Changements de courbe et localisation
La localisation d’un train au sein du réseau est l’un des aspects clé de l’industrie ferroviaire moderne. Il est indispensable aujourd’hui de savoir, à chaque instant, où se trouve un train. Pour cela, l’une des applications les plus importantes, sinon la plus importante, est le système de signalisation (ETCS ou CBTC, par exemple), qui repose principalement de nos jours sur des balises physiques placées sur les voies. Cependant, en raison de leurs coûts d’installation et de maintenance, de gros efforts sont consacrés à la recherche de solutions alternatives, afin de supprimer, ou du moins réduire, le nombre de ces balises. Le principal défi pour ces solutions de rechange réside dans le niveau de sécurité (ou d’intégrité), et le niveau de précision qu’elles doivent atteindre pour remplacer la solution ERTMS, basée sur les balises physiques.
L’un de ces projets de recherche est le projet CLUG, qui vise à positionner le train en combinant des signaux GNSS (augmentés par EGNOS) avec différents types de capteurs, ainsi qu’une carte numérisée du réseau ferroviaire. Les exigences en matière de sécurité et de précision constituent un objectif ambitieux pour le projet, qui s’appuie sur des solutions très avancées pour surmonter les différents obstacles auxquels il fait face.
Il existe également d’autres applications ferroviaires qui utilisent la position du train, mais qui ne sont pas aussi exigeantes en termes de sécurité ou de précision. Par exemple, dans les trains CAF, le système de gestion de la consommation d’énergie s’appuie sur la localisation. En se basant sur les horaires des gares et la nature du parcours (pentes, courbes, tunnels…), il fournit des lignes directrices pour la conduite afin de minimiser la consommation d’énergie du train.
En partant de cette utilisation, une solution de positionnement novatrice a été développée dans les trains CAF. L’objectif de cette solution est de réduire sensiblement les coûts, non seulement en réduisant les balises, mais aussi en employant des capteurs IMU moins performantes que celles proposées dans la solution CLUG. Par ailleurs, en plus des signaux GNSS et des sources de vitesse (tachymètres, par exemple), le système repose principalement sur la mise en correspondance cartographique au moyen d’un gyroscope. Un gyroscope monté sur un axe vertical permet de mesurer la vitesse angulaire du train, soit vers la gauche soit vers la droite. Ensuite, le système de localisation associe la vitesse gyroscopique du train en fonction de la courbure de la voie. Ainsi, lorsqu’il y a des changements dans la courbure, des corrections de position peuvent être effectuées. En d’autres termes, on pourrait dire que ces corrections peuvent se substituer à certaines balises physiques. Ce système de localisation s’est révélé efficace pour corriger la position, malgré le fait qu’il n’utilise pas un IMU à capacités élevées.
Le défi consiste maintenant à rendre cette solution suffisamment sécurisée. À ce stade, la participation du constructeur CAF au projet CLUG est cruciale, car nous pensons que certaines approches novatrices adoptées dans ce projet de pointe peuvent être très inspirantes et utiles pour rendre notre solution plus sécurisée. D’un autre côté, certaines idées de cette solution de CAF ont aussi été intégrées dans la solution adoptée par CLUG.
Aitor Erdozain et Iban Lopetegi, Docteurs en informatique
