La signalisation ferroviaire

ATCS

L'Advanced Train Control System n'est pas un système de régulation des trains, mais plutôt un protocle de communication des différents appareils d'un chemin de fer, entre eux.

Qui communique quoi?

Plusieurs types de données voyagent à l'intérieur du protocole ATCS. Ces données peuvent être:

• Les indications des signaux (code line);
• Les informations transmises par des détecteurs sur le bord de la voie;
• La position des locomotive;
• etc...

Qui communique ces informations?

• Les bungalows des signaux;
• Les locomotives;
• Des véhicules rail-route;
• Le système centrale;
• etc....

BCP et MCP

Le système ATCS se divise en deux parties: les Base Communication Package, et les Mobile Communication Package

Les BCP, comme leur nom l'indique, sont des stations fixent. Pour parler avec les MCP, on se sert de fréquences radio, généralement dans la bande de 900 Mhz. Les BCP sont, en quelques sortent, les autorités en force du système. C'est de là qu'arrivent toutes les instructions importantes au fonctionnement du système. Ces antennes sont généralement placées dans les points névralgiques du réseau ferroviaire. Mais elles peuvent être ailleurs, selon la géographie du terrain. Par exemple, au Québec, les BCP du CN sont à St-Lambert, St-Hyacinthe, Drummondville, Charny, Québec, Montmagny...

Pour les MCP, c'est un plus compliqué. En effet, les MCP, malgré leur nom, ne sont pas souvent mobile. Les MCP sont, en quelques sortent, les clients des BCP. Un MCP peut être: un bungalow de signaux, un détecteur, une locomotive (cependant, au Canada, l'utilisation de MCP dans les locomotive n'est pas encore très répendue), un passage à niveau, un site AEI, etc. Les MCP transmettent eux aussi sur la fréquence radio. Généralement, ils transmettent une confirmation du signal reçu, qui leur est adressé. Exemple de communication: Le BCP envoie une indication de signaux à un MCP. Le MCP reçoi l'ordre, et la ré-émet, afin de confirmer qu'elle s'est bien rendue.

Utilité pour les railfans

Pour les amateurs de train,. le système ATCS, est magique! Il permet d'avoir, dans sa voiture, une réplique de l'écran du CCF. Comment ça fonctionne? C'est simple. Une radioamateur capte le signal ATCS. La radio extrait les données numériques du signal. Ces données, qui deviennent des sons, sont acheminés à un ordinateur portable par son entrée microphone. Un logiciel écoute ce signal, décode les données et les interprète. Puis, un second module du même logiciel associe les codes avec un plan de la subdivision et fait allumer (ou éteindre) les signaux, les indications de circuit de voie, etc... sur l'écran de l'utilisateur, selon le code reçu. Pour en arriver à associer les bons codes avec les bons éléments du graphique, il faut beaucoup de déduction. Mais c'est un hobby captivant, et sécuritaire (puique le logiciel ne contient aucun code pour transmettre, et que, de toute façon, le lien entre la radio et l'ordinateur de fait par la prise microphone, aucune données ne peut être acheminé vers la radio).

ATCS Monitor

Le logiciel installé sur le portable s'appelle ATCS Monitor. Cliquez ici pour une capture d'écran.

Dans le tableau suivant, on va analyser chaque fenêtre du logiciel.

Type Cette colone montre les types de message qui sont capté par la radio. Des types de message véhicule des indications de signaux, alors que d'autres ne sont que des informations sur l'état de fonctionnement du système. Il existe plusieurs types disponibles, et le chemin de fer peut configurer le système afin qu'il réponde le mieux à ses besoins.
MCP Ici figure l'adresse du MCP dans le système. Cette adresse est représentée par une série de chiffres, mais lorsque l'adresse d'un MCP est connue, on peut la remplacer pour son nom réel, ce qui est plus facile pour le repérage (comme c'est le cas sur cette capture d'écran).
Datagram User Data Le datagram, c'est l'affichage des données qui passe dans une alimentation ATCS. Les groupes de deux chiffres représentent des données qui n'ont pas été décodées, alors que les indications 1NWK, 1LAK, etc, sont des données décodées, et remplacées par leur signification. 1: Numéro donné par l'utilisateur NW: North switch K: Tous les mnémoniques finissent pas un K.
Received Date et heure à laquelle le paquet est entré.
SSeq Numéro du paquet dans la séquence. cette information n'est utile qu'au système, quoique certains observateurs pourraient s'en servir pour analyser dans quelle séquence les paquets sont envoyés.
RSeq Identification de la séquence complète reçu. Ne sert pas lorsqu'on écoute les paquets transmits par les signaux.

Voici maintenant le détail de la fenêtre Active MCP Window. Cette fenêtre qui vous indique quel MCP vous recevez, ainsi que l'état de vos communications.

Adress Adresse du MCP. Pour connaître en détail la signification de ce code, cliquez ici. L'adresse de chaque MCP est unique au monde.
Name Nom du MCP. Ce nom est généré par l'utilisateur du logiciel. Lorsque une adresse MCP entre, le logiciel vérifie sa base de donnée pour voir si un nom correspondant a été entré.
Indications Nombre d'indications reçu de ce MCP depuis le début de la session.
ISeqErr Erreurs dans la séquence d'identification. Si le pourcentage est de 50%, par exemple, cela veut dire que pour la moitié des adresses reçues, on n'avait pas l'indication avant, ou celle après. C'est, en quelque sorte, une mesure de la qualité du signal radio. Plus on est près de 0%, meilleur est le signal.
Contrôls Les contrôles sont transmits par les BCP. Cette colonne ne sert à rien lorsqu'on écoute les MCP.
CSeqErr Même chose que pour les ISeqErr, mais cette fois, c'est les erreurs dans la séquence des contrôles que l'on mesure.
Other Informations reçues dont les mnémoniques ne sont ni des indication, ni des contrôles.
Last Packet Date et heure du dernier paquet valide reçu. Les paquets en rouge indiquent que le paquet contient un mnémonique décodé dans la base de données de l'utilisateur.

Finalement, vous retrouverez aussi la fenêtre vous donnant en détail la signification du dernier message transmit

Packet Display La fenêtre packet display ne fait qu'afficher une description sommaire du type de message que le paquet transporte. De plus, on peut y voir le code ascii pur, avant que le logiel l'ai interprété.

Ok, c'est bien beau tout ça. Mais qu'est-ce que ça nous indique? Concernant les signaux et les circuits de voie, pas grand chose. Mais concernant les détecteurs, on peut voir s'ils transmettent un message en voyant leur code ascii changer. Pour voir les indications des signaux et les circuits de voie, on doit associer les mnémoniques avec la représentation graphique du signal (ou du circuit de voie, ou de l'aiguillage) sur un graphique.

Exemple 1: Cliquez ici pour voir une capture d'écran que nous allons analyser.

Dans cette exemple, on écoute le MCP de Bruno Jonction. Le nom du MCP devient rouge chaque fois qu'un code valide est reçu pour ce MCP. Dans l'alimentation reçue, le mnémonique du circuit de voie de la voie nord avant l'enclenchement a été reçu, ce qui fait allumer cette portion de la voie en rouge. On reçoit aussi le mnémonique qui libère le signal vers l'ouest de la voie nord. Un autre mnémonique reçu donne la position des aiguillages. Un dernier indique les verrous (petits carrés violet autour des aiguillages).

Lorsque le train passera le signal, le mnémonique indiquant que le signal est libéré cessera d'être transmit. Le logiciel ne recevant plus le mnémonique, il retournera le signal au rouge. Idem pour les circuits de voie et les verrous d'aiguillage, qui disparaîtront. Notez que les mnémoniques concernant la position des aiguillage sont toujours transmis. Un aiguillage doit nécessairement être dans une position ou une autre. La libération des signaux, les circuits de voie et les verrous sont dans un mode ON/OFF.

Exemple 2: Cliquez ici pour voir une capture d'écran que nous allons analyser.

Dans cet exemple, aucun train ne s'est encore présenté. On voit qu'il y a deux noms en rouge, comme quoi nous captons le signal retransmit par deux MCP. Le piège de l'ATCS, c'est lorsqu'on a fait une erreur en associant les mnémoniques avec les éléments du dessin. Dans cet exemple, les deux lignes vertes (indiquant un canton libéré) ne sont pas sur la même voie. C'est ça le défi du décodage ATCS: Trouvez les erreurs!

Un MCP comme celui de St-Lambert est très, très compliqué à décoder. Premièrement, à cause du pont Victoria, il est impossible de voir tous les signaux de l'enclenchement (ceux sur le pont sont inaccessibles). De plus, voici une liste de tous les éléments pouvant être représentés dans une seule transmission ATCS:

• Circuits de voie 28 au total)
• Signaux (14 au total)
• Aiguillages (8 au total)
• Coeur de croisement mobile (1 au total)
• Verrous de signaux et d'aiguillage (1 pour chaque signal/aiguillage)
• Verrous des deux ponts levis (contrôlés par le CN ET la Voie maritime)
• Code de contrôle variés.

Au total, plus de 115 mnémoniques passent par là, pour un seul MCP. Alors, qui fait quoi? C'est très difficile à dire. Ça demande beaucoup d'observation, de déduction, et de patience. Les amateurs de casse-têtes y trouveront un réel plaisir!

Pour une présentation complète de l'ATCS, vous pouvez télécharger ce document PowerPoint.