'échelle du réseau 10, d'élaborer les missions des différents trains circulant sur ce réseau 10. La mission d'un train est élaborée en tenant compte des éventuelles contraintes imposées sur le déplacement de ce train, par les missions des autres trains circulant sur le réseau 10.
  • De préférence, la mission d'un premier train est régulièrement mise à jour pour, par exemple, tenir compte d'un évènement affectant la réalisation de la mission d'un autre train, et modifiant de ce fait les contraintes prises en compte lors de l'élaboration initiale de la mission du premier train.
  • Le central de régulation 31 est connecté, par exemple à travers un réseau TCP/IP 33, à une pluralité de stations de base 32, fixes, au sol. De préférence, les stations de base sont réparties le long des voies du réseau 10 pour offrir une couverture continue du réseau 10. Les stations de base 32 comportent des moyens de communication 320 adaptés pour communiquer avec le contrôleur bord 21 d'un train circulant sur le réseau 10. De préférence, ces moyens de communication radio 320 sont compatibles avec les moyens de communication radio 210 du contrôleur bord 21.
  • L'échange de données est alors possible ente le contrôleur bord 21 du train 20 et le central de régulation 31 : en communication descendante, le central de régulation communique au bord le fichier de mission 216 du train 20, qu'il vient d'élaborer ou de mettre à jour ; en communication montante, le contrôleur bord 21 communique sa position instantanée au central de régulation 31 pour qu'il mette à jour les missions du train 20 et des autres trains circulant sur le réseau 10.
    • PROCEDE
  • Le procédé de gestion de la circulation des trains sur le réseau 10 mis en oeuvre par le système 15 va maintenant être décrit.
  • Le fichier 216 décrivant la mission attribuée au train 20 est téléchargé par le contrôleur embarqué 21 auprès du central de régulation 31 via une station de base 32. Il peut s'agir de la première station de base 32 que le train 20 croise lorsqu'il s'engage sur le réseau 10 par exemple, en gare ou à la sortie d'un garage de maintenance ou d'un dépôt, le fichier de mission 216 correspondant alors à la mission initialement attribuée au train 20. Il peut s'agir autrement d'une station de base 32 intermédiaire pour télécharger un fichier de mission correspondant à une mise à jour du fichier de mission initial.
  • A l'instant présent, le train 20 circule sur un chemin du réseau ferroviaire 10 décrit par une liste 217a mémorisée par le contrôleur bord 21. Ce chemin courant comporte par exemple les sections de voie 1 et 2.
  • Pour la poursuite de son déplacement et la réalisation de sa mission, le procédé selon l'invention prévoit une phase d'allocation d'un groupe de ressources et une phase d'enclenchement des ressources du groupe de ressources allouées.
  • La phase d'allocation représentée à la figure 3 comporte l'identification puis la réservation d'un groupe de ressources.
  • Dans une étape a d'identification, les moyens d'identification 212 sont exécutés. Ils utilisent le fichier de mission 216, la base de données 215 de description des ressources constitutives du réseau 10, la position instantanée du train 20 délivrée par les moyens de positionnement 211, pour générer un groupe de ressources potentielles. Les moyens d'identification 212 appellent les moyens d'estimation 218 pour élaborer à partir de ce groupe de ressources potentielles et pour un prochain créneau horaire requis, un groupe de ressources identifiées comme permettant au train de poursuivre sa mission en empruntant le chemin correspondant à ces ressources, à condition que celles-ci soient allouées au train 20 et soient placées dans un état d'enclenchement requis. Les moyens d'identification 212 génèrent alors une liste 217b correspondant à ce groupe de ressources identifiées.
  • Par exemple, sur la figure 1, afin que le train 20 poursuive l'accomplissement de sa mission, les moyens 212 génèrent une liste 217b indiquant que la section 3 doit être allouée au train et doit être dans l'état d'enclenchement défini par le sens de circulation, et que la section 5 doit être allouée au train et doit être dans l'état d'enclenchement défini par le sens de circulation et l'état de positionnement.
  • Dès que la liste 217b a été placée dans les moyens de mémorisation du contrôleur bord 21, les moyens d'allocation/libération 213, qui surveillent les moyens de mémorisation du contrôleur bord 21, sont exécutés dans une étape b d'élaboration de messages de requête en allocation de ressource. Les moyens 213 élaborent autant de requêtes que de ressources dans la liste 217b. Chaque requête comporte l'identifiant du train requérant et l'identifiant de la ressource requise.
  • A l'étape c, les moyens de communication 210 du contrôleur bord 21, commandés par les moyens 213, émettent des signaux radio correspondant aux différentes requêtes en allocation de ressource.
  • A l'étape d, les moyens de communication 110 d'un ROC 11 captent les différents signaux radio reçus et ne transmettent aux moyens de traitement 118 que les messages comportant l'identifiant dudit ROC (identifiant identique à celui la ressource à laquelle le ROC est associé).
  • A l'étape e, les moyens de traitement 118 lisent la table d'allocation 116 pour déterminer si la ressource peut être allouée au train requérant.
  • A l'étape f, uniquement lorsque la table 116 indique que la ressource n'est pas en cours de réservation, les moyens de traitement 118 allouent la ressource au train requérant, en écrivant dans la cellule de la table 116 l'identifiant du train requérant.
  • Une fois qu'une ressource a été allouée, elle ne peut pas être allouée à un autre train, tant que le train auquel elle est allouée ne l'enclenche pas.
  • A l'étape g, les moyens de traitement 118 du ROC 11, élaborent un message de réponse en allocation. Cette réponse comporte l'identifiant du train requérant, l'identifiant de la ressource requise et l'état courant des réservations et enclenchements.
  • A l'étape h, les moyens de communication 110 émettent un signal radio correspondant à cette réponse en allocation.
  • A l'étape i, Les moyens de communication 210 du contrôleur bord 21 captent et décodent les différents signaux qui leur parviennent, et ne transmettent aux moyens d'allocation/libération 213 que les messages qui comportent l'identifiant du train 20.
  • A l'étape k, lorsque la réponse en allocation indique que la ressource requise a effectivement été allouée au train, les moyens 213 mettent à jour le champ d'allocation correspondant à cette ressource dans la liste 217b. La valeur « allouée » (+1) est écrite dans le champ d'allocation de la ressource.
  • Lorsque la réponse en allocation indique que la ressource requise ne peut pas être allouée au train, les moyens 213 mettent à jour le champ d'allocation de cette ressource en y écrivant la valeur « non-allouée » (0).
  • A l'issue d'une durée prédéterminée après l'étape c d'émission des requêtes en allocation de ressource, les moyens de vérification 214 sont exécutés par le contrôleur embarqué 21 pour vérifier si, oui ou non, toutes les ressources de la liste 217b ont effectivement été allouées au train 20. Les moyens de vérification 214 testent alors la valeur du champ d'allocation de chacune des ressources de la liste 215 (étape I).
  • En cas de vérification positive, indiquant que toutes les ressources requises de la liste 217b ont été allouées au train 20, qu'aucune réservation n'est en cours et/ou qu'aucun enclenchement n'a des paramètres d'enclenchement incompatibles avec les paramètres d'enclenchement requis, le groupe de ressources identifiées est considéré comme un groupe de ressources allouées (étape m) et le procédé passe à la phase d'enclenchement qui sera décrite plus bas.
  • En cas de vérification négative, c'est-à-dire lorsqu'au moins une des ressources de la liste 217b est indiquée comme ne pouvant être allouée au train 20, les moyens d'identification 212 sont exécutés à nouveau pour générer une autre liste 217c correspondant à un autre groupe de ressources identifiées. Eventuellement, les informations relatives aux ressources de la liste 217b qui ne pouvaient pas être allouées au train 20 sont utilisées par les moyens 212 lors de cette nouvelle identification d'un groupe de ressources (étape a).
  • En cas de vérification incomplète, c'est-à-dire lorsque plusieurs champs d'allocation de la liste 217b comportent encore la valeur NULL (et aucune valeur « 0 ») à l'instant de la vérification, un temps supplémentaire est accordé et les moyens de vérification 214 sont exécutés à nouveau quelques instants plus tard. Eventuellement, les moyens d'allocation/libération 213 sont exécutés à nouveau pour réaliser les étapes b et c sur les ressources de la liste 217b non encore allouées au train 20. Si lors de la vérification suivante, certains des champs d'allocation de la liste 217b restent à une valeur NULL, la vérification est considérée comme négative, et le contrôleur bord 21 essaie d'identifier un autre groupe de ressources (étape a).
  • La phase d'enclenchement, représentée à la figure 4, se déroule comme suit :
    • Lorsque qu'un groupe de ressources est indiqué comme allouées, le contrôleur bord 21 exécute les moyens d'allocation/libération 213 pour élaborer une pluralité de messages de requête en enclenchement de ressource (étape b'). Les moyens 213 élaborent autant de requêtes que de ressources dans la liste 217b. Chaque requête en enclenchement de ressource comporte l'identifiant du train requérant, l'identifiant de la ressource requise et les paramètres d'enclenchement requis pour cette ressource.
  • A l'étape c', les moyens de communication 210 du contrôleur bord 21, commandés par les moyens 213, émettent des signaux radio correspondant aux différentes requêtes en enclenchement de ressource.
  • A l'étape d', les moyens de communication 110 d'un ROC 11 captent et décodent les différents signaux radio reçus et ne transmettent aux moyens de traitement 118 que les messages comportant l'identifiant du ROC 11.
  • A l'étape e', après avoir vérifié que l'identifiant du train requérant mentionné dans la requête correspond à l'identifiant indiqué dans la table d'allocation 116, les moyens de traitement 118 comparent les paramètres d'enclenchement requis avec les paramètres de l'état d'enclenchement instantané de la ressource indiqué dans la table d'état 114. Si les paramètres de l'état instantané de la ressource sont différents des paramètres d'enclenchement requis, les moyens de traitement 118 commandent les moyens de pilotage 112 des organes de la ressource conformément aux paramètres d'enclenchement requis.
  • A l'étape f1', le ou chaque organe 13 modifie la valeur du paramètre caractéristique correspondant suivant l'état requis.
  • A l'étape f2', les organes 13 transmettent les valeurs courantes du paramètre aux moyens de pilotage 112 qui mettent à jour la table d'état 114.
  • A l'étape g', les moyens de traitement 112 élaborent un message de réponse en enclenchement de ressource. Cette réponse comporte l'identifiant du train requérant, l'identifiant de la ressource requise et l'état d'enclenchement instantané de la ressource lu dans la table d'état 114.
  • A l'étape h', les moyens de communication 110 du ROC 11 émettent un signal radio correspondant à la réponse en enclenchement.
  • A l'étape j', les moyens de communication 210 du contrôleur bord 21 captent et décodent les différents signaux qui leur parviennent, et ne transfèrent aux moyens d'allocation/libération 213 que les messages qui comportent l'identifiant du train 20.
  • Lorsque la réponse en enclenchement indique que la ressource requise a été placée selon les paramètres d'enclenchement requis, les moyens 213 écrivent dans le champ d'enclenchement correspondant à cette ressource la valeur « 1 » (valeur k').
  • A l'issue d'une durée prédéterminée après l'émission des requêtes en enclenchement de ressource, les moyens de vérification 214 sont exécutés pour vérifier si toutes les ressources de la liste 217b ont effectivement été enclenchées conformément aux paramètres d'enclenchement requis. Les moyens 214 testent alors la valeur du champ d'enclenchement de chacune des ressources de la liste 217b (étape I').
  • Lorsque toutes les ressources sont correctement enclenchées, les moyens de vérification 214 donne l'autorisation au train 20 d'avancer et de s'engager sur le chemin du réseau 10 correspondant au groupe de ressources de la liste 217b (étape m').
  • Lorsque certaines des ressources ne sont pas correctement enclenchées, les moyens 214 ne délivrent pas l'autorisation de mouvement et les étapes b' et c' sont éventuellement itérées, au moins pour les ressources incorrectement enclenchées.
  • Dès que le contrôleur embarqué 21 constate que la queue du train 20 franchit une des ressources de la liste 217b, les moyens d'identification 212 sont exécutés à nouveau pour identifier le prochain chemin du réseau à utiliser (retour à l'étape a) et les moyens d'allocation/libération 213 du contrôleur embarqué 21 sont exécutés pour libérer cette ressource de la liste 217b. Cette phase de libération peut également avoir lieu sur une liste de ressources identifiées, mais qui n'ont pas pu être allouées au train. Cette phase de libération est représentée à la figure 5.
  • A l'étape b", à partir de la liste 217b, les moyens 213 élaborent des messages de requête en libération de ressource. Chaque requête comporte l'identifiant du train requérant, et l'identifiant de la ressource à libérer.
  • A l'étape c", les moyens de communication 210 émettent des signaux radio correspondant à ces requêtes en libération de ressource vers les différents ROC 11.
  • A l'étape d", les moyens de communication 110 d'un ROC 11 captent les différents signaux radio reçus et ne transmettent aux moyens de traitement 118 que les messages comportant l'identifiant dudit ROC.
  • A l'étape e", les moyens 118 traitent la requête en libération en lisant, dans la table d'allocation 116, l'identifiant du train auquel la ressource était allouée. Si l'identifiant lu correspond à l'identifiant du train indiqué dans la requête, les moyens 118 modifient l'état (étape f") d'allocation de la ressource en écrivant la valeur « non-allouée » dans la cellule de la table d'allocation 116.
  • Seulement à cet instant, la ressource est libérée si aucune autre réservation et/ou aucun autre enclenchement n'a été enregistré.
  • A l'étape g", le moyen de traitement 112 élabore un message de réponse en libération. Cette réponse comporte l'identifiant du train requérant et l'identifiant de la ressource requise.
  • A l'étape h", les moyens de communication 110 du ROC 11 émettent un signal radio correspondant à la réponse en libération.
  • A l'étape j', les moyens de communication 210 du contrôleur bord 21 captent et décodent les différents signaux reçus, et ne transfèrent aux moyens d'allocation/libération 213 que les messages qui comportent l'identifiant du train 20.
  • Lorsque la réponse en libération indique que la ressource a été libérée, les moyens 213 écrivent dans le champ d'allocation de cette ressource la valeur « 2 » (étape k").
  • A l'issue d'une durée prédéterminée après l'étape c" d'émission des requêtes en libération de ressource, les moyens de vérification 214 sont exécutés pour vérifier si oui ou non toutes les ressources de la liste 217b ont effectivement été libérées. Les moyens de vérification 216 testent alors la valeur du champ d'allocation de chacune des ressources de la liste 217b (étape I").
  • Dans ce procédé, il n'y a pas de surréservation d'une ressource. Par contre une ressource peut être enclenchée par plusieurs trains pour des paramètres d'enclenchement requis identiques.
  • De plus, il n'existe pas de liaison entre deux ressources du réseau. Seule l'allocation simultanée de deux ressources au même train crée une liaison « virtuelle » entre ces deux ressources.
  • En variante, les moyens d'identification 212 identifient simultanément plusieurs groupes de ressources correspondant respectivement à des chemins alternatifs sur le réseau, que le train pourrait suivre pour réaliser sa mission. Dès que les moyens de vérification 214 détectent qu'un des groupes de ressources a été entièrement alloué au train 20, les autres groupes sont libérés en exécutant les moyens de libération 213 sur chacune des autres listes de ressources.
  • Dans encore une autre variante, les moyens d'identification 212 mettent en oeuvre une étape initiale d'interrogation des contrôleurs au sol 11 présents dans l'environnement du train 20 pour connaître l'état d'allocation des ressources associées. Cette mise en oeuvre peut avantageusement s'effectuer par un protocole d'échange de messages de requête et de réponse similaire aux protocoles décrits précédemment. La connaissance préalable de l'état d'allocation des ressources potentielles facilite l'identification proprement dite d'un groupe de ressources identifiées.

Claims (18)

  1. Procédé de gestion de la circulation de véhicules sur un réseau ferroviaire (10), caractérisé en ce que, le réseau étant subdivisé en une pluralité de ressources (1 à 5), chaque ressource étant dans un état d'allocation, prenant la valeur « allouée » ou « non-allouée », et étant dans un état d'enclenchement, prenant une valeur parmi une pluralité de valeurs prédéterminées, une ou plusieurs ressources étant pilotée par un contrôleur au sol (11) qui est muni de moyens de communication sans fil (110), un central de régulation (31) étant apte à planifier l'ensemble des déplacements des véhicules circulant sur le réseau, et étant relié à des stations de base (32) fixes, au sol, comportant des moyens de communication sans fil (320), et chaque véhicule circulant sur le réseau comportant un contrôleur embarqué (21) muni d'un moyen de communication sans fil (210) permettant la communication avec les moyens de communication des contrôleurs au sol (11) et des stations de base (32) reliées au central de régulation (31), le procédé consiste en :
    - la planification, par le central de régulation (31), d'une mission (116) attribuée à un véhicule (20) ;
    - la transmission de ladite mission (116) du central de régulation (31) vers le contrôleur embarqué (21) dudit véhicule (20);
    - l'identification, par le contrôleur embarqué (21) dudit véhicule (20) et pour un créneau horaire donné de la mission (116), d'un groupe de ressources (217b) qui, à condition que chacune de ces ressources soit allouée audit véhicule et soit dans un état d'enclenchement requis, permettrait audit véhicule de poursuivre ladite mission, en empruntant un chemin sur le réseau correspondant audit groupe de ressources identifiées (217b);
    - la réservation des ressources identifiées, consistant, par la mise en oeuvre d'un protocole prédéterminé, en ce que le contrôleur embarqué (21) requiert auprès de chacun des contrôleurs au sol (11) associés aux ressources du groupe de ressources identifiées (217b), l'allocation spécifique de ladite ressource audit véhicule (20);
    - puis, une fois que toutes les ressources dudit groupe ont été allouées audit véhicule, l'enclenchement des ressources, consistant, par la mise en oeuvre d'un protocole prédéterminé, en ce que le contrôleur embarqué (21) requiert auprès de chacun des contrôleurs au sol (11) associés aux ressources dudit groupe de ressources allouées (217b), la modification de l'état d'enclenchement de ladite ressource conformément à des états d'enclenchement requis ;
    - la vérification, par le contrôleur embarqué (21) dudit véhicule, que chacune des ressources du groupe de ressources identifiées lui a été allouée et se trouve selon l'état d'enclenchement requis ; et, lorsque cette vérification est positive,
    - l'extension de l'autorisation, par le contrôleur embarqué (21), du mouvement du véhicule (20) sur le chemin du réseau correspondant au groupe de ressources identifiées, allouées et correctement enclenchées (217b).
  2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, le contrôleur embarqué (21) d'un véhicule (20) transmet au central de régulation (31), via les stations des bases (32), des informations de position et/ou de groupe de ressources identifiées, et en ce que la planification utilise ces informations pour mettre à jour les différentes missions (116) attribuées audit véhicule (20) et aux autres véhicules circulant sur le réseau ferroviaire (10).
  3. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, une étape de libération d'une ressource allouée à un véhicule (20) consistant en ce que, par la mise en oeuvre d'un protocole prédéterminé, le contrôleur embarqué (21) à bord dudit véhicule (20) requiert, auprès du contrôleur au sol (11) associé à ladite ressource allouée, que cette ressource ne lui soit plus allouée.
  4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'étape d'identification d'une ressource prend en compte, en plus de ladite mission, des informations de description du réseau (10) et des informations de position instantanée du véhicule (20).
  5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite étape d'identification (212) comporte une étape d'estimation (218) d'un profil de vitesse du véhicule (20) le long d'un chemin du réseau correspondant à un groupe de ressources potentielles, pour déterminer le créneau horaire requis associée à chaque ressource d'un groupe de ressources identifiées.
  6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'étape d'allocation d'une ressource identifiée consiste à :
    - émettre, par le contrôleur embarqué (21) d'un véhicule (20), une requête en demande d'allocation de ladite ressource identifiée à destination du contrôleur au sol (11) qui est associé à ladite ressource ;
    - émettre, par ledit contrôleur au sol (11), une réponse d'allocation délivrant l'état de d'allocation et/ou l'état d'enclenchement de la ressource ;
    - vérifier, par le contrôleur embarqué (21), qu'aucune réservation n'est en cours et/ou qu'aucun enclenchement n'a des états d'enclenchement incompatibles avec les états d'enclenchement requis.
  7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'étape d'enclenchement d'une ressource allouée consiste à :
    - émettre, par le contrôleur embarqué (21) d'un véhicule (20), une requête en demande d'enclenchement de ladite ressource allouée audit véhicule (20), à destination du contrôleur au sol (11) qui est associé à ladite ressource ;
    - vérifier, par ledit contrôleur au sol (11) associé à ladite ressource, si les paramètres d'enclenchement de l'état actuel de ladite ressource sont différents des paramètres d'enclenchement requis, et, dans l'affirmative, piloter la ressource selon les paramètres d'enclenchement ; et,
    - émettre, par ledit contrôleur au sol (11), une réponse d'enclenchement indiquant l'état d'enclenchement instantané de la ressource.
  8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'étape de libération d'une ressource allouée consiste à :
    - émettre, par le contrôleur embarqué (21) d'un véhicule (20), une requête en demande de libération de ladite ressource allouée audit véhicule (20), à destination du contrôleur au sol (11) associé à ladite ressource ;
    - vérifier, par ledit contrôleur au sol (11) associé à ladite ressource, si ladite ressource est allouée audit véhicule (20) et, dans l'affirmative, ne plus allouer audit véhicule ladite ressource;
    - émettre, par ledit contrôleur au sol (11), une réponse en libération indiquant que la ressource n'est plus allouée audit véhicule.
  9. Contrôleur embarqué à bord d'un véhicule (20) circulant sur un réseau ferroviaire, caractérisé en ce que, le réseau (10) étant subdivisé en une pluralité de ressources (1 à 5) qui sont respectivement dans un état d'allocation, prenant la valeur « allouée » ou « non-allouée », et dans un état d'enclenchement, prenant une valeur parmi une pluralité de valeurs prédéterminées, chaque ressource du réseau étant associée à un unique contrôleur au sol, chaque contrôleur au sol comportant : des moyens de communication radio (110) ; des moyens de traitement (118) permettant d'allouer la ressource associée et de commander une modification de l'état d'enclenchement de la ressource associée ; des moyens de pilotage (112) aptes à déterminer l'état d'enclenchement instantané de la ressource associée et, sur commande des moyens de traitement, à piloter la ressource associée selon les paramètres d'enclenchement d'une requête en enclenchement reçue, le contrôleur embarqué comporte :
    - des moyens de communication radio (210) permettant l'échange de messages entre le contrôleur embarqué et des contrôleurs au sol (11) ;
    - des moyens d'identification (212) permettant d'identifier un groupe de ressources (217b) qui, à condition que chacune de ces ressources soit allouée audit véhicule et soit dans un état d'enclenchement requis, permettrait audit véhicule de poursuivre une mission, en empruntant un chemin sur le réseau (10) correspondant audit groupe de ressources identifiées, la mission étant générée par un central de régulation (31) comportant des moyens de planification (310) pour gérer, à l'échelle du réseau, les déplacements des véhicules et créer une mission pour chacun d'entre eux, le central de régulation étant relié à des stations de base (32) fixes, au sol, comportant des moyens de communication sans fil (320) permettant la communication avec le contrôleur embarqué (21) pour la transmission de la mission attribuée audit véhicule (20) ;
    - des moyens d'allocation et de libération (213) permettant, à partir d'un groupe de ressources identifiées (217b), de générer des requêtes en allocation de ressource destinées à être transmises aux contrôleurs au sol (11) associés à ces ressources identifiées, et de traiter des réponses en allocation de ressource en provenance desdits contrôleurs au sol (11), et permettant, à partir d'un groupe de ressources allouées, de générer des requêtes en enclenchement de ressource, qui comportent des paramètres d'enclenchement, destinées à être transmises aux contrôleurs au sol (11) associés à ces ressources allouées, et de traiter des réponses en enclenchement de ressource en provenance desdits contrôleurs au sol (11);
    - des moyens de vérification (214) permettant de vérifier que toutes les ressources d'un groupe de ressources identifiées (217b) ont été allouées audit véhicule (20) et que toutes les ressources d'un groupe de ressources allouées sont dans l'état d'enclenchement requis.
  10. Contrôleur embarqué selon la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens d'allocation et de libération (213) sont propres, sur la base d'une pluralité de ressources allouées (217b), à générer des requêtes en libération de ressource destinées à être transmises aux contrôleurs au sol (11) associés à ces ressources allouées, et à traiter des réponses en libération de ressource en provenance desdits contrôleurs au sol (11).
  11. Contrôleur embarqué selon les revendications 9 ou 10, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de positionnement (211) aptes à délivrer une information de position instantanée dudit véhicule (20).
  12. Contrôleur embarqué selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisé en ce qu'il comporte une base de données (215) comportant une description détaillée des ressources constitutives du réseau ferroviaire (10).
  13. Contrôleur embarqué selon l'une quelconque des revendications 9 à 12, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen (218) d'estimation d'un profil de vitesse du véhicule sur un groupe de ressources potentielles.
  14. Contrôleur embarqué selon l'une quelconque des revendications 9 à 13, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une liste (217) correspondant à un groupe de ressources identifiées, la liste comportant, pour chaque ressource du groupe :
    - un champ d'identification de la ressource ;
    - un champ correspondant à un créneau horaire requis d'allocation de la ressource ;
    - un champ correspondant à l'état d'allocation « allouée » ou « non-allouée » de la ressource au véhicule ;
    - un champ définissant l'état d'enclenchement requis pour la ressource ; et,
    - un champ d'enclenchement correspondant à un drapeau indiquant que la ressource se trouve effectivement dans l'état d'enclenchement requis.
  15. Contrôleur au sol (11) propre à être associé à au moins une ressource d'un réseau ferroviaire, caractérisé en ce que, le réseau étant subdivisé en une pluralité de ressources (1 à 5) qui sont respectivement dans un état d'allocation, prenant la valeur « allouée » ou « non-allouée », et dans un état d'enclenchement, prenant une valeur parmi une pluralité de valeurs prédéterminées, et, à bord d'un train circulant sur le réseau, un contrôleur embarqué comportant des moyens de communication radio (210) et des moyens d'allocation et de libération (213) permettant de générer une requête en allocation de ressource destinée à être communiquée audit contrôleur au sol (11), ou une requête en enclenchement de ressource, qui comporte des paramètres d'enclenchement, destinée à être communiquée audit contrôleur au sol (11), le contrôleur au sol comporte :
    - des moyens de communication radio (110) propres à recevoir une requête en allocation ou en enclenchement de la ressource associée au contrôleur au sol (11) ;
    - des moyens de traitement (118) propres à allouer la ressource associée conformément à une requête en allocation reçue et à commander une modification de l'état d'enclenchement de la ressource associée conformément à une requête en enclenchement reçue ;
    - des moyens de pilotage (112) aptes à déterminer l'état d'enclenchement instantané de la ressource associée et, sur commande des moyens de traitement, à piloter la ressource associée selon les paramètres d'enclenchement de la requête en enclenchement.
  16. Contrôleur au sol selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'il comporte une table d'allocation (116) comportant une pile de cellules, chaque cellule contenant soit la valeur NULL, soit l'identifiant d'un véhicule (20) auquel la ressource est allouée.
  17. Contrôleur au sol selon la revendication 15 ou la revendication 16, caractérisé en ce qu'il comporte, pour la ou chaque ressource qui lui est associée, une table d'état d'enclenchement (114) comportant autant de champs que de paramètres caractérisant complètement l'état d'enclenchement de ladite ressource.
  18. Système de gestion de la circulation de véhicules sur un réseau ferroviaire, caractérisé en ce que, le réseau (10) étant subdivisé en une pluralité de ressources (1 à 5), chaque ressource étant dans un état d'allocation prenant la valeur « allouée » ou « non-allouée » et étant dans un état d'enclenchement prenant une valeur parmi une pluralité de valeurs prédéterminées, le système comporte :
    i)- une pluralité de contrôleurs au sol (11), chaque contrôleur au sol étant un contrôleur au sol selon l'une quelconque des revendications 15 à 17 ;
    ii)- un contrôleur embarqué (21) à bord d'un véhicule (20), le contrôleur embarqué étant un contrôleur embarqué selon l'une quelconque des revendications 9 à 14 ; et,
    iii)- un central de régulation (31) comportant des moyens de planification (310) pour gérer, à l'échelle du réseau, les déplacements des véhicules et créer une mission pour chacun d'entre eux, le central de régulation étant relié à des stations de base (32) fixes, au sol, comportant des moyens de communication sans fil (320) permettant la communication avec le contrôleur embarqué (21) d'un véhicule (20) pour la transmission de la mission générée par le central de régulation attribuée audit véhicule.
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