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Les systèmes embarqués dans le transport ferroviaire

  • Les systèmes embarqués dans le transport ferroviaire

    Les systèmes embarqués dans le transport ferroviaire

    L’Informatique dans le transport ferroviaire

    Grâce aux progrès des télécommunications, de nouveaux systèmes de commande de trains basée sur les communications (CBTC) sont apparus. L’objectif aujourd’hui est de
    favoriser l’optimisation et la mise à niveau des systèmes à l’échelle mondiale, en offrant une nouvelle perspective en matière de superposition tout en relevant le défi de la capacité. Le premier système ERTMS est mis en place pour la première fois en 2002 en Suisse.

    Actuellement, 2000 véhicules sont dotés d’un système ERTMS embarqué, plus de 60000 Eurobalises ont été installées, et la technologie ERTMS a été appliquée à plus de 8000 kilomètres de voie. Le système ERTMS réservé à une exploitation commerciale est le système ERTMS Niveau 2

     
    A. Composants ERTMS en bordure de voie
    Tous les éléments qui composent l’infrastructure de signalisation de voie jouent un rôle vital dans l’optimisation du système et la sécurité des voyageurs.

     

    Le système “Link”
    Système qui comprend les unités électroniques latérales (LEU) et les Eurobalises constituant l’équipement ERTMS en bordure de voie. Cet équipement fournit aux systèmes embarqués l’information vitale sur les données d’infrastructure, par exemple les limites de vitesse et l’état de l’infrastructure comme les itinéraires fixés. L’équipement “Link” fonctionne de pair avec l’ordinateur ATP embarqué afin de communiquer au conducteur la vitesse du train et l’information sur les objets comme les signaux et les aiguillages qui approchent. Les balises transmettent des données fixes ou variables, de la voie aux trains, et sont conformes à la norme ERTMS. Une antenne montée sous le train active la balise, éliminant ainsi le besoin d’alimenter cette dernière.

     
    Le système d’enclenchement électronique

    Le système d’enclenchement électronique reçoit les commandes d’établissement de
    route du centre de gestion du trafic pour verrouiller la voie en amont du train (ou transport en commun), puis la libère après son passage. Il supervise et contrôle le matériel en bordure de voie comme les signaux, les aiguillages et l’équipement de protection des passages à niveau. Ce système est très souple et rentable, il est conçu pour s’installer rapidement et s’adapter facilement à différents principes de signalisation. Le système d’enclenchement est fondé sur des principes de sécurité établis et sur une technologie de sécurité intégrée pour la signalisation.

     
    L’équipement de détection

    L’équipement de détection de train pour grandes lignes ou les transports en commun comprend un système de localisation de train, des circuits de voie et des compte-essieux. Le système de localisation de train assure la communication entre le train et la voie au moyen d’un émetteur embarqué et d’une boucle. Le train reçoit en continu l’autorisation de circuler par le circuit de voie, jusqu’à la fin du dernier canton franchi. La détection des véhicules se fait habituellement au moyen de circuits de voie normaux ou de compte-essieux.
    Passages à niveau

     

    Les passages à niveau comprennent des barrières et des signaux très fiables pour des réseaux de grandes lignes ou de transports en commun dans leur ensemble. Divers types de détecteurs de présence et de dispositifs d’avertissement peuvent être utilisés, selon les besoins. Ils permettent donc une grande facilité de maintenance et des travaux de réparation de courte durée, une source d’énergie renouvelable pour son fonctionnement, réduisant ainsi l’impact sur l’environnement et les coûts d’exploitation. Un autre avantage de ce système est qu’il s’agit désormais d’un système installé indépendamment de l’infrastructure ferroviaire existante. Il en résulte des perturbations minimales du réseau lors de l’installation.

     

     

    Le centre de bloc radio
    Le centre de bloc radio reçoit continuellement les données de position des trains par signal radio, traite ces informations et les renvoie à un système de diagramme figuratif des voies qui affiche clairement la position exacte de chaque train. Ces données permettent à chaque train de calculer sa distance de freinage et sa vitesse optimale. Les enclenchements informatisés et le centre de bloc radio garantissent une disponibilité et une sécurité maximum grâce à des ordinateurs d’enclenchement redondants et à des logiciels diversifiés. Les ordinateurs demeurent en mode de secours automatique, permettant ainsi une exploitation pratiquement ininterrompue.

     

    La conception modulaire du système d’enclenchement lui confère une grande souplesse et permet son expansion. Le centre de bloc radio utilise généralement les mêmes matériels et logiciels de base que les enclenchements informatisés, ce qui facilite la détection de défaillances, la maintenance et la gestion des pièces de rechange. Ces systèmes sont des solutions rentables à faibles coûts de cycle de vie, permettant une retransmission fiable des données au train et un déplacement sécuritaire de ces derniers ainsi qu’une sécurité accrue pour le personnel de maintenance. Ils améliorent également grandement la disponibilité

     

     

     

    B. Composants ERTMS embarqués
    Les équipement embarqués peuvent être implanter dans tous les types d’applications selon les spécifications ERTMS.
    Tableau de bord
    Grâce aux STM (modules de transmission spécifiques que l’on peut utiliser avec les systèmes de signalisation en place), le tableau de bord du poste de conduite et d’autres éléments de l’équipement sont compatibles avec différents systèmes de signalisation européens. Ainsi, la même information s’affiche sur le tableau de bord conducteur du train de la même manière, peu importe le pays où circule le train.

    L’équipement ATC embarqué est un tableau de bord qui surveille en continu la vitesse des trains, garantissant ainsi que les déplacements des trains de grandes lignes et de transport en commun se font en sécurité et conformément aux autorisations de circuler. Il indique au conducteur lorsqu’il est temps de freiner et commence le freinage (au besoin) pour maintenir une vitesse sécuritaire du train.

     

    Il est conçu pour accroître la capacité et la sécurité de circulation en permettant de plus grandes vitesses et des intervalles plus courts entre les trains. Ces systèmes sont en service depuis plus de 25 ans environ et peuvent désormais être utilisés avec les trains à grande vitesse pour répondre aux normes de fonctionnement et de sécurité élevées des systèmes ERTMS/ETCS. L’exploitation automatique de train (ATO) peut également être ajoutée au système pour les trains sans conducteur. De plus, dans une optique écologique et pour aider les conducteurs de trains durant leurs
    déplacements, l’équipement ATC embarqué comprend une fonctionnalité qui optimise leur style de conduite en vue de réduire la consommation d’énergie.

    Ce système peut faire des recommandations automatiques au conducteur concernant la vitesse et l’accélération ou la décélération de manière à réduire au minimum l’énergie requise pour conduire le train selon son horaire établi. Ce système peut donc permettre non seulement d’économiser de l’énergie, mais aussi de garantir que les trains arrivent à temps.

     

     

    La salle de commande
    La salle de commande est munie d’un système de surveillance du trafic par affichage visuel qui permet une gestion efficace et économique des réseaux de transport
    en commun, ce qui confère à l’opérateur une gestion totale du trafic, y compris une fonctionnalité de relecture. Concrètement, elle permet de gérer, de contrôler et de superviser les déplacements de trains de grandes lignes et de transport en commun sur de vastes secteurs géographiques.

     

    Les contrôleurs de circulation suivent les déplacements des trains sur des écrans qui indiquent la route qu’emprunte chaque train, la position des aiguilles, l’aspect des signaux et l’emplacement des trains. Ce système peut prendre en charge des environnements à circulation mixte où des trains à grande vitesse, de marchandises et de transport en commun partagent la même voie. Il est souple, offre une interface ouverte aux périphériques comme les affichages d’information-passagers, systèmes d’annonce publique, distributrices de billets, sources d’alimentation ou encore les communications par radio.

     

     

    Logiciels de conception et de maintenance
    Les progiciels offrent un environnement informatique intégré qui permet l’adaptation, l’ingénierie, l’installation, les essais, la mise en service et la maintenance de solutions de grandes lignes et de transport en commun. Grâce à la fonction de conception de ce type de logiciel (exemple: EBI Tool), on peut rapidement et efficacement exécuter le volet ingénierie d’un projet. Le logiciel dresse automatiquement un calendrier de maintenance pour l’équipement de voie, idéal pour planifier les travaux d’ingénierie et d’entretien. Il est également utilisé pour reco
    nfigurer de manière efficace les systèmes d’enclenchement existants en cas de mise à niveau ou d’extension.

    L’équipement de diagnostic et de surveillance est conçu pour détecter des anomalies relatives à la performance, aux comportements des conducteurs, aux temps d’arrêt aux stations ou pour cerner tout problème opérationnel qui pourrait entraîner des retards dans le service.

     
    Conclusion

    De nos jours, l’un des principaux défis que doivent relever les exploitants de transport en commun est de mettre à niveau les systèmes dans le but d’accroître leur capacité et de réduire les intervalles sur les lignes existantes, tout en maintenant les services en place pour leurs clients. Pour la plupart des régies de transports, la perturbation des services aux voyageurs pendant le remplacement de la signalisation d’une ligne n’est tout simplement pas une option envisageable.
    Le réseau de communication système est en fait une voie de communication privée, sécurisée et redondante entre l’équipement ATC de voie et l’équipement embarqué. Les données sont  transmises au moyen à la fois du système de transmission par fibre optique et de l’équipement radio. L’équipement de voie ATC “Link” utilise des balises passives qui contiennent des données de localisation, les balises servant à réguler les erreurs de positionnement cumulées par le train. Donc en établissant une liaison de communication bidirectionnelle continue entre l’équipement de voie et l’équipement embarqué, la solution de signalisation avancée CBTC offre de nombreux avantages. La technologie CBTC élimine tout recours à un système de détection des véhicules, comme les circuits de voie ou les compteurs d’essieux, ce qui réduit l’ensemble de l’équipement de voie requis et élimine les coûts d’entretien additionnels.

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