Même si la sécurité est une priorité pour l'entreprise SNCF, dans les années 70 - 80, quelques erreurs dans le domaine de la sécurité ont motivé la mise en place des systèmes de sécurité agissant en boucle de rattrapage afin de pallier les conséquences d'une erreur humaine. Le KVB est un dérivé du système adopté par les réseaux suédois et norvégien depuis 1981.
L'objectif de ce système de sécurité est :
- D’arrêter la circulation avant le franchissement d'un signal fermé ou avant le point à protéger.
- De contrôler le respect des vitesses permanentes ou temporaires.
- D'être transparent lorsque les prescriptions réglementaires sont respectées par le conducteur.
Le choix de la transparence du système permet aux conducteurs d'être toujours responsables de leurs actions et de maintenir un niveau élevé d'attention lors de la conduite des trains.
La mise en service du KVB a débuté en 1991. L'installation a été étalée sur plusieurs années afin d'optimiser l'investissement.
A] Les équipements :
Le KVB est un système de contrôle comportant des équipements embarqués et des équipements au sol. Un système embarqué sur les engins moteurs ou assimilés prend en compte les informations caractérisant, le mobile (équipements embarqués), la voie et la position des signaux (équipements sol).
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| KVB, système embarqué |
A1] L'équipement sol
Ces points d'informations sont constitués de balises, par groupes de 2 à 5, disposées entre les files de rails dans l’axe de la voie. Les informations sont contenues dans les balises et transmises aux trains par une transmission haute fréquence de façon ponctuelle. Les balises peuvent être de type "analogique" ou "numérique". Les balises n'ont aucune source d'énergie, elles sont dites passives. Elles sont activées par l’énergie électromagnétique émise par l’antenne de l’engin moteur qui à cet instant, émet des messages codés, qui seront captés par l’antenne de l'engin moteur.
A2] L'équipement embarqué
Les équipements KVB installés à bord comprennent :
- Un calculateur appelé Unité Centrale (UC).
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| Calculateur (UC) et UENR |
- Un panneau de visualisation par cabine de conduite. Le panneau de visualisation est constitué :
- D'un visualisateur principal et auxiliaire.
- De quatre boutons-poussoirs.
- De quatre voyants lumineux.
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| KVB, panneau de visualisation |
- Un panneau de données par cabine de conduite (sauf sur les automoteurs). Le panneau de données est constitué de :
- Six roues codeuses pour régler la vitesse (V), longueur (L), décélération (D).
- D'un haut-parleur qui émet deux sons.
- D'un commutateur de classe à trois positions VO-ME-MA.
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| KVB, panneau de données |
- D'une antenne située sous l’engin :
L'antenne est située le plus près possible des tampons sur les automoteurs et les rames réversibles et si possible au plus près du milieu d’une locomotive. L’antenne émet en permanence lorsque la boite à leviers est déverrouillée. À 300 km/h, l’antenne est capable de lire 8 fois l’information restituée par une balise.
- Un système de prise d’information tachymétrique.
En option :
- Une carte UENR (Unité d’ENRegistrement) permettant l’enregistrement et la lecture des informations KVB "Sol" et "Bord "
- Une carte CSSP (Carte à Sorties Séries et Parallèles) chargée de commander certaines fonctions annexes sur l’engin en fonction d’informations en provenance du sol.
A3] Fonctionnement
Les informations "sol" sont transmises à l'aide de balises placées dans la voie et captées par une antenne placée sous l’engin moteur. Dès le déverrouillage de la boîte à leviers, l’antenne placée sous l’engin émet en permanence un signal de fréquence 27 MHz.
Lorsqu’une antenne passe au-dessus d’une balise, le signal 27 MHz constitue une source d’énergie qui utilise la puissance de l’émission pour alimenter ses circuits et retourner vers le système embarqué un signal de fréquence 4,5 MHz pendant l’interruption du 27 MHz. Le signal, ainsi émis par la balise, comporte les informations codées de la voie qui sont ensuite acheminées vers l’Unité Centrale pour y être traitées en fonction des paramètres KVB du panneau de données. Les automoteurs ne possédant pas de panneau de données, la vitesse et la décélération sont programmées par la maintenance et la longueur est réalisée automatiquement par la position d'un relais.
Dans certains cas les informations sont envoyées vers le panneau de visualisation qui est l'interface de dialogue entre le conducteur et le système de contrôle.
Les informations au panneau de visualisation doivent être en cohérence avec la vitesse du train et avec la signalisation observée par le conducteur. Parfois des anomalies peuvent survenir qui impliquent des procédures techniques et réglementaires de la part du conducteur.
B] Le contrôle (principe général) :
B1] Le contrôle de la vitesse limite
Le KVB contrôle la plus basse des vitesses limite en fonction de :
- La vitesse et du commutateur trois positions du panneau de données.
- Des informations transmises par les balises au sol dans les zones équipées.
Le conducteur est averti par un voyant vitesse trop élevé et d'un son court en cas de dépassement de plus de 5 Km/h. Le conducteur est averti par un voyant FU en cas de dépassement de plus de 10 Km/h et le système KVB provoque un freinage d'urgence qui est maintenu jusqu'à l'arrêt du train.
B2] Le contrôle de ralentissement
Le contrôle de ralentissement a lieu quand une vitesse plus basse doit être respectée par le conducteur. Au franchissement d'un point d'information (balise), il est transmis une vitesse but à ne pas dépasser à une distance but. Les deux informations transmises définissent le point but.
Le système contrôle en permanence si le train est capable de respecter le point but et si ce n'est pas le cas, un déclenchement du freinage d'urgence a lieu pour permettre l'arrêt avant le point à protéger.
Le logiciel KVB détermine 3 courbes :
- La courbe FU établi e
La courbe est calculée en fonction du paramétrage du panneau des données, des caractéristiques de la ligne (exemple, la déclivité).
- La courbe de contrôle
La courbe de contrôle prend en compte le retard au freinage. Cette courbe est placée en avant de la courbe de FU qui établit l’endroit où le freinage d’urgence doit être déclenché.
Pourquoi un retard de freinage ?
Le déclenchement du freinage d’urgence ne conduit pas instantanément à l’effort maximum de freinage sur un train puisque la modification de pression doit se répercuter dans la totalité des conduites pneumatiques. Les temps de freinage pour obtenir un freinage maximal sur une rame de 700 mètres de long :
- Freinée au régime marchandise a été estimé à 15,5 secondes.
- Freiner au régime voyageur sans FEP (Frein Electro-Pneumatique) a été estimé à 11,8 secondes.
- Freiner au régime voyageur avec FEP (Frein Electro-Pneumatique) a été estimé à 2 secondes.
- La courbe d'alerte
Cette courbe d'alerte permet au conducteur d'être averti avant le déclenchement du freinage d’urgence. L’alerte intervient 5 secondes avant le franchissement de la courbe de contrôle.
Dans certains cas, la courbe d'alerte n'est pas calculée.
C] Conclusion :
Le conducteur ne doit pas s'appuyer totalement sur le système KVB puisque la sécurité repose sur le respect de la signalisation et des procédures. Mais comme la transparence de ce système n'est pas totale dans certaines situations, le conducteur doit adapter son comportement vis-à-vis des indications fournies par le visualisateur principal et auxiliaire.
L'ensemble des acteurs de la sécurité et des systèmes de sécurité mis en place par l'entreprise SNCF permet d'avoir un très bon niveau de sécurité sur l'ensemble du réseau français.
Il existe des variantes du système KVB comme le KV0 ou le KVBP.
