Signalisation Ferroviaire

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1 Signalisation Ferroviaire

2 1997- RFF / SNCF : qui fait quoi? RFF Propriétaire du réseau ferré national Assure le financement et le développement, la cohérence et la mise en valeur du réseau. Maître d ouvrage des opérations d investissement du réseau RFF exprime ses besoins, commande et paie les ouvrages réalisés par le maître d œuvre: projets de développement de modernisation et de renouvellement. Il est responsable de la maîtrise des coûts et des délais et de la qualité de la réalisation. Gestionnaire des infrastructures Il définit les principes et les objectifs applicables en matière de gestion du trafic et des circulations, de fonctionnement et d entretien du réseau. A la responsabilité de l attribution des sillons aux entreprises ferroviaires. SNCF Transporteur et exploitant du réseau Elle paie des redevances d infrastructures à RFF. Maître d œuvre pour les projets sur le réseau existant Elle assiste le maître d'ouvrage en réalisant les études techniques, en préparant les appels d'offres et en veillant à la bonne réalisation des travaux par les entreprises. Elle apporte sa compétence technique. Gestionnaire délégué La SNCF est chargée, pour le compte de RFF de la gestion des systèmes de régulation et de sécurité, de la gestion opérationnelle des circulations, et du bon fonctionnement du réseau et des installations techniques (surveillance, entretien, réparations, dépannages). Mission sécurité selon décret du 6 décembre 2006

3 Finalités de la signalisation 1 Originellement elle s adresse au mécanicien afin de lui: Transmettre des ordres: S arrêter Ralentir Siffler Baisser pantographe Transmettre des informations: De destination (direction, garage, impasse, lavage ) De provenance De stationnement (tête des trains, 8V, ) Au-delà du mécanicien: Article fondamental des règlements ferroviaires Tout agent doit obéissance passive et immédiate aux signaux

4 Finalités de la signalisation 2 Elle a pour but d éviter les situations dangereuses: Nez à nez Rattrapage Vitesse excessive Protection au franchissement des aiguillages Convergence Cisaillement Enfourchement Bi-voie Franchissement des Passages à Niveau (PN)

5 Etapes majeures de la signalisation De 1823 à 1840: service assuré par gardes munis de drapeaux de jour, de lanternes la nuit et de sifflets mais très vite, mise en place de signaux à cibles mécaniques pivotantes manœuvrées manuellement à pied d œuvre De 1840 à 1885: Signaux mécaniques et généralisation de l annonce d arrêt (codes couleurs propres aux compagnies apparues en 1842) De 1885 à 1930: Signaux mécaniques (selon code couleurs général de 1885: rouge = arrêt / vert = annonce) avec en 1923 l avènement des signaux lumineux (Paris St Germain) De 1930 à 1937: Signaux lumineux + code couleurs VERLANT (= signaux remaniés) A partir de 1937: SNCF=Unification des équipements A partir de 1996: Directive Européenne Interopérabilité signalisation LGV A partir de 2001: Directive Européenne Interopérabilité signalisation réseau conventionnel

6 Principes de la signalisation latérale Implantation: A gauche sauf Alsace Lorraine Visibilité: 100 m si V< m si 60<V< m si 120<V Voies principales: Annonce puis exécution (VP: voies affectées à la circulation des trains entre les gares et dans les gares voies supportant des trains voyageurs) Voies de service: Vitesse limitée à 30 km/h = Pas d annonces (VS: Autres voies) Distances d implantation Protection des aiguillages En talon: 100m du garage franc En pointe: au plus près de la pointe (au maximum 600m)

7 Signaux principaux I Carré Sémaphore.. Sémaphore Clignotant. Disque Avertissement.. Avertissement Clignotant.

8 Signaux principaux II Ralentissement 30 Rappel Ralentissement 30.. : Ralentissement 60 Rappel Ralentissement 60

9 Indicateur de Direction Signaux principaux III Indicateur de direction à distance Signal Lumineux de Départ Voie Libre Voie Libre CLI. Mirliton d approche

10 Signaux principaux IV Carré violet Carré violet nain de refoulement sur VP. Manœuvre Manœuvre sans départ en ligne

11 Indications permanentes de vitesses Signaux principaux V Chute de vitesse < 40 Tableau Fixe Chute de vitesse > 40 Tableau Fixe 60 Z R 50 Z R Tableau mobile < Tableau mobile + 2 Cli si VLigne > <

12 Signaux principaux VI L ordre hiérarchique des signaux C ou Cv - Carré (rouge ou violet). S - Sémaphore. S Clignotant - Sémaphore sans arrêt. M Clignotant - Manœuvre réduite sans départ en ligne. M - Manœuvre. RR - Rappel de ralentissement 30. RR - Rappel de ralentissement clignotant A - Avertissement. R - Ralentissement 30. A - Pré-avertissement clignotant -. R - Ralentissement - clignotant VL - Ralentissement - clignotant VL - Voie libre. L œilleton permet d éliminer tout risque de confusion entre un signal carré (non-franchissable) et un sémaphore (franchissable) lorsque l'un des deux feux rouges du carré est grillé Dans les situations de signaux combinés, les câblages des circuits de commande des feux intègrent cet ordre hiérarchique

13 Signaux principaux VII Limitations temporaires de vitesses (chantiers) Cas usuel Taux de limitation 40 Chantier imprévu Cli central

14 Signaux principaux VIII Autres signaux Signal d arrêt à main (SAM) Il commande l arrêt immédiat pour des trains en marche à vue ou en marche en manœuvre (pas annoncé) Plaques littérales G SAS Exemple: garage D Imp LAV G

15 Signaux principaux IX Les signaux relatifs à la traction électrique Baissez PANTO Coupez Courant SECt à 1000m Fin de caténaire: Point à ne pas dépasser panto levé Signal à damier bleu blanc: Equivalent à SAM pour engins électriques

16 Signaux principaux X Jalons et signaux des LGV Repère de canton Repère de manœuvre Commutateur de protection

17 Appareils de Voie I Pointe Croisement Talon G Lame G Lame D Cœur Garage Franc D Organe de commande

18 Appareils de Voie II Types d ADV: Branchement Simple (BS) Traversée Jonction Double (TJD) Traversée Jonction Simple (TJS) Il existe des aiguillages Non talonnables Talonnables renversables (TR) Talonnables non renversables (TNR) Parties techniques constitutives des ADV: Rail: Lames, cœur = métier voie Mécaniques: tringles, verrous = métier signalisation mécanique Electriques: moteur de commande, dispositifs de contrôle = métier signalisation électrique

19 Appareils de Voie III Caractéristiques géométriques: Exemples Tangente Rail Cœur Longueur Vitesse 0, D Pointe mobile ,0336 A74 Cœur fixe ,0476 A74 Cœur fixe ,085 U50 Cœur fixe ,11 U50 Cœur fixe 30 40

20 Commande et contrôle des Appareils de Voie I Commandes mécaniques: A pied d œuvre : moins de 7 m A distance: au-delà de 7 m - jusqu à 400m en transmission rigide (TR) - jusqu à 1000m en TF (funiculaire) bifilaire - jusqu à 2000m en TF unifilaire Commandes Electriques: Pas de limites (par exemple LGV)

21 Commande et contrôle des Appareils de Voie II Contrôle des aiguilles: Eléments contrôlés collage décollage concordance verrouillage calage du moteur Types de contrôles - Indicatif: Efficace si observation par aiguilleur Entrebâillement: Sonnerie pendant la course Position: Aiguille à droite - Aiguille à gauche - Impératif: Agit sur le signal de protection Fugitif: Interdit l ouverture du signal ou le maintien fermé Permanent: Fugitif + provoque la fermeture du signal de protection s il a été ouvert CI installé sur aiguilles VP prises en pointe à V>40, aiguilles franchies en pointe par des trains de voyageurs, toutes aiguilles manœuvrées par moteurs Le CI contrôle: L application, le décollage, le verrouillage, le calage moteur, la concordance aiguille-organe de commande

22 Commande et contrôle des Appareils de Voie III Circuit de commande et contrôle d aiguille

23 Commande et contrôle des signaux Commande des signaux Règle La commande d un signal d annonce est toujours tributaire de la position de son signal d exécution Les signaux peuvent être commandés par des leviers différents en postes mécanique Ils peuvent également être commandés par des postes différents Lorsque la commande à l ouverture d un signal est tributaire de nombreuses conditions de libération, il est fait usuellement usage d un relais de contrôle qui recueille ces conditions (contrôle d itinéraire) Fermeture automatique des signaux Elle a pour but de limiter à une seule circulation l autorisation de passage accordée par l ouverture du signal. Ce dispositif impose à l aiguilleur de confirmer la fermeture avant de commander une nouvelle ouverture. Elle est réalisée par zone ou par pédale Contrôle des signaux Le contrôle intervient généralement sur la position de fermeture Signaux mécaniques On contrôle la cible en position de fermeture par un commutateur solidaire de la cible) Contrôle indicatif L information est portée par un voyant ou une lampe Contrôle impératif Le contrôle agit sur la commande du signal de protection Signaux lumineux Pas de situation mécanique à contrôler Compte tenu de la mise en œuvre de relais de sécurité seules les conditions de commande sont contrôlées

24 Détonateur La répétition des signaux Ce dispositif sans action sur le train comprend 5 cartouches détonantes et s active si les conditions de signalisation marquent le franchissement indu d un signal carré sont vérifiées Il a pour but de provoquer l attention du mécanicien (cornet acoustique sous les engins) par l éclatement d une cartouche Crocodile Fixé en voie, ce dispositif électrique de 1872 sans action sur le train permet de transmettre en cabine de conduite un appui sonore au franchissement de certains signaux au travers d une brosse de contact sous la locomotive Il fait intervenir 2 tintements différents selon que le signal est fermé ou ouvert Le franchissement impose au mécanicien un acquittement A défaut le train est arrêté Balises Les balises nécessitent un équipement embarqué spécifique Il s agit principalement des balises KVB (voir KVB)

25 Détection des trains I Originellement tous les signaux et aiguilles sont actionnés à pied d œuvre = vision directe sur les circulations Le groupement de commandes à distance = dispositif de détection de présence pour éviter des situations de commandes dangereuses

26 Détection des trains II Les détecteurs Ils sont installés sur des platines de réglages solidarisées au rail et ils sont réglés selon des cotes de pose très précises Détecteurs électromécaniques (pédales) Il sont constitués d un boitier muni de bras extérieurs actionnés par la roue et comprenant un circuit hydraulique d amortissement de ces bras et d un circuit électrique Le point faible de ces détecteurs réside dans la possibilité de l actionner incidemment ou malveillamment également ces pièces nécessitent des opérations de réglage et d entretien délicates Les détecteurs électroniques (pédales électroniques) Les détecteurs électroniques sont une solution technique propre à renforcer le système précédent Ce système comprend un capteur magnétique sensible à la masse métallique de la roue et un centre de traitement qui délivre une information à un relais de signalisation conventionnel

27 Détection des trains III Le compteur d essieux Le compteur d essieux date des années 1970 Il fonctionne sur la base du comptage des essieux aux extrémités utiles, la comparaison des résultats entre deux points de passage successifs assurant la preuve de la libération du secteur. Il met en œuvre des détecteurs électroniques reliés à leur centre de traitement local, le traitement décisionnel est assurée par un centre de traitement central qui délivre l information sur un relais électromécanique conventionnel en interface avec les signalisation. Patrimoine du RFN faible: 500 Compteurs d essieux

28 Détection des trains IV Le circuit de voie Le circuit de voie comprend un émetteur et un récepteur dont la liaison électrique est assurée par les 2 files de rail entre 2 joints isolants Cette liaison est interrompue par les essieux des trains La disparition du signal constitue l information de sécurité délivrée Il s inscrit dans l environnement électrique suivant: Les valeurs longitudinales sont: R= (en CC) 0,08 Ω/km du rail 0,3 Ω/km + des connexions L= 1 à 2mH/km Les valeurs transversales sont: C= 0,5 µf par km Ri (isolement) elle dépend de multiples paramètres - Référence pour réglages R0 = Isolement kilométrique = Ri X l km - Valeur minimale sur réseau = 2 Ω.km

29 Détection des trains V Circuits de voie de gare Ce circuit de voie intervient dans des itinéraires en secteurs denses en aiguillages (besoin d informations voie précises) Le standard actuel est l ITE (Impulsion de Tension Elevée) Circuit de voie de ligne Ce circuit de voie intervient dans l espacement des trains en ligne Le standard actuel est l UM71 (Universel Modulé 1971) - Classique - Compensé à boucle Il se déploie entre des joints électrique de séparation (pas de joints isolants) et de ce fait, permet la continuité mécanique des LRS (Longs Rails Soudés)

30 Détection des trains VI Autres circuits de voie Des circuits de voie courts permettent d assurer des détections plus localisées intervenant dans le fonctionnement des passages à niveau et dans le suivi des trains Caractéristiques géométriques Toutes techniques confondues le CDV permet des longueurs de couverture comprises entre 22 m (empâtement des véhicules) et 3000m (affaiblissement du signal). Patrimoine: Environ Circuits de Voie

31 Les enclenchements I Notion d enclenchement Un enclenchement interdit la manœuvre d un signal ou d un appareil de voie dans des conditions incompatibles avec la sécurité. Il est mécanique, électrique ou le plus récemment informatique. Il intervient en immobilisant un organe de commande (levier par exemple) ou par coupure électrique. 2 types d enclenchements Enclenchement entre organes de commande d appareils (aiguilles/aiguilles - signaux/signaux - aiguilles/signaux) Enclenchement d itinéraires (il met en œuvre des conditions multiples et est maintenu par le passage des trains)

32 Enclenchements par toc Il sont utilisés pour assurer des enclenchements simples entre 2 leviers situés côte à côte Le niveau de sécurité de cet enclenchement est assuré par sa simplicité et sa robustesse Enclenchements par serrures et clés Les enclenchements II Ce système nécessite un transport de clés par un exploitant Il est utilisé pour assurer sous diverses dispositions des enclenchements d aiguillages et de signaux dans des secteurs d importance de trafic faible Transport de clés: Pour enclencher des leviers qu il n a pas été nécessaire de grouper en un seul point Transmetteur de clé: Si un transport de clé d enclenchement doit se faire entre 2 appareils sur une distance importante il est mis en place une serrure électrique dont la clé est libérable à distance par un poste à l arrivée de l opérateur Serrure centrale: Si le nombre des aiguillages et des signaux ne permet pas de disposer des serrures en nombre suffisant sur les leviers on met en place une serrure centrale qui réalise les enclenchements entre clés Le niveau de sécurité de cet enclenchement est assuré par la stricte différenciation des types de clés et serrures par secteur et par la règlementation du dispositif de secours des clés

33 Les enclenchements III Enclenchements mécaniques par verrous électriques Un verrou permet d immobiliser le levier auquel il est relié Le renversement du levier n est possible que si la libération de chacun des enclenchements électriques qu il cumule permet d assurer son alimentation. Un verrou met en œuvre un électroaimant qui lorsqu il est alimenté attire hors d une encoche d enclenchement liée au levier une palette mobile. Cette pièce soumise à des contraintes mécaniques fortes (basculement des leviers) est assujettie à un décollage mécanique en fin de course du levier. Enclenchements électriques par relais électromécaniques de sécurité Le relais est un électroaimant qui lorsqu il est alimenté attire une partie mobile qui assure ou coupe des contacts électriques (contacts travail) Les relais de signalisation utilisés sur le réseau sont des relais de sécurité de type non contrôlé. Il est fondé sur le fait que si le circuit d alimentation d un tel relais est interrompu la chute du relais est certaine. Ce relais est conçu et réalisé en sécurité intrinsèque. Les pièces mobiles sont solidaires Le réseau national met en œuvre relais (service + réserve)

34 Les enclenchements IV Enclenchements informatiques De façon globale, les objectifs sûreté de fonctionnement se déclinent sur la base des exigences exprimées dans le cadre du projet Eurointerlocking. Pour ce qui concerne la sécurité, la démonstration du GAME s'appuie sur l'exigence suivante : le poste informatique développé par les 3 industriels devra être GAME par rapport au poste PRCI (Poste tout Relais à Commande Informatique télécommandé). Le niveau de sécurité de l enclenchement du PRCI basé sur le relais de sécurité s établit à 1 incident contraire à la sécurité sur 1 milliard d heures de fonctionnement La structure met en œuvre: Soit 2 calculateurs qui doivent être en concordance parmi 3 (équipement non doublé) Mais pour améliorer la disponibilité la combinaison 2 calculateurs actifs parmi 3 permet au système de fonctionner Soit 2 calculateurs en concordance parmi 2 mais système doublé

35 Les enclenchements V Afin d atteindre ce niveau GAME, les enclenchements informatiques sont conçus, développés et réalisés selon des dispositions de sûreté de fonctionnement normées CENELEC applicables aux systèmes informatiques de sécurité: EN EN EN selon synoptique suivant:

36 Les enclenchements VI Le niveau de sécurité d un système ferroviaire est porté par le SIL (Safety Integrity Level). 5 niveaux: SIL0 Aucun risque SIL1 SIL2 Risque de blessure SIL3 SIL4 Risque de mort (1 ou plusieurs) L architecture logicielle est basée sur 3 niveaux de fichiers indépendants logiciel de gestion des ressources (entrées, sorties, mémoire, communication, moteur d interprétation de graphes d états => automate de sécurité pour l applicatif graphes d états des modes d exploitation (modélisation des principes dans un langage non ambigu et exécutable par la machine cible) paramètres spécifiques à une gare

37 Les enclenchements VII Les principaux enclenchements d itinéraires des postes d aiguillages Enclenchement d approche Cet enclenchement interdit toute modification d un itinéraire établi jusqu au dégagement par le train du signal d origine Il s active par circuit de voie 500m avant le signal d annonce du signal origine de l itinéraire Enclenchement de parcours Cet enclenchement couvre le même besoin que le précédent mais en absence de circuits de voie Il s active dès l ouverture du signal Enclenchement de transit Cet enclenchement assure la continuité des enclenchements précédents tout au long du trajet du train sur l itinéraire Dans sa version dite souple, il présente l avantage de permettre la libération des aiguillages au fur et à mesure de leur dégagement par le train Cette disposition permet la mise en place immédiate des aiguillages en préparation de l itinéraire suivant

38 Les enclenchements VIII Les principaux enclenchements d itinéraires Enclenchements entre itinéraires de sens contraires Dans les postes ou entre postes des portions de voies ou voies sont utilisables dans les 2 sens de circulation (pair et impair selon terminologie ferroviaire) Ces situations nécessitent de parer au risque de nez à nez Enclenchement de parcours banalisé Cet enclenchement interdit dans un même poste l ouverture simultanée de 2 signaux origines de 2 itinéraires comportant un secteur commun Enclenchement de voie unique Cet enclenchement interdit dans un même poste l ouverture simultanée de 2 signaux origines de 2 itinéraires comportant un secteur commun non équipé de transits Ce dernier est rigide et ne permet aucun accès au secteur de VU Enclenchement de voie de stationnement Cet enclenchement est de même teneur que l enclenchement de VU. Afin de permettre des accès et manœuvres sur le secteur commun, ce dernier est aménagé en enclenchement de voie de stationnement Il se décline non annulable (manœuvres d un seul côté à la fois) ou annulable (accès simultané des 2 côtés)

39 L enclenchement de sens Les enclenchements IX Cet enclenchement s applique aux itinéraires entre 2 postes voisins Il met en œuvre les mêmes conditions que l enclenchement de VU Il est contrôlé dans chacun des postes par des flèches lumineuses associées au sens actif Un totalisateur par voie contrôle la libération de la partie d intervalle entre les 2 postes Annulation des enclenchements Le maintien d un enclenchement en situation d incident par son action au niveau des itinéraires bride généralement une partie ou l ensemble du périmètre d un poste Afin de permettre une reprise minimale du trafic, il est possible de s affranchir d un enclenchement selon des dispositions techniques et règlementaires ainsi qu une traçabilité très strictes L annulation des enclenchements n est efficace que pour une seule fois Une autre annulation nécessite la reprise de la procédure dans sa totalité

40 Exemple d enclenchements I Exemple d enclenchement par toc (le plus simple)

41 Exemple d enclenchements II Exemple d enclenchement par clés (animé par un agent d exploitation)

42 Exemple d enclenchements III Règle: Tous les leviers doivent pouvoir occuper simultanément la position normale Exemple d enclenchement par table et verrous ZAP C1 Aig3 CDV3 Lev 3 N CDV Lev 1 N Taquet libre dans glissière ZAP

43 Exemple d enclenchements IV Enclenchement de transit

44 Exemple d enclenchements V Enclenchement de transit

45 Exemple d enclenchements VI Enclenchement de parcours banalisé

46 Exemple d enclenchements VII Exemple fictif d enclenchements électrique global

47 Les Postes d aiguillages I A l origine, chaque aiguille ou signal est manipulé à pied d œuvre. Dans un contexte très localisé (contrôle visuel des installations par l opérateur et proximité des trains), la commande groupée est possible sans autre précaution que la vigilance de l opérateur (points de manœuvre). Pour des raisons de débit, de sécurité, d amélioration des conditions de travail et de productivité, il s est avéré nécessaire de regrouper la commande des aiguilles et signaux dans des postes. Dès l instant où les commandes se font à distance, l aiguilleur n a plus généralement le contrôle visuel direct des installations qu il manœuvre et ne localise plus précisément les trains. Cette situation nécessite de prendre des dispositions matérielles propres à sécuriser le système, notamment : En fonctionnement normal : Interdire des passages simultanés incompatibles Interdire des passages dans des conditions de signalisation incertaines (signal mal présenté, aiguillage non ou mal appliqué, ) Interdire toute manipulation des organes de commande à l approche et pendant le passage du train (modifications de tracé «sous les roues») En situation dégradées et afin de prendre des mesures réglementaires : Fournir des indications sur l état des installations au moyen de contrôles appropriés Informer sur la localisation des trains dans le périmètre de son poste

48 Les postes d aiguillages II Structure d un poste d aiguillage Niveau 0: IHM = outils d exploitation (leviers, boutons, voyants, écrans, clavier, souris, ) Niveau 1: Enclenchement Niveau 2: Interface entrée sortie Niveau 3: Campagne (signaux, aiguilles, Niveau 3: Campagne (signaux, aiguilles, circuits de voie, câbles, )

49 Les Postes d aiguillages III Postes électromécaniques (MU45, EMU, Saxby ) L IHM comprend ici : leviers d aiguilles, de signaux, serrures, voyants, tableaux de contrôle, sonneries, clés, Chaque levier commande une aiguille ou un signal (commande individuelle). Grands leviers pour manœuvrer aiguilles et signaux non motorisés. Petits leviers pour manœuvrer les éléments motorisés ou commander des signaux lumineux adjoints ultérieurement. L enclenchement est réalisé par une table d enclenchement mettant en œuvre des pièces métalliques (barres, taquet, grills, ) solidaires des leviers et interdisant les positions incompatibles entre ces derniers. L immobilisation des leviers au passage des trains est assurée par verrous électriques. La campagne comprend les signaux, les aiguilles, les transmissions rigides (aiguilles) et funiculaires (signaux), les câbles électriques (commandes motorisées, signaux lumineux et contrôles),

50 Les Postes d aiguillages IV Postes électriques a leviers d itinéraire (PLIT: Aster Thomson- Mors - Alsthom ) Afin de faciliter et de minimiser les manipulations, les industriels ont mis au point des commandes par itinéraires complets: un seul geste pour les aiguillages puis l ouverture du signal. Ce mode mécanique sous tend cependant des commandes d aiguilles exclusivement motorisées et des signaux lumineux ou mécaniques motorisés Cette génération de postes représente l apogée de la technologie d enclenchement électromécanique.

51 Les Postes d aiguillages V Postes tout électrique (tout relais) PRS PRG Les postes sont principalement des postes à itinéraires et sont réalisés en tout électrique. L IHM comprend un pupitre à boutons, un TCO (tableau de contrôle optique) regroupant en situation géographique les voyants de contrôle nécessaires à l aiguilleur (position aiguilles, fermeture des signaux, zones, ). L enclenchement est réalisé par des relais électromécaniques de sécurité. La campagne comporte des aiguilles motorisées, des signaux qui sont ici intégralement lumineux. Il existe également pour des petites installations des postes tout relais à commande individuelles (PML).

52 Les Postes d aiguillages VI Postes tout relais à commandes informatiques (PRCI PRCI MCK) Insuffisance: Les postes électriques ne permettent de commander qu un seul itinéraire et d enregistrer un itinéraire suivant. Une programmation conséquente d itinéraires et le couplage direct aux systèmes de suivi n est pas possible sans une couche informatique. La commande informatique apporte donc, entre autres améliorations, la possibilité de programmer une quarantaine d itinéraires dans un ordre chronologique, la commande se faisant par le train lui même à son approche. Il est possible de commander automatiquement les itinéraires par reconnaissance des numéros des trains. Dans ce type de postes, l enclenchement reste réalisé par des relais de sécurité. Les commandes de levées d interdiction sont à double code.

53 Les Postes d aiguillages VII Postes d aiguillages informatiques 1995 (PAI PIPC) Ils permettent des performances d exploitation identiques aux postes de la catégorie précédente mais les enclenchements sont réalisés intégralement par des calculateurs informatiques et non plus par des relais de sécurité. IHM des PRCI, PAI et PIPC L IHM de ces types de postes leur est spécifique. Elle comprend des écrans et des claviers pour la saisie des dialogues de commandes et de programmation, les contrôles géographiques peuvent être délivrés sur TCO ou sur écran spécifiques (MCK). Les installations en campagne des postes avec informatique sont identiques à celles des postes électriques.

54 Les Postes d aiguillages VIII Postes informatiques 2006 Pour ses besoins de développement et de renouvellement RFF dispose depuis 2006 d un marché décennal de postes. Les spécifications fonctionnelles et techniques du contrat et la structure matérielle de ces postes permet de bien différencier les 4 niveaux techniques sur la base de leurs durées de vie respectives. Un seul outil d exploitation: Mistral Une interface à relais de sécurité entre enclenchement et campagne Une campagne matériellement cadrée 3 fournisseurs: Thalès Ansaldo Alstom Seul le système d enclenchement leur est propre.

55 Les modules informatiques I Modules d exploitation Mistral (Module Informatique de Signalisation, de Transmissions et d Alarmes) Ce système informatique constitue une IHM générique modulaire configurable selon les équipements en place. Il est basé sur des matériels informatiques et systèmes d exploitation publics et permet un mode d exploitation standardisé. Il incorpore les diverses alarmes ( MGPT (Module de gestion des protection) 1997 sur LGV paris Lille Ce système permet de faciliter et sécuriser les opérations de maintenance et de travaux dans les centres importants Il met en œuvre une connexion téléphonique à un serveur préalablement renseigné du programme des interventions (20 connexions simultanées) Il est activé avant et après les travaux par message vocal normé Le système relié au niveau informatique d exploitation du poste met en place et commande les dispositions de protection Les gains ressortent de la simultanéité et de l activation des procédures de protection par rapport aux dispositions usuelles par dépêches

56 Les modules informatiques II Modules d aide à l exploitation SAAT (Système d annonce automatique des trains ) Il a pour origine l information automatique de la table graphique de régulation des horaires de passage des trains dans les gares en lieu et place des informations téléphoniques successives Ses capacités ont permis d étendre son utilisation à l exploitation des postes (circulation) et au service des gares L activation de ce système informatique comprend: 1/ la programmation chronologique manuelle des numéros de trains qui se présentent à ses extrémités 2/ la prise en charge du cheminement géographique des numéros des trains se fait automatiquement au moyen de localisateurs matériels (CDV notamment) qui s interfacent avec le système 3/ l affichage sur écran selon un déploiement représenté par voie des numéros de trains Au-delà de ce système initial, cette fonctionnalité s est déclinée dans des systèmes plus capacitifs tels le SNST qui permet un affichage sur les tableaux de contrôle optiques des postes (TCO)

57 Les Postes d aiguillages VII

58 Les commandes centralisées La commande centralisée des postes d aiguillages est apparue en France en 1933 (Houilles - Sartrouville) La commande centralisée d une ligne est apparue en 1960 (Dôle - Vallorbe) Ce dispositif permet une amélioration des conditions de régulation et d exploitation de certains axes sans corrélation à l importance du trafic La centralisation des commandes peut concerner entre 1 seul poste et une dizaine Elle dégage également des gains de productivité Hors LGV une soixantaine de ces dispositifs d importances très diverses est en service sur le RFN Techniquement elle utilise des systèmes de transmissions spécifiques (à relais, électroniques, informatiques) n assurant aucun traitement de sécurité (boite aux lettre) La plus ancienne actuellement en service date de 1949 La plus longue actuelle est la LGV Sud Est de 390 km Il existe 5 commandes centralisée de voie banalisée informatisées qui gèrent des voies uniques

59 L espacement des trains I Historique Espacement par le temps Originellement, il est maintenu un intervalle de temps entre 2 trains. Opération réalisée par un garde muni d un drapeau ou d un signal, d une lanterne pour la nuit et d un chronomètre. Avec l augmentation du nombre de trains et de la vitesse, ce système a été rapidement abandonné Bâton pilote Ce système met en œuvre un bâton relais unique remis au mécanicien pour un secteur de ligne voie entre 2 gares Espacement par distance fixe Ce système s est imposé. Avec l apport des systèmes de détection (CDV), il permet un fonctionnement automatique commandé par le passage des trains Espacement par distance variable Ce système nécessite des calculs en temps réel intégrant le positionnement du train, sa vitesse, ses caractéristiques de freinage et une information en cabine permanente. Il sera utilisé en signalisation européenne ERTMS

60 L espacement des trains II Le cantonnement téléphonique Le cantonnement téléphonique constitue le moyen le plus économique pour assurer l exploitation d une ligne de DV ou VU La sécurité est basée sur un échange strictement tracé de dépêches entre les agents des gares (registre de cantonnement) et selon un formalisme verbal rigoureux Il nécessite simplement un équipement téléphonique En 1985 l accident de Flaugeac impose un durcissement de ce système sur certaines lignes CAPI (Cantonnement Assisté Par Informatique) Apparu en 1986, ce dispositif substitue aux échanges téléphonique des messages informatiques plus fiables au travers d un ordinateur spécifique est selon un formalisme codé par le programme Une alarme est délivrées en cas d incohérence Le cantonnement se fait téléphoniquement en cas de dérangement du système informatique Dispositif d arrêt automatique des trains (DAAT) En liaison au CAPI ce dispositif (balise en voie) permet d arrêter le train en cas de départ indu

61 L espacement des trains III Le Block Manuel de double voie (BMU) Le Block Manuel de Voie Unique (BMVU) Exemple de serrure manuelle: 2 cantons BMVU pour un seul sens Ce système sans détection des trains en ligne incorpore: actions humaines, passage train sur détecteur et enclenchements Garde de block: vérification train complet - action sur serrure - action sur signal Equipement enclenchés: serrure signal La longueur des cantons n est pas limitée (généralement cantonnement entre gares) Si besoin d adaptation à un débit plus important on crée des points de cantonnement intermédiaires avec un garde

62 L espacement des trains IV Le Block Automatique Lumineux (BAL) Longueur maximale des cantons = 2800m (dérogations à 3 km) Capacité Ce block constitue l optimum actuel en capacité En situation de vitesse adaptée et selon un découpage approprié en cantons très courts en zones de gare (100m) pour libération rapide, de l ordre de 20 trains à l heure se succèdent en pointe sur la ligne C (TRG).

63 L espacement des trains V Fonctionnement simplifié du BAL

64 L espacement des trains VI Le Block Automatique à Permissivité Restreinte (BAPR) Ce système est apparu dans les années 1970 Il constitue une solution économique au cantonnement sur des lignes moyennement chargées par une économie importante de signaux Il met en œuvre principalement des compteurs d essieux Longueur maximale des cantons 15 km (dérogations jusqu à 20km) Longueur minimale 6 km (pour raisons de pertinence économique) Capacité Ce block permet un débit usuel de l ordre de 5-6 trains à l heure

65 L espacement des trains VII Autres systèmes mixtes de Poste d Espacement IPCS : Installations permanentes de contre sens Ces installations sont généralement commandées depuis l un des postes encadrant le tronçon. Elles permettent le transfert des circulations sur une seule voie pendant des situations d incidents, de travaux ou de maintenance sur l autre. ITCS : Installations temporaires de contre sens Pour une utilisation identique aux IPCS mais temporaire, elles permettent le transfert des circulations sur une seule voie pendant la réalisation de travaux importants sur l autre. Elles mettent en œuvre des équipements mobiles de signalisation (EMS) de poste et de campagne qui sont déposés à l issue des travaux. TCT: Tronc commun temporaire Le TCT est une installation assimilable à l ITCS pour un chantier de longueur limitée à 2000m. Cependant, les limitations de vitesse sont réalisées en signalisation de chantier. ITCS et TCT sont déposés après utilisation Ils mettent en œuvre, autant que possible, des équipements mobiles de signalisation (EMS)

66 L espacement des trains VIII

67 Historique Le contrôle de vitesse I Août 1985 l accident d Argenton sur Creuse confirme l insuffisance d un système basé sur le seul crocodile au profit d un équipement activant directement le freinage 1986 Expérimentation du système Ericson en 1986 sur Poissy-Vernon permet la mise au point du KVB 1988 Déploiement Etape 1: 5000 signaux et 3700 engins moteur électriques 1992 Déploiement Etape 2: Suite à accident de Melun signaux et ensemble des engins moteur électriques et partie du parc thermique Le KVB (contrôle de vitesse par balises) Il met en œuvre des équipements sol et des équipements bord Equipements sol Balises groupées en point d information délivrant: Une vitesse d annonce Une vitesse d exécution Une distance but Ces balises sont reliées à des coffrets codeurs installés dans les guérites Ils prennent par câblage les informations issues de l allumage des feux des signaux Ils sont préalablement paramétrés à cet effet

68 Le contrôle de vitesse II 2 technologies Le KVB analogique Il présente une capacité de codage limitée selon la structure suivante: 3 mots (XYZ) pour marquer la situation à transmettre Sommairement X porte les catégories et classes de signaux et engins et YZ portent les informations numériques (distances vitesses) 16 valeurs de mots sur 8 bits Il met en œuvre un nombre de type de codeurs et balises important: 5 balises (3 commutables 2 fixes) 5 codeurs Le KVB numérique (SN) A partir de 1994 déploiement d une génération numérique compatible avec la première génération avec pour avantage de: Réduire le nombre de balises Réduire le nombre de codeurs Faciliter la maintenance Baisser les coûts de l ordre de 20% Le codage se fait sur une teneur d information identique (16 mots) mais de 256 bits Cette capacité permet de diminuer le nombre de balises:1 seul type et de codeur: 1 seul type

69 Le contrôle de vitesse III L équipement embarqué L équipement de bord comprend: Une antenne Un calculateur Un panneau de configuration Un panneau d affichage Le mécanicien est tenu de rentrer les caractéristiques de son convoi avant son départ: la classe du train (marchandise, voyageur, automoteur) sa vitesse maximale sa longueur (en centaine de mètres) le coefficient de décélération la présence du frein électropneumatique Sur sollicitation d une diminution de vitesse, le calculateur élabore une courbe de freinage et une courbe d alerte à laquelle est comparée la vitesse réelle du train En cas de risque de non respect de la vitesse au point d exécution le mécanicien est averti 5s avant déclenchement du freinage

70 Le contrôle de vitesse IV Les systèmes assimilables sur le réseau Le KVBP (contrôle de vitesse par balise permanent) Ligne C et D Le KVB délivre des informations ponctuelles Cette situation est préjudiciable lorsqu une séquence d arrêt est engagée et que le mécanicien perçoit à distance l ouverture du signal sans pouvoir reprendre sa vitesse Le KVBP répond à cette insuffisance en injectant en permanence les infos dans le circuit de voie Le KCVB (contrôle continu de vitesse sur les branches) ligne A Ce système RATP équipe les extrémités de la ligne A au-delà du SACEM central. Les balises sont déployées tout au long de la ligne (et non seulement aux signaux) et présentent la capacité de délivrer les évolutions des informations Le KCVP (contrôle continu de vitesse pour les prolongements) Le tronçon Châtelet - Gare du Nord de la ligne B étant commun à la SNCF (ligne D KVBP) et à la RATP (Ligne B KCVB), il convient de disposer d un système compatible qui présente des fonctionnalités similaires au KVBP Ce système est constitué par le KCVP

71 Principe La Transmission Voie Machine I Au-delà de 220km/h, l observation des signaux latéraux par le mécanicien n est plus possible. La signalisation en cabine s impose par le biais de la TVM. Elle s affiche sur un pupitre par une indication permanente lumineuse des taux de vitesse à respecter par le mécanicien. Une modification du taux de vitesse est immédiatement affichée Ces indications sont commandées par des informations transmises dans le rail en aval du train et captées par ce dernier. Les LGV intègrent des dispositions supplémentaires telles: Le contrôle de vitesse La clôture de la ligne Pas de passages à niveau (ponts route ou ponts rail) La signalisation incorpore également les informations issues des: Détecteurs de boites chaudes (DBC) Des détecteurs de chutes de véhicules (DCV) Des commutateurs de protection L absence de signaux latéraux nécessite le repérage des points d arrêt. Le captage des informations TVM en tête de TGV impose une orientation des CDV avec la prise d un sens de circulation

72 La Transmission Voie Machine II La TVM 300 C est le premier système en service (1981) Il utilise des circuits de voie de type UM71 spécifiques Cependant afin de délivrer un nombre d informations permettant de couvrir l ensemble des séquences d arrêt, il lui a été adjoint une possibilité de 18 vitesses de shiftage (18 indications au lieu de l unique shiftage del UM71) Le système ne transmet que la vitesse à ne pas dépasser dans le canton de circulation Capacité: Ce système permet un débit de 12 TGV à l heure sur la ligne Sud Est et 11 sur la ligne Atlantique Le contrôle de vitesse intégré se réalise par palier. La TVM 430 Mise en place sur la ligne LGV Nord, la TVM 430 est numérique. Elle met en œuvre des mots de 27 bits permettant de coder environ 2 millions d infos. De ce fait, les données transmises, au-delà de la vitesse à ne pas dépasser dans le canton, sont la vitesse à ne pas dépasser à la fin du canton, le profil de voie et la distance entre jalons permettant un contrôle de vitesse intégré sur des courbes de vitesse au même titre que le KVB Il utilise également le signal de type UM71 élaboré et reçu directement par le système et non plus par des émetteurs et des récepteurs spécifiques au CDV. Les 2 systèmes mettent également en œuvre des dispositifs d information ponctuelles

73 La Transmission Voie Machine III Le système TVM430 SEI (Système d Enclenchement Intégré) Ce système inauguré en 2001 sur la LGV Méditerranée intègre la part CDV et espacement ligne et la part enclenchements et commandes postes Il intègre la TVM 430 pour la détection des trains et le module SEI pour traiter les enclenchement et commandes d itinéraires Ce système d enclenchement n est pas déployé sur le réseau classique L équipement embarqué Le système embarqué comprend un capteur sous la cabine du TGV Un pupitre permet d afficher les différents taux de vitesse à respecter selon un formalisme assimilable à une signalisation fixe (fond et forme) ainsi que des informations complémentaires tels les signaux de traction électrique En TVM 430 les principes d affichage ont été conservés avec les apports suivants: Compte tenu du nombre des infos transmises un calculateur a été installé pour interpréter et afficher des compléments d infos notamment le clignotement de l indication vitesse permise en cours si le canton suivant est restrictif

74 La signalisation européenne I ERTMS European Rail Traffic Management System Système de signalisation européen voulu par les états en 2 étapes. Directive de 1996 interopérabilité du réseau GV Directive de 2001 extension au réseau conventionnel. Il a pour but d apporter à la signalisation une solution technique à l interopérabilité ferroviaire européenne et s inscrit dans le cadre plus large de l harmonisation technique européenne. Ce système est basé sur le principe fondamental de la signalisation en cabine avec utilisation du réseau téléphonique GSMR pour les transmissions continues et Eurobalises pour les transmissions ponctuelles. Il est prévu pour assurer les besoins suivants : - La localisation les trains, - Le contrôle de leurs mouvements et de leur vitesse, - L information du poste de commande, - La fourniture, en cabine, au mécanicien, des diverses commandes et alarmes nécessaires à sa marche. Ces dispositions devraient permettent la suppression de toute signalisation latérale et des dispositifs de détection en voie des circulations. Les avantages d un tel système portent sur un accroissement du niveau de sécurité, l augmentation du débit et une meilleure souplesse d exploitation des lignes. De plus, il devrait permettre une ouverture à la concurrence des marchés de fourniture des équipements de signalisation antérieurement réalisés de gré à gré. Cependant, afin de tenir compte des situations et besoins des différentes lignes des divers réseaux, ce système se décline en trois niveaux. La possibilité de fonctionner en superposition à la signalisation en place est commune à tous les niveaux.

75 La signalisation européenne II Niveau 1 Localisation par le sol et transmission ponctuelle des informations par le sol Niveau assimilable au KVB actuel, la différence réside dans la signalisation en cabine. Détection des trains réalisée au sol par CDV et autorisations de mouvement transmises par balises (Eurobalise). ETCS Mobile Lecteur Balise MMI LEU

76 La signalisation européenne III Niveau 2 Localisation par le sol et transmission continue des informations par radio Fonctionnellement assimilable à la TVM 430 des LGV actuelles, mode de transmission mis à part. Des centres de traitement au sol délivrent continûment par radio et sur la base d un cantonnement fixe, les informations de mouvement au train acquises auprès des dispositifs en voie (CDV). Premier cas d application en France LGV EE: Double équipement ERTMS niveau 2 + TVM 430 en juin 2007 ERTMS niveau 2 en attente d autorisation de mise en exploitation par EPSF

77 La signalisation européenne IV Le niveau 2 ETCS Mobile Lecteur Balise Eurobalise

78 La signalisation européenne V Niveau 3 Localisation fournie par les trains et transmission continue des informations par radio Ce niveau n a pas d égal en signalisation actuelle. Il fonctionne comme le niveau 2 mais sur la base d un cantonnement mobile ce qui permet ainsi d optimiser le débit. Eurobalises pour odométrie Radio RBC ETCS Mobile Eurobalise

79 Les Passages à Niveau I Généralités Le réseau met en œuvre automatiques, 2000 gardés, 4000 non gardés, 1000 pour piétons Dont passages à niveau publics (25000 en 1980) A noter 1300 PN privés Notion de moment du PN Le moment du PN est le nombre résultant du produit journalier du nombre de circulation ferroviaire par le nombre de circulations routière Il permet de classer les PN par importance en terme de risques et complémenté avec la longueur de la traversée de définir le type d équipement à installer En combinant le moment et l état des accidents au PN, il est établi une liste des PN préoccupants mise à jour tous les 4 ans et suivie au niveau de chaque région Les catégories de PN Les PN Gardés Les PN automatiques SAL (signalisation automatique lumineuse) à 2 ½ barrières ou 4 ½ barrières SAL FC (SAL à fermeture conditionnelle: le franchissement sans arrêt par le train est subordonné à un contrôle de fermeture des ½ barrières matérialisé par 2 feux verts verticaux) sur lignes à trafic lent et faible TVP (traversée de voies par le public) Certains PN voisins de gares intègrent des dispositions mixtes automatiques ou gardées selon les itinéraires de franchissement

80 Les Passages à Niveau II Les PN à SAL Les équipements routiers Ils comportent Les panneaux routiers avec si besoin des mirlitons d approche Les feux visibles depuis chaque direction d accès au PN Un téléphone relié à l AC du poste voisin Des sonneries Des barrières Les équipements ferroviaires Ils comportent Des voyants d annonce par sens de circulation Un boitier de commutateurs pour reprise de gardiennage du PN Un local à agrès Les dispositifs d annonce, de continuité, de réarmement et la zone courte Le centre d appareillage et ses équipements de signalisation

81 Les Passages à Niveau III Les délais d annonce Pour un SAL 2 ce délai est de 25 s si V 140 et 30 s si 140 < V 160 Pour un SAL 4 ce délai est de 35 s si V 140 et 45 s si 140 < V 160 Les dispositifs d annonces des PN Les annonces sont provoquées par attaques de CDV ou de détecteurs Les annonces de contresens sont traitées selon 3 formules possibles: Formule Z: annonce par attaque de la zone courte Formule M: annonce par bouton poussoir Formule A: annonce automatique de même teneur que le sens normal Implantation L implantation des dispositifs d annonce dépend de la vitesse de la ligne Les cotes d implantation sont mentionnées sur le tableau des annonces qui incorpore toutes les données relatives au PN Les distances d annonce peuvent être majorées pour tenir compte de difficultés d implantation des dispositifs Réalisation Les dispositifs d annonces sont réalisés à partir de détecteurs (doublés) ou de circuits de voie

82 Les Passages à Niveau IV Les boitiers de commutateurs Ce dispositif se généralise à l ensemble des PN à SAL Il permet d annuler l effet des dispositifs d annonce par voie en DV par sens en VU Il a pour rôle de permettre la reprise de gardiennage par un agent habilité et doit par des enclenchements simples permettre de couvrir les risques d oubli en position de gardiennage Il est utilisé pour clarifier le fonctionnement de la SAL lors de travaux ou pendant des incidents Les dispositifs particuliers pour PN voisins d établissements Automatique Manuel Il équipe les PN situés à l intérieur de la zone de stationnement ou de manœuvre permettant une utilisation manuelle du PN Normal Réduit Ce dispositif équipe certains PN situés au-delà de la zone de manœuvre habituelle Il ne nécessite aucune intervention manuelle dans la commande directe des annonces La position Réduit active les dispositifs en place d annonce réduite

83 Les systèmes de protection I Ces procédures de postes mettent en œuvre des dispositifs de la signalisation La protection gare (DPG demande protection gare) La ZEP La ZEP se matérialise par un périmètre de poste couvert par des CDV Le SEL Le SEL se matérialise par un périmètre de poste couvert par des CDV et correspondant à une section caténaire isolable Protection en ligne 2 procédures La protection voie (DIV demande protection voie) Les mesures de protection sont prises par les agents de l exploitation L intervalle Il consiste à faire assurer la protection des travaux et la couverture du chantier par les agents de l équipement

84 Les systèmes de protection II Les dispositifs de réalisation des protections dans les postes Postes à leviers Les mesures consistent à cadenasser les leviers d aiguillages et de signaux dans les positions assurant la protection Postes électriques Les mesures consistent à capuchonner les boutons d itinéraires assurant la protection Postes à commandes informatiques et informatiques Les mesures sont assurées par des dialogues informatiques ou actions informatiques en cas d utilisation du MGPT Dans tous les cas le cumul de plusieurs demandes de protection sur un même secteur est matériellement tracée (bagues sur leviers et picots en postes électriques) ou comptabilisé informatiquement Dans tout type de poste les dispositions à prendre sont mentionnées dans un document nommé consigne rose Ce document reprend également les dispositions à prendre sur les installations en cas d incidents

85 Les systèmes de protection III Protection électrique Dans les cas d intervention sur les équipements de traction il est activé la procédure de consignation Cette dernière fait intervenir le CSS ou l agent E selon les zones de travail (VP ou VS) Elle s assortit au besoin des procédures de protection précédentes Préalablement aux travaux il est prescrit la vérification d absence de tension et la mise en place de dispositifs complémentaires de mise au rail (perches) ou à la terre

86 L alimentation de la signalisation I L alimentation des IS présente 3 composantes principales Les sources normales Les sources de remplacement Les sources de secours Les modes de distribution La plupart des sources normales réside dans un branchement au réseau EDF BT ou HT si puissance importante (sous station Signalisation) Une alternative est possible à partir des sous stations traction (mais en 25 KV sous stations éloignées) De ces sources alternatives sont élaborées des sources continues à partir de redresseurs en régulés avec batteries Les dispositifs de secours Ils intègrent: la durée possible, le temps de prise en charge Ils comprennent: des batteries d accumulateurs, des secours alternatif sur convertisseur, des branchements sur caténaire, des groupes électrogènes (ces derniers ne sont plus installés) Les modes de distribution sont constitués d artères de feeder En 380V à partir des points de distribution EDF (portée limitée car tension basse) En mode 3200V lorsque les points EDF sont éloignés, ce niveau de tension permet une desserte éloignée des centres de signalisation Ces modes intègrent ou non selon le besoin des dispositions de redondance

87 L alimentation de la signalisation II Notion d alimentation privilégiée 2 catégories de situations Alimentation privilégiée: Issue de 2 sources alternatives indépendantes. De ce fait, la durée d autonomie des batteries est limité à 6 heures Alimentation non privilégiée: Issue d un seule source. De ce fait la durée d autonomie des batteries est de 12 heures Alimentation locales L alimentation des postes et centres se décline en 2 besoins Les circuits intérieurs Réalisés en coupure unipolaire, ils sont alimentés en courant continu 8V ou 24 V selon une source unique isolée de la terre de ce fait leur isolement est contrôlé en permanence Les circuits extérieurs Il sont réalisés en coupure bipolaire et alimentés également généralement en 8V ou 24V selon une source isolée de le terre Leur isolement est vérifié périodiquement

88 L alimentation traction Principes L alimentation des caténaires est issue du réseau EDF (63000 à ). Le point de raccordement au réseau est une Sous Station qui délivre du 25000V 50 Hz ou du CC 1500V après redressement. Des postes de traction et appareils en ligne permettent de distribuer le courant selon des secteurs - sous- secteurs - sections élémentaires La section élémentaire constitue le plus petit secteur isolable électriquement Les VP sont alimentées par des caténaires primaires, les VS par des secondaires 3 règles de distributions majeures Indépendance des voies principales entre elles Indépendance entre caténaires primaires et secondaires Sectionnements en aval des signaux d arrêt Les appareils Interviennent dans ce découpage : des disjoncteurs, des interrupteurs, des sectionneurs, des commutateurs

89 Les contraintes en lignes électrifiées La présence des lignes de traction nécessite de prendre des précautions matérielles propres à éviter des destructions de matériels et des risques pour le personnel En premier lieu, cette problématique impose des choix matériels compatibles avec l électrification (CDV par exemple) Les phénomènes électriques redoutés sont de 3 sortes: L induction électromagnétique Les phénomènes électrostatiques Les fuites électriques importantes Electrification 1500V La présence du 1500 est susceptible de générer des problèmes de corrosion aux parties métalliques des installations et des câbles. Des postes anti corrosion électrolytique spécifiques sont créés. Pour parer aux risques de les fuites sur des masses métalliques accessibles par les agents (ou le public), il est mise en place des intervalles de décharge Electrification 25000V Afin de limiter les effets de l induction il est utilisé des câbles anti-inductifs et certains circuits sont limités en longueurs (risques humains et risques d influence contraire à la sécurité sur des installations: allumage de signaux) Il est également mis en place des intervalles de décharge Egalement dans ce même registre Courants atmosphériques Il est mis en œuvre un schéma directeur destiné à remettre à niveau les centres de signalisation et particulièrement ceux comportant des matériels informatiques Voisinage des lignes THT EDF Les circuits au voisinage de ces lignes sont traités selon des dispositions similaires aux parcours en 25000V

90 L organisation de l exploitation I La circulation des trains 3 rangs d exploitants Premier rang: A l origine, l aiguilleur. Il manipule les leviers. Mais cette qualification est en passe de disparaître. Actuellement c est un agent circulation. Il manipule les organes du poste et prend les dispositions de protection en cas de travaux ou d incidents. Deuxième rang: Le chef circulation. Il assure le contrôle des agents de rang 1 et assure des missions décisionnelles pour la circulation des trains dans son périmètre. Troisième rang: Au niveau de la région SNCF, le régulateur. Il dispose d une information circulation au niveau d un axe majeur. Le régulateur a une mission décisionnelle régularité. Pour cela, il agrège les informations émanant des agents mouvement, des aiguilleurs, des conducteurs de train et des chefs de gare. Il prend les décisions circulation en cas d incidents et de retards.

91 L organisation de l exploitation II La traction électrique A l origine l exploitation des sous stations est manuelle avec agents permanents sur le terrain L idée d un lieu unique de commande est apparue dans les années 30 Le premier CSS est réalisé en 1937 pour l électrification de Paris Le Mans (CSS de Vaugirard) A l instar de l organisation des caténaires, le système exploitation de la traction électrique présente 2 niveaux: Mise en télécommande des sous stations, sectionneurs et commutateurs des caténaires primaires (voies principales) par le CSS. Le réseau est divisé en zones d exploitation tenues par un opérateur Manipulation sur place des équipements des caténaires secondaires par des agents habilités locaux (Agent E) souvent des agents des postes d aiguillages 2 catégories de manipulations réalisées : Des consignations: sur programmation pour travaux ou maintenance Des coupures d urgence

92 L organisation de l exploitation III Exploitation des LGV Le PAR (Poste d Aiguillage et de Régulation) C est l organisme central assurant pour la ligne les fonctions Aiguillage Régulation des trains Télécommande des sous stations et appareils électriques de sectionnement Cette concentration est facilitée du fait de: La simplicité du système et ses ressources L unicité des matériels L existence d un suivi des trains La couverture téléphonique poussée avec les trains et le sol Il dispose également de la vision et de la possibilité d action sur des dispositifs complémentaires de sécurité tels: La protection des obstacles sur un intervalle La détection de boites chaudes La détection des chutes de véhicules Un tableau général des alarmes Les centres et les points d appareillages sont munis de commutateurs de limitation de vitesse et d arrêt

93 Les installations de sécurité I Extrait du règlement

94 Les installations de sécurité II Les installations de sécurité comprennent: - Les signaux - Les appareils de voie: aiguilles, verrous, taquets et leurs organes de commande: leviers, commutateurs, boutons, moteurs - les équipements d enclenchement mécaniques: tables mécaniques, serrures, transmetteurs, - Les équipements d enclenchement électriques - Les équipements de contrôle - Les installations de block - Les dispositifs de répétition des signaux: détonateurs, crocodiles, balises - Les équipements des passages à niveau - Les circuits de voie, les compteurs d essieux, les pédales - Les détecteurs d obstacle

95 Les installations de sécurité III La partie cachée de la signalisation: les conducteurs et câbles Cette composante sensible comprend les artères et câbles extérieurs et les chemins de câbles et conducteurs intérieurs Les liaisons extérieures comprennent: Les câbles principaux: ils assurent les liaisons entre poste et centres ainsi que les liaisons de blocks ( km de câbles principaux sur le RFN) Les câbles locaux: Ils assurent les liaisons locales entre centres et équipements en voie ou aux abords des voies

96 Etudes Travaux Essais I Un projet de signalisation se mène selon les phases progressives suivantes: Les études préliminaires Elles consistent en 3 lots comprenant: un état des lieux technique et exploitation du site impacté Une étude de faisabilité proposant une solution de base et des options Une étude d estimation A l issue de cette étape, RFF fixe la solution en tant que solution unique à étudier Les études d avant projet Les études d AVP aboutissent à l élaboration du programme de signalisation Ce programme présente un caractère normé. Il fixe les besoins en installations de signalisation notamment les itinéraires et les protections Il sert de départ aux études de projet pour lesquelles il doit être préalablement «étoilé» c est-à- dire validé par les divers intervenants mainteneurs et exploitants Il doit être conforme aux politiques et stratégies de RFF et son financement doit être établi Il permet de définir les grandes phases de travaux associées principalement aux évolutions de plans de voies Les estimations sont valorisées quantitativement sur des objet représentatifs du domaine avec des provisions appropriées

97 Etudes Travaux Essais II Les études de projet Ces études se fondent sur un programme stabilisé et validé Elles aboutissent à un plan technique qui comprend une liasse exploitation et une liasse technique Ce document exprime clairement les enclenchements, contrôles et dispositifs divers à réaliser Il comporte toutes les indications propres aux équipements de signalisation de contrôle de vitesse de PN de protection et de traction électrique Il permet d alimenter les besoins de production documentaire de la phase réalisation Etudes Essais Consignes d exploitation Les montants du projets sont évalués sur des investigations précises de niveau travaux La réalisation Elle débute par la réalisation des études de signalisation Les études de signalisation Elles s alimentent des documents de base comprenant notamment: Les schémas de principes Les principes de signalisation constituent le document source qui permet l élaboration des installations selon les règles de sécurité fonctionnelles et matérielles en vigueur Ils sont transcrits dans des directives d études de signalisation (DES) dont la propriété est détenue par la SNCF

98 Etudes Travaux Essais III Les plans techniques Le plan de voies des postes Les implantations des appareils et centres Des programmes complémentaires (télécoms, programmes informatiques, ) Les études produisent notamment: Le plan de pose des installations Le plan d isolement des voies Le diagramme de déroulage des câbles Le schéma de retour traction Les schémas de câblage des installations de poste et des installations en campagne Les schémas en interface avec l informatique Les travaux de signalisation Ils se réalisent à partir des documents précédents Ils nécessitent des procédures règlementaires rigoureuses d exécution Ils nécessitent des anticipations de réalisation de situations définitives campagne dans les postes existants si ces derniers sont prédisposés à ces anticipations Mais ils comportent plus généralement des mises en Y c est-à-dire, en juxtaposition au câblage actif, les câblages neufs des élément de campagne avec essais puis retour

99 Etudes Travaux Essais IV Les vérifications techniques Les vérifications techniques permettent de s assurer que les installations on été réalisées en conformité aux documents d exécution et sont matériellement aptes à assurer leur fonction de sécurité Les essais Les essais permettent de vérifier que l installation est conforme aux documents de base et que les conditions de sécurité (enclenchements) assureront exactement (par leur seul effet) et sûrement (dans chaque situation de sollicitation) leur rôle de sécurité La mise en service La mise en service marque la remise de l installation par l infrastructure à l exploitant et au mainteneur Cette mise en service peut être suivi de sessions d exploitation à blanc pour des raisons de formations par exemple La mise en exploitation La mise en exploitation marque la décision de l exploitant d utiliser l installation

100 Entretien I Notion de Groupe UIC Les voies sont classées par l UIC selon l importance du tonnage circulé Groupe Tonnage Groupe < T Groupe < T Groupe < T Groupe < T Groupe < T Groupe < T Groupe < T 7000 Groupe < T 3500 Groupe 9 0 < T 1500 Ce classement sert de base à la politique de RFF en matière de renouvellement et d entretien

101 Entretien II Renouvellement La politique de renouvellement de RFF se fonde principalement sur l importance de l axe et sur la durée de vie des composants de la signalisation. Elle intègre les conclusions de l audit du réseau réalisé en 2005 par l école polytechnique de Lausanne à la demande conjointe de RFF et de la SNCF Compte tenu des spécificités du RFN et de la politique appliquée (trop de maintenance et renouvellement insuffisant), 3 scénarios: 1. Poursuite du niveau quantitatif et qualitatif des investissements = dégradation 2. Arrêt de la dégradation et maintien des âges moyens des composants = augmentation de l enveloppe des investissements 3. Démarche volontariste avec amélioration et saut de performances qualitatifs et quantitatifs Avec le soutien de l Etat, RFF s est inscrite dans une démarche intermédiaire dénommée Plan de rénovation du réseau et comprenant des augmentations d investissements notamment en matière de maintenance lourde (OGE) Programmes de renouvellement de RFF Les renouvellements sont menés selon des programmes dédiés: Voies Ouvrages d art IFTE (Installations fixes de traction électrique) Signalisation Télécommunications Les dépenses annuelles relatives à ces programmes sont de l ordre de La signalisation représente environ 10% de cette somme

102 Entretien III Renouvellement de la signalisation Ce programme les principaux volets suivants: Postes d aiguillages L âge moyen de l ensemble des postes du RFN est de l ordre de 30 ans Le plus ancien date de 1887 La durée de vie des postes mécaniques et électriques est de 60 ans. Cependant, la partie enclenchement de certains postes mécaniques unifiés ou suffisamment représentés peut être considérée éternelle moyennant des actions de révision appropriées Par contre, la durée de vie des éléments informatique de commande ou d enclenchement est de 25 ans (10-15 ans pour des consommables de l IHM) Egalement, des séries d appareils particuliers et certains sous ensembles électroniques présentent des durées de vie différentes ou des dysfonctionnements qui nécessitent des traitements en urgence

103 Entretien IV Blocks La durée de vie des blocks est de 60 ans. Les éléments de block les plus anciens en service datent de 1937 (Chartres - Le Mans) Cette installation fait l objet d une politique de renouvellement basée sur l âge des composants et leur état. Un bilan technologique préalable de décider d un renouvellement total ou partiel du block Autres installations Ce programme intègre des renouvellement à caractère partiel tels: Les circuits de voie Les câbles Les sous stations signalisation Egalement des équipements y sont traités sans être partie prenante de la signalisation notamment: Les détecteurs de boites chaudes Les freins de voies de triages Le renouvellement des passages à niveau ne fait pas l objet d un programme spécifique

104 Entretien V Opérations de Grand Entretien (OGE) Du point de vue de la signalisation, ces opérations portent principalement sur le renouvellement de sous ensembles particuliers tels des équipements électroniques des années 70 et informatiques des années 80 dont la fiabilité se trouve, sur la base du suivi des incidents, en baisse avec risque d accélération (courbe en baignoire). Ces équipements ont été répartis sur le réseau au fur et à mesure des besoins des projets de renouvellement ou de développement Leur remplacement dans le cadre des OGE intervient selon des priorités d axes L enveloppe dédiée à ces opérations ne ressortit pas du renouvellement mais de la maintenance courante Elle est de quelques millions d par an pour la signalisation

105 Entretien VI Entretien courant La charge en la matière relative aux installations de la signalisation ressortit de l enveloppe dédiée à la maintenance par le biais de la convention SNCF RFF de gestion de l infrastructure (11 milliards d sur 4 ans ) L entretien courant comprend l ensemble des opérations nécessaires au maintien en fonctionnement des installations en fiabilité sécurité et disponibilité Pour cela la signalisation nécessite: Du préventif Surveillance visuelle Vérifications Entretien Remplacements Contrôles Du correctif Point à temps dérangements Les opérations préventives s établissent selon des périodicités qui tiennent compte des sollicitations des équipements par les trains et la vitesse de ces derniers Le montant annuel dédié à cette charge est de l ordre de 250 à 300 millions d

106 La télésurveillance I Architecture de la télésurveillance EXPLOITATION DES DONNEES MAINTENANCE Poste V (distant) Appel Agent Centre de Supervision CONCENTRATION DES DONNEES Concentrateu rinformatique Hub Paramétrage Réseau (Intranet) Routeur Concentration MAT EXPLOITATION Chaînage de 15 MAT maxi T C O ACQUISITION DES INFORMATIONS PAI PN, Terrain Signaux, Appareil de Voie, Circuits de Voie, Alimentation,. Accès local Acquisitions Terrain Capteurs de mesure