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PAI-PL, l'innovation au service de la sécurité des passages à niveau

PAI-PL, l'innovation au service de la sécurité des passages à niveau

PAI-PL (Protection automatique intégrée des passages à niveau) est le nom d'une technologie auxiliaire innovante dédiée à la détection des obstacles sur les passages à niveau, à l'intérieur de la zone délimitée par les barrières. Basée sur des systèmes laser ou radar, elle est en mesure de prévenir les risques de collision entre les trains et tout véhicule stationnaire ou en mouvement à l'intérieur de la zone surveillée pendant la fermeture de la barrière.

Le système LCP (Level Crossing Protection) breveté par GCF pour des applications de PAI-PL basées sur technologie radar est un système SIL 4 totalement sûr, et certifié conforme à la spécification RFI DTCSTSSSTB SR IS 05 001 C et déjà conforme aux normes RFI DTCSTSSSTB SR IS 092 268 A les plus récentes.

Sa flexibilité d'installation fait de ce système une solution adaptée aux situations "complexes" car la technologie radar garantit son efficacité même dans des conditions météo extrêmes. L'installation n'exige pas d'ouvrages de travaux onéreux.

Fiable et peu coûteux, il ne nécessite pas d'intervention humaine : il peut détecter tout obstacle de plus de 40 cm et, le cas échéant, agir automatiquement sur le système de signalisation en commandant un signal d'ARRÊT. Au plus grand bénéfice de la sécurité.

PAI-PL, la technologie au service de la sécurité

Level Crossing Protection (LCP) est un système PAI-PL à technologie radar conçu pour le contrôle automatique du franchissement des passages à niveau équipés de barrières complètes.
Sa mission est de détecter la présence d'obstacles piégés à l'intérieur du passage à niveau pendant la fermeture des barrières, évitant ainsi les risques de collision entre des véhicules et des trains et garantissant la sécurité des passages à niveau.

LCP assure la surveillance de la zone du passage à niveau à l'aide de capteurs radar installés sur des poteaux eux-mêmes reliés à une électronique de commande à sécurité intégrée connectée au système de signalisation.
Lorsque les barrières de passage à niveau se ferment, les capteurs radar balayent la zone du passage à niveau et, si un obstacle est détecté, l'électronique de commande du système ne délivre pas le signal d'autorisation au système de signalisation, qui empêche alors le passage du train.

Dans sa configuration "standard", le système propriétaire GCF LCP 3.0 se compose de 6 sous-systèmes :

LCP GCF Sous-système

Sous-système de surveillance de zone de passage à niveau. Installé sur des poteaux spéciaux dans l'espace surveillé, il se compose essentiellement de capteurs radar destinés à détecter en toute sécurité l'état libre/occupé de la zone protégée du passage à niveau en détectant les obstacles éventuels.
Sous-système de traitement. Unité électronique à sécurité intégrée chargée de collecter et traiter les informations transmises par un ou plusieurs sous-systèmes de surveillance, et de gérer l'interface avec le système de signalisation.
Sous-système de capture vidéo. Il est constitué d'une ou plusieurs caméras et du logiciel de gestion installé sur un PC industriel à l'intérieur d'une armoire.
Sous-système de collecte de données. Il est constitué d'ordinateurs, de périphériques et de logiciels nécessaires pour collecter et archiver les données provenant du sous-système de traitement et du sous-système de capture vidéo, et les transmettre au système du poste de commande centralisé.
Sous-système de poste de commande centralisé. Il est constitué d'un serveur chargé de mémoriser les informations et de la gestion des terminaux de visualisation aux opérateurs. Il permet la supervision des divers dispositifs PAI-PL installés sur la ligne (300 dispositifs maximum, y compris de fournisseurs différents) connectés via une architecture client-serveur.
Sous-système de diagnostic constitué des outils et instruments qui permettent la configuration, la vérification fonctionnelle et le téléchargement des données du sous-système de traitement.

Le choix de la technologie radar, les dimensions compactes des éléments du système, les caractéristiques d'interopérabilité et l'architecture client-serveur garantissant sa compatibilité avec d'autres technologies PAI-PL sont des avantages compétitifs qualifiants et mesurables en termes de flexibilité, d'économie et de fiabilité.


Configuration du système PAI-PL

Poteau radar

Insensible aux intempéries

Poteau radar

Capteurs Radar à 77GHz
Large champ de vision (FOV)

Signalisation

Signal d'ARRÊT

Armoire LCP

Interface avec signalisation

Train bloqué

Blocage automatique des trains

Cibles de références

Sans alimentation
Pour l’autoétalonnage radar

Cibles de références

Sans alimentation
Pour l’autoétalonnage radar

Zone surveillée

Zone surveillée: jusqu’à 370mq
Obstacles détectés : à partir de 40 cm

Système de capture vidéo

IP caméra
Streaming vers un serveur central
  • Poteau radar

    Insensible aux intempéries
  • Poteau radar

    Capteurs Radar à 77GHz
    Large champ de vision (FOV)
  • Signalisation

    Signal d'ARRÊT
  • Armoire LCP

    Interface avec signalisation
  • Train bloqué

    Blocage automatique des trains
  • Cibles de références

    Sans alimentation
    Pour l’autoétalonnage radar
  • Cibles de références

    Sans alimentation
    Pour l’autoétalonnage radar
  • Zone surveillée

    Zone surveillée: jusqu’à 370mq
    Obstacles détectés : à partir de 40 cm
  • Système de capture vidéo

    IP caméra
    Streaming vers un serveur central

Le sous-système de surveillance

Il se compose essentiellement d'une paire de poteaux radar et de 2 cibles de référence.
Les poteaux radar embarquent, dans la partie arrière, l'électronique d'alimentation et les raccords optiques, et sont dotés, dans la partie avant, de capteurs radar à 77 GHz qui balayent en continu la zone du passage à niveau et transmettent, par liaison à fibre optique, les informations à l'armoire de LCP.

Les poteaux radar, extensibles à 4 unités si nécessaire, sont associés avec 2 à 4 "cibles de référence". Installées à l'extérieur de la zone du passage à niveau, les "cibles de référence", éléments totalement passifs (dépourvus d'alimentation électrique), permettent au système de s'auto-étalonner, afin de diagnostiquer et garantir le fonctionnement des équipements.

Le système prévoit également l'installation d'un "kit caméra" auxiliaire dans la zone protégée, sur un poteau VTR d'une hauteur maximale de 5 mètres, qui se compose essentiellement d'une caméra IP et d'un boîtier d'alimentation et permet la transmission continue d'images de la zone du passage à niveau au serveur central. Depuis le bureau chargé de la gestion des mouvements de trains, il est ainsi possible de visualiser en temps réel à tout instant la zone du passage à niveau et de vérifier, le cas échéant, les raisons pour lesquelles le système a commandé de manière autonome un arrêt automatique de la circulation ferroviaire.

Les poteaux radar, sur structure métallique d'une hauteur de 1 m, sont fixés approximativement au même niveau que la voie ferrée, sur des dalles en béton armé permettant d'empêcher le développement de végétaux devant les capteurs. La zone de surveillance est identifiée et délimitée avec précision par des bordures jaunes posées en limite de chaussée.

Le sous-système de traitement

Second élément du système de LCP, ce sous-système assure le traitement des informations transmises via fibre optique par un ou plusieurs sous-systèmes de surveillance, et gère l'interface avec le système de signalisation. Il est installé dans une armoire de LCP, généralement en limite de zone de passage à niveau, où sont également hébergés les câbles d'alimentation électrique et à fibre optique multimode. Il est raccordé au poste central par un câble de signalisation 8x1, un câble d'alimentation électrique et un câble à fibre optique monomode (les raccordements de la ligne).

Raccordé par fibre optique aux poteaux radar, à la caméra IP et au poste de commande centralisé, il constitue le "cœur" proprement dit du système. Il reçoit le signal de fermeture du passage à niveau (contacts KPL) ; il balaye la zone du passage à niveau depuis les poteaux radar ; il établit si délivrer ou non le signal d'autorisation (CsPAI) ; il gère le relais d'alarme (AllPAI) ; il effectue, à travers le sous-système de collecte des données (SSRD) le sauvetage local des fichiers journaux et des vidéos.

Poste de commande centralisé

Il s'agit du poste central chargé de la supervision de divers dispositifs PAI-PL (300 maximum, y compris de fournisseurs différents) en affichant les informations au personnel chargé de la gestion des mouvements de trains et de la maintenance à travers une architecture client-serveur. En pratique, à l'intérieur du bureau chargé des mouvements de trains (position unifiée), un serveur maître reçoit les données provenant de tous les PAI-PL installés sur le tronçon et les affiche sur un seul et même moniteur afin d'éviter la prolifération d'écrans.

Compatibilité totale. Le poste de commande centralisé GCF est conforme à la norme d'interopérabilité IT268 qui permet de partager les informations avec les postes de commande centralisés d'autres fournisseurs en installant un seul poste dans les bureaux de gestion des mouvements de trains pour tous les passages à niveau du tronçon.

Pai Pl GCF Réseau de données


Les avantages de la technologie radar

L'utilisation de la technologie radar, dérivée de l'industrie automobile (qui utilise les mêmes détecteurs que ceux installés sur les voitures sans conducteur) garantit une immunité totale contre les problèmes de réfraction optique qui, en cas de météo adverse, peuvent perturber la fiabilité des technologies laser. La haute fréquence d'échantillonnage qui les caractérise garantit la fiabilité et l'efficacité des capteurs radar à n'importe quelle période de l'année et quel que soit le contexte climatique. Le système LCP a été testé dans des conditions météo extrêmes : il continue de fonctionner sous une pluie de 100 mm/h (100 l/h) par m², en cas de chute de neige (testé avec une couche de 30 cm) et en présence de brouillard, y compris en cas de visibilité horizontale nulle.

  • Un champ de vision étendu
  • Flexibilité d'installation
  • Résistance dans le temps
  • Faible consommation
  • Un champ de vision étendu

    Un champ de vision étendu

    Le champ de vision étendu des capteurs radar permet de surveiller des espaces s'étendant sur 370 m², c'est-à-dire trois fois supérieurs à la surface de 105 m² prévue par les spécifications RFI.

    Capteurs radar à haute fréquence d'échantillonnage (77 GHz)

  • Flexibilité d'installation

    Flexibilité d'installation

    Les dimensions réduites des poteaux et des éléments installés sur la zone protégée permettent d'installer le sous-système de surveillance dans diverses positions et de l'adapter facilement à n'importe quel contexte, y compris les plus critiques.

    Son installation ne nécessite aucun ouvrage civil onéreux : une simple dalle de béton armé suffit pour isoler les éléments de la croissance de la végétation.

  • Résistance dans le temps

    Résistance dans le temps

    La technologie radar ne nécessite aucun assistance de la part d'organes d'actionnement. À la différence des appareils laser qui doivent être installés sur des supports mobiles, les capteurs radar ne nécessitent pas l'utilisation de supports mécaniques délicats et critiques, raison pour laquelle les poteaux et le système de surveillance sont plus résistants dans le temps.

  • Faible consommation

    Faible consommation

    L'ensemble du système, alimenté par le secteur, prévoit une puissance absorbée de 110 à 150 VA, en fonction du type de configuration adopté.

Outils d'assistance

La maintenance, la configuration et la reconception du système en cas de modification du passage à niveau sont réalisables en totale autonomie grâce à la série d'outils d'assistance, intuitifs et facile à utiliser, fournis en licence perpétuelle par GCF.

Pour la précision, les outils fournis sont les suivants :
DeST (Design System Tool), une application qui permet à l'exploitant de concevoir l'installation du système PAI-PL et de définir la planimétrie avec tous les éléments présents.
DCT (Diagnostic and Configuration Tool), une application utilisée par le personnel de maintenance pour la surveillance du système de LCP et ses sous-systèmes.
RadarConfigurator, une application qui permet à l'exploitant d'attribuer de nouveaux identifiants aux radars
VCT (Verification Configuration Tool) et VAL (Validation Tool), des applications qui permettent de vérifier et valider les fichiers de configuration du système.

Pai Pl GCF Tool

PAI-PL : l'engagement pour la sécurisation des passages à niveau

Les passages à niveau du réseau ferré italienLes passages à niveau du réseau ferré italien

Les passages à niveau du réseau ferré italien

Les 16 800 kilomètres de lignes opérationnelles du réseau ferroviaire italien (24 200 kilomètres au total) sont le lieu d'implantation de près de 4200 passages à niveau (données 2022), points d'intersection "à ras du sol" entre route et rails.

A partir des années quatre-vingt-dix, estimant que le système des passages à niveau était obsolète et source de dangers, notamment en raison de la distraction des conducteurs de véhicules automobiles, RFI a décidé d'éviter leur implantation sur les lignes de nouvelle construction et de remplacer les passages à niveau existants par des systèmes de franchissement plus fonctionnels, tels que les passages souterrains et les ponts.

Constante dans le temps, cette initiative a permis de réduire progressivement le nombre de passages à niveau présents de 7700 en 2000 à 5700 en 2010 et à 4200 jusqu'à ce jour, pour 90 % des passages à niveau situés le long de "lignes secondaires", c'est-à-dire de lignes de moins de 40 passages de train par jour.

Dans l'ensemble, près de 8 mille interférences entre route et voie ferrée ont été éliminées depuis le début des années 90, pour un investissement de 1,7 milliards d'euros de la part de RFI. Au cours des 10 dernières années, 145 passages à niveau ont été supprimés en moyenne chaque jour.

La récente mise au point de la technologie PAI-PL (Protection automatique intégrée des passages à niveau) offre désormais une solution alternative qui, par rapport à la réalisation d'ouvrages civils comme les ponts et les passages souterrains, présente des avantages certains en termes de délais de conception, d'approbation et de réalisation, de flexibilité quant au contexte environnemental, et de coûts indiscutablement plus faibles.


La distraction tueLa distraction tue

La distraction tue

Non-respect des règles, précipitation, distraction et autres comportements habituels répréhensibles sont les principales causes des accidents de passage à niveau.

Dans 98 % des cas, ils sont dus à une infraction au Code de la route (article 147). Automobilistes, motocyclistes, cyclistes et piétons, souvent indisciplinés ou distraits par leur téléphone ou des appareils électroniques, sous-estiment les risques liés au franchissement d'un passage à niveau et mettent en danger leur propre vie, celle des autres usagers de la route et de tous ceux qui voyagent en train.
"La distraction tue !" est le slogan choisi par l'ILCAD (Journée internationale de sensibilisation aux passages à niveau) en 2021, Année européenne du rail, pour une campagne de sensibilisation soutenue par 52 pays du monde.

L'installation de nouvelles technologies en mesure d'atténuer les effets souvent meurtriers de comportements répréhensibles n'exonère pas les personnes d'adopter des comportements sûrs à proximité des intersections avec les lignes ferroviaires :
•    respecter la signalisation et les feux de circulation qui protègent les passages à niveau
•    traverser uniquement quand les barrières sont complètement relevées
•    s'arrêter quand les barrières sont en cours de fermeture et attendre leur ouverture
•    ne pas soulever, enjamber ou passer en dessous des barrières quand elles sont fermées
•    respecter les règles du Code de la route  (article 147) qui prévoit, notamment, l'obligation d'évacuer le passage y compris en enfonçant une barrière si nécessaire.

LCP GCF 20191206 140507
LCP GCF 20191206 140446
LCP GCF 20191206 101127
LCP GCF 20191206 140623
LCP GCF 20191206 140528
LCP GCF 20191217 101305
LCP GCF 20220218 130832
LCP GCF 20220218 130842
LCP GCF Granaiolo PL2

 

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Pai-Pl, le système radar GCF : Vues Photographiques