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Procédé de gestion de la circulation de véhicules sur un réseau ferroviaire
et système associé
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.
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L'invention a pour but de pallier à au moins certains des problèmes précités.
Selon un premier aspect, un procédé de gestion de la circulation de véhicules
sur un réseau
ferroviaire est proposé, ledit procédé comprenant un réseau étant subdivisé en
une pluralité de
ressources, chaque ressource étant dans un état d'allocation, prenant une
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 consistant 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,
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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 ;
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. 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 ;
. 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.
Selon un autre aspect, un contrôleur est proposé 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 une valeur allouée ou non-allouée ,
et dans un état
d'enclenchement, prenant une valeur parmi une pluralité de valeur
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
comportant :
- 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
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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
5 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,
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. un champ d'enclenchement correspondant à un drapeau indiquant que la
ressource se trouve
effectivement dans l'état d'enclenchement requis.
Selon un autre aspect, un contrôleur au sol est proposé 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 une 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.
Selon un autre aspect, un système de gestion de la circulation de véhicules
sur un réseau
ferroviaire est proposé, le réseau étant subdivisé en une pluralité de
ressources, chaque ressource
étant dans un état d'allocation prenant une valeur allouée ou non-
allouée et étant dans un état
d'enclenchement, prenant une valeur parmi une pluralité de valeurs
prédéterminées, le système
comportant :
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i)- une pluralité de contrôleurs au sol, chaque contrôleur au sol étant un
contrôleur au
sol tel que décrit ci-dessus ;
ii)- un contrôleur embarqué à bord d'un véhicule, le contrôleur embarqué
étant un
contrôleur embarqué tel que décrit ci-dessus ; et,
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.
s
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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
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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
,
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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,
5 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
10 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.
fo
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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.
, . b
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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
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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.
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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
D.
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
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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.
5 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
10 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
15 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
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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 f21, 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 f , 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.).
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 r).
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
= J.
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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 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 jr, 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 l'').
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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
uvre 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.
