Supervision ferroviaire

Présentation de la plateforme

Pour contribuer à son développement, le laboratoire HEUDIASYC accueille deux plateformes dédiées aux applications ferroviaires dans le cadre d'études et de projets de recherches sur la sûreté de fonctionnement et l'analyse du facteur humain :

  • un simulateur d'un poste de supervision de trafic ferroviaire,
  • un simulateur de conduite sous signalisation normalisée européenne ERTMS/ETCS.

Les projets de recherche sont effectués par les membres de l'équipe autour de l'analyse des facteurs humains (comportement des superviseurs ou contrôleurs, et des conducteurs). Les plateformes servent de supports aux doctorants dans le cadre de thèses portant également sur le facteur humain et la relation Homme/machine.

La formation sur simulateurs est dédiée aux professionnels en formation continue dans le cadre d'un mastère ferroviaire spécialisé. De plus, vu l'importance de nos plateformes, les simulateurs servent de démonstrateurs pour les nombreuses visites des industriels et institutionnels.

La plateforme est donc utilisée pour la recherche, ainsi que pour l'enseignement, en permettant la validation sur simulateurs de scénarios identifiés de manière théorique par les approches intégrées d'analyse en sûreté de fonctionnement de systèmes sociotechniques.

Nos partenaires

  • le CNRS
  • l'Université de Technologie de Compiègne
  • la Région Hauts-de-France
  • l'Union Européenne
  • IFSTTAR (Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux) : L'IFSTTAR possède le même simulateur ERTMS/ETCS que notre plateforme. Les deux simulateurs sont connectables et peuvent jouer des simulations en coopérations pour des tests de supervision comprenant plusieurs PCC et des RBC réparties.
  • LAMIH (Laboratoire d'Automatique, de Mécanique et d'Informatique Industrielles et Humaines - Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis) : Partenariat de projets de recherche (Thèses)
  • Ansaldo STS : Leader internationnal de la signalisation ferroviaire et de systèmes intégrés pour le transport de passager et le fret ferroviaire. Ansaldo STS est le fabricant de notre simulateur de supervision ferroviaire et est un partenaire actif dans les cours du mastère en transport urbain et ferroviaire.
  • ERSA : Société d'ingénierie de logiciel spécialisée dans la production de solutions ERTMS/ETCS, pour le secteur de la simulation, la formation, la recherche et la démonstration pour les applications embarquées ou côté voie. ERSA est le fabricant de notre simulateur ERTMS/ETCS
ERTMS/ETCS Operational Simulator

Le simulateur de conduite ERTMS (European Rail Traffic Management System) est développé par la société ERSA. Il est constitué d'une station de contrôle des scénarios, de quatre postes de conduites, dont deux disposent d'une visualisation en 3D sur deux stations distinctes. La possibilité d'avoir jusqu'à quatre conducteurs simultanément dans un même scénario fait de ce simulateur est un des plus importants d'Europe au niveau académique. La plupart des laboratoires de recherche et des universités ne disposent généralement que d'un ou deux postes de conduites.

DMI ETCS (Driver-Machine Interface)

Le système ERTMS/ETCS est conçu en respect de la baseline 2 de la Commission européenne ERTMS/ETCS. Le simulateur permet de reproduire les affichages de signalisation en cabine issus de l'ETCS (European Train Control System) sur un DMI (Display Machine Interface) tel que cela se produit dans un train réel équipé ERTMS.

ETCS Curves

Le système ETCS du simulateur comporte un module d'affichage des courbes du profil de vitesses de la ligne qui permet de voir graphiquement les changements de vitesse calculés pour une autorisation de mouvement donnée. Il est également possible d'afficher les logs des transmissions RBC. (Ces affichages n'existent pas sur les ETCS réels.)

ERTMS supervision display

Le poste du préparateur permet :

  • de créer les plans de voies sur lesquels les trains vont circuler,
  • de définir les événements successifs qui vont composer les scénarios,
  • de superviser la circulation des trains lors du déroulement de scénarios.

Les plans de voies des scénarios sont configurables à volonté, tant dans leurs caractéristiques (longueur, type de voie, nombre de voies parallèles, profiles de courbes, profiles de vitesses, électrification, types de signaux lumineux, panneaux latéraux, etc.) que dans leur environnement (nombre de gares, environnement d'évolution (campagne, ville, foret, etc.)). Il en va de même avec les trains qu'il est possible de simuler. Le système permet de configurer les caractéristiques de chaque train (poids, accélération, freinage, inertie, longueur, électrification supportée, etc.). Les scénarios peuvent être joués de façon entièrement manuelle (supervision, réservation des cantons, autorisations de mouvement, conduite des trains), ou totalement (ou partiellement) automatique. Dans le cas de scénarios en conduite automatique, il est à prévoir d'établir des tables horaires pour que la circulation des trains soit effective.

3D rendering

Afin d'obtenir un rendu de simulation le plus fidèle possible à la réalité, la plateforme est équipée de deux postes dédiés aux rendus de scènes en 3D. Lors de l'exécution des scénarios, ces deux postes affichent une vue depuis la cabine d'un des trains en circulation. Une vue libre, dirigeable au clavier est également possible.

RCCS Simulator (Route Control Center System)

Le simulateur de supervision de trafic ferroviaire, ou RCCS (Route Control Centre System), est développé par la société Ansaldo STS. Ce système est une reproduction fidèle du centre de supervision d'Ashford, où se trouve la salle de régulation de la ligne 'High Speed One' en Angleterre (LGV reliant Londres-Saint-Pancras à Eurotunnel).

Le simulateur est composé de cinq stations de travail :

  • un contrôleur de simulation
  • deux signaleurs (ou aiguilleurs)
  • un superviseur
  • un mainteneur

Chaque station est connectée à une machine virtuelle simulant le serveur réel d'exploitation tel qu'il se trouve à Ashford.

Signaler interface, Saint Pancras station

Les deux postes de signaleurs permettent une visualisation rapide et précise de tous les évènements de la ligne. Les signaleurs ont le contrôle des itinéraires réservés par les trains ainsi que la position exacte de ces derniers, l'ensemble des équipements sols de la ligne, les signaux et les aiguilles ainsi que leur état ou position, l'occupation des quais, etc. La réservation des itinéraires est automatiquement gérée par le système ARS (Automatic Route Setting) en fonction des la programmation des trains (horaire, type, arrêts, etc.), mais les opérateurs peuvent intervenir à tout moment en mode manuel.

Saint-Pancras Station, detailled view
Signaler interface, Startford International station
Supervisor interface (Timetable)

L'interface du superviseur (ou table horaire) permet de visualiser l'ensemble du trafic ferroviaire dans l'espace et le temps. Le graphique représenté est généré en fonction de la programmation de la journée d'exploitation. La difficulté de cette ligne réside dans le fait que les TGV Eurostar (courbes roses) évoluent sur les mêmes voies que les trains de banlieue (courbes bleues), beaucoup plus lents. Cette interface permet également de visualiser ou de modifier très rapidement l'itinéraire d'un train. La modification sera ensuite prise en compte par l'ARS.

Maintener screen

L'interface du mainteneur permet de visualiser l'ensemble des alertes matériel et système, comme les pannes d'aiguille, de signaux, la perte de liaison avec un train, etc.

Viewer screen with ERTMS simulation (4 trains)
Viewer screen with RCCS simulation

L'ensemble des interfaces des deux simulateurs est affichable sur un dispositif de visualisation de haute qualité, de marque Barco, tel qu'on peut les trouver dans les grands centres de supervision. Deux serveurs d'affichage fédèrent le rendu des différentes sources d'affichage sur le mur d'images (dimensions, positions).

Ainsi, nous pouvons regrouper les affichages des rendus 3D et des DMI des différents trains en circulation lors des scénarios de conduite sur le simulateur ERTMS/ETCS.

Il en va de même avec le simulateur de supervision ferroviaire RCCS. Nous reproduisons les conditions d'exploitation des grands centres de supervision des réseaux ferroviaires.

Contact

Responsable scientifique
Walter Schön
Tél : 03 44 23 44 83 | Contacter par mail

Responsable technique
Yohan Bouvet
Tél : 03 44 23 79 93 | Contacter par mail

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