La signalisation ferroviaire

Routes et aspects

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Utilité du plan
La logique derrière les aspects que montrent les signaux peut rapidement devenir très mêlante. Pour s'y retrouver, les designers ont recours à un outil, le plan des routes et aspects.

Ce plan existe pour chaque emplacement où il a y des signaux. On y retrouve le dessin de la voie ferrée sous la forme d'un diagramme, l'emplacement relatif des circuits de voie, des signaux et des aiguillages. Ce plan n'est pas à l'échelle. Il est une représentation graphique de la logique que doit reproduire la circuitrie du système sur le terrain.

Le plan ci-dessous est un exemple de plan Routes et Aspects. Ce plan est simplifié, car un véritable plan contiendrait aussi des indications techniques pour les circuits de voie.

Il faut noter que la logique représentée sur ce type de plan est une photo de la réalité. Cette photo ne tient pas compte de fait que les trains bougent. Autrement dit, nous verrons plus tard dans ce texte que par exemple, lorsque le signal 1602 donne vitesse normale à arrêt différé (jaune clignotant sur rouge), le signal 1572 montrera vitesse normale à arrêt. Or, si avant que le train ne rejoigne le signal 1572 les conditions d'occupation de la voie changent (parce que train en avant aura avancé lui aussi, par exemple), le signal 1572 donnera un signal vert (vitesse normale) lorsque le train rejoindra le signal 1602. Autrement dit, le plan établit une logique statique, alors que dans la réalité, les mouvements des trains et des aiguillages qui bougent créent un dynamisme difficile à exprimer sur papier.

À titre d'illustration pour mieux comprendre cette « photo de la réalité », prenons l'exemple d'un panneau lumineux vous avertissant qu'il y a un feu de circulation à 500 m devant vous. Dans le livre de règlements, on vous montre le panneau avec les feux en fonction et on vous explique que vous devez réduire votre vitesse car le feu de circulation devant vous va bientôt passer au jaune, puis au rouge.

Dans la réalité, on ne vous explique pas que le panneaux demeure éteint, et peut s'allumer à tout moment. Bref, son état est dynamique selon les conditions du feu de circulation, et peut changer n'importe quand. Le plan en papier Routes et Aspects vous montre les différents états du système de signalisation ferroviaire, mais vous devez garder en tête qu'il est possible changer d'un état vers un autre, à la condition que vous changiez pour un état plus permissif.

Effectivement, un signal ne peut pas devenir plus restrictif s'il est le prochain signal que le train doit franchir. On doit toujours avertir un train du degré restrictif d'un signal à l'aide du signal précédent.

La seule exception, c'est lorsque les conditions sont modifiées par des éléments non prévus (occupation non autorisée du canton par du matériel roulant, rupture d'un rail, défectuosité du système de signalisation). À ce moment-là, les signaux vont indiquer un signal d'arrêt, même si le train ne s'attend pas à avoir un signal si restrictif.

Symboles
Voici une définition des symboles utilisés sur ce plan. Il existe d'autres symboles. Généralement, les symboles ne changent pas d'un chemin de fer à l'autre, et sont standardisés.

Cicuit de voie. Le symbole du haut indique une séparation entre deux circuits de voie. Celui du bas indique la fin d'un circuit de voie (le circuit de voie est à la gauche du symbole), alors que la voie à la droite du symbole n'a pas de circuit de voie.
Aiguillage. Le triangle noir indique que l'aiguillage, lorsqu'il est en position dite « normale », est orienté pour la voie principale. Si la position « normale » était la position où le train prendrait la voie d'évitement, le triangle serait placé de l'autre côté de la ligne indiquant la voie principale. Le chiffre « 3 » est le numéro de l'aiguillage à cet endroit.
Signaux. Les signaux peu importe leur type (searchlight, color-light ou autre) sont toujours représentés par un dessin de sémaphore. Le dessin est incliné sur le côté comme faisant face à un train approchant. Chaque groupe de trois lignes à angle représente une unité lumineuse. L'exemple B a été mis en couleur pour vous montrer les différentes couleurs. Une ligne verticale représente la couleur verte, une ligne oblique à 45 degrés, la couleur jaune, et une ligne horizontale, le rouge. Aux États-Unis, on utilise aussi une ligne oblique à 45 degrés vers le bas pour indique le blanc lunaire. Comme on peut le voir sur les signaux A et B, l'unité du bas ne peut pas afficher la couleur verte. Le signal C n'a qu'une seule unité lumineuse. La ligne plus grasse indique quelle couleur apparaît sur le signal lorsqu'aucun train n'est présent dans les circuits de voie de ce plan. Le signal A indiquera rouge sur rouge, tout comme le signal B. Le C indiquera la couleur jaune. Le demi-cercle sur les signaux A et B indique un signal muni d'un relais « stick ». Ce type de relais mémorise en quelque sorte la direction du trafic. La plupart des signaux contrôlés en sont équipés, puisqu'il existe pratiquement toujours un signal en sens opposé qui protège le même point et qui doit être maintenu au rouge.
Lettres. Les lettres « C » et « SL » près des signaux indiquent s'il s'agit de signaux de type Color-Light (C) ou Searchlight (SL).
Les lettres « R », « DV », « A » ou « L » près d'un signal indiquent la ou les plaques apposées sur le mât du signal.
Les lettres « FG » et « FY » indiquent que le feu peut être clignotant. « FG » indique un feu clignotant vert, et « FY », un feu clignotant jaune.
Les signaux nains ont généralement un numéro de signal qui se termine par la lettre « D », ou il y a une indication sur le plan.

Comment lire le plan
Le diagramme représente les voies ferrées. Les lignes en dessous avec les carrés contenant les lettres indiquant les couleurs (en anglais) représentent la logique que la circuitrie doit exécuter. Les lettres dans les cercles représentent la position des aiguillages, et les lignes représentent les chemins de logique à suivre.

Pour le signal 1602, on lira comme suit, en partant de la gauche : Lorsque le signal 1602 fait allumer les lumières vert sur rouge, le signal 1572 doit faire allumer les lumières vert sur rouge si l'aiguillage no 1 est en position normale (orienté pour la voie principale, dans ce cas).

Lorsque le signal 1602 fait allumer les lumières jaune clignotant sur rouge, le signal 1572 doit faire allumer les lumières jaune sur rouge si l'aiguillage no 1 est en position normale.

Lorsque le signal 1602 fait allumer les lumières jaune sur rouge, le signal 1572 doit faire allumer les lumières rouge sur jaune si l'aiguillage no 1 est en position renversée, ou les lumières rouge sur rouge, si l'aiguillage no 1 est hors correspondance, que le circuit de voie suivant est occupé, ou qu'aucune libération de signal n'a été demandée.

Dans la logique de la circuitrie, un signal ne montrant que des lumières rouge ne peut avoir aucun chemin de logique à prendre, puisqu'une ou plusieurs conditions empêchent le signal d'être libéré, ou aucune demande de libération n'a été faite (soit par le contrôleur de la circulation ferroviaire (CCF) pour les signaux contrôlés, soit par le système lui-même pour les signaux d'approche, soit par une combinaison des deux pour les routes mises en mémoire). À partir de ce point dans la logique, si un signal peut être libéré, alors n'importe quelle indication de ce signal devient valide, et on doit repartir de cette nouvelle indication pour poursuivre le chemin de logique. Dans le cas du signal 1572, le signal peut donc, après avoir affiché rouge sur rouge, indiquer vert sur rouge, jaune sur rouge, ou rouge sur jaune, selon les conditions d'occupation de la voie et la position de l'aiguillage no 1.

Vitesse normale partout
Pour cet exemple, nous n'allons tenir compte uniquement des trains allant en direction Est.

Analysons le plan ci-haut. Il n'y a aucun train dans le circuit. Le CCF demande à tous les signaux de se libérer. Dans un premier temps, il est primordial de verrouiller les aiguillages en position normale. Les aiguillages 1 et 3 vont donc être « N », pour « alignés vers l'itinéraire normal ».

Les signaux 1602, 1572 et 1556 vont indiquer vitesse normale, soit une lumière verte sur une lumière rouge.

De toute évidence, le signal 1556D va demeurer rouge, empêchant qu'un train dans la voie d'évitement entre sur la voie principale.

Cas du signal 1602
Le signal 1602 est lié avec la logique du signal précédent (non montré sur le plan), et avec celle du signal 1572. En fait, le signal 1602 est un signal d'approche. Son aspect régulier est jaune sur rouge, indiquant vitesse normale à arrêt. Il n'est pas contrôlé par le CCF. Le signal 1572 étant contrôlé, son aspect régulier est arrêt absolu, ce qui provoque l'aspect vitesse normale à arrêt du signal 1602 lorsque le système n'est pas occupé par un train.

Train entrant dans la voie d'évitement
Lorsqu'un train entre dans la voie d'évitement, le signal 1572 doit lui donner une indication de marche à vue. La voie d'évitement, comme le montrent les symboles de circuit de voie, n'est pas signalisée. Autrement dit, la voie n'est pas équipée de circuit de voie, et il est donc impossible pour le système de signalisation de connaître l'état réel de la voie (occupation, bris de rail, autre aiguillage sur cette voie en position renversée ou même entre deux positions, rail cassé).

Comme l'aiguillage no 1 sera en position renversée, le chemin de la logique s'arrête ici, rendant caduc le reste du diagramme (montré en gris).

Lorsque le signal 1572 donne l'indication de marche à vue, le signal 1602 doit donner une indication de vitesse normale à arrêt. C'est une convention plus que centenaire. Depuis 2008, le livre de règlements d'exploitation canadien permet l'utilisation de signaux indiquant vitesse X à marche à vue, ce qui va peut-être modifier l'aspect de certain signaux. Donc, lorsque le train passe le signal 1602 indiquant vitesse normale à arrêt, il y a deux solutions possibles auxquelles il doit s'attendre : s'immobiliser au signal 1572 (arrêt absolu), ou prendre la voie d'évitement sur un signal de marche à vue.

Vous noterez qu'il n'y a jamais de position d'aiguillage montré après un signal indiquant arrêt absolu. Puisqu'aucun train ne peut franchir le signal indiquant arrêt absolu, la position de l'aiguillage n'a aucune importance dans la logique.

Train sortant de la voie d'évitement
Lorsqu'un train quitte la voie d'évitement, le signal 1556D, qui est un signal nain, va afficher petite vitesse à vitesse normale, à la condition que le signal suivant (qui n'apparaît pas sur le diagramme) donne l'indication vitesse normale.

L'aiguillage no 3 devra être en position renversée. Si l'aiguillage no 3 est en position renversée, alors le signal 1556 doit absolument montrer l'aspect aux deux lumières rouge, soit arrêt absolu. Ce qui fait automatiquement mettre le signal 1572 à l'indication vitesse normale à arrêt absolu, et le signal d'approche 1602 à vitesse normale à arrêt différé.

Il faut comprendre ici que le schéma de logique affiche les indications les plus permissives que peuvent donner les signaux 1572 et 1602 lorsque le signal 1556 indique arrêt absolu. Rien n'empêche le CCF de faire un entrer un autre train dans la voie d'évitement, mettant ainsi le signal 1572 à marche à vue, et le signal 1602 à vitesse normale à arrêt (voir l'exemple « Train entrant dans la voie d'évitement »). Ces nouvelles indications seront moins permissives que celles indiquées dans le présent exemple.

Une fois que le train aura complètement quitté la voie d'évitement, il pourra poursuivre sa route à la vitesse normale (rappelez-vous : l'indication du signal 1556D est petite vitesse à vitesse normale), et ainsi suivre la logique de la ligne montrant la vitesse normale pour le prochain signal.

Par contre, si le prochain signal indique toute autre chose que vitesse normale, alors il recevra l'indication petite vitesse à arrêt.

L'indication du signal 1556 et des signaux subséquents restera la même. Mais le train devra s'apprêter à arrêter au prochain signal qu'il rencontrera (et qui n'est pas indiqué sur le diagramme). Cette méthode nous permet de faire afficher n'importe quelle indication au signal suivant, qui est contrôlé par un autre circuit.

Train devant s'arrêter au deuxième point contrôlé
Il est fréquent qu'un train doive s'immobiliser sur la voie principale, mais à « l'autre » extrémité de la voie d'évitement. C'est le cas, par exemple, où le train devant sur la voie principale arrive avant celui qui doit entrer sur la voie d'évitement.

Dans ce cas, le train recevra un signal de vitesse normale à arrêt différé au signal 1602 ( cette indication lui demande de s'immobiliser au second signal), puis un signal de vitesse normale à arrêt au signal 1572, et enfin un signal d'arrêt absolu au signal 1556.

Dans cet exemple, les signaux en direction ouest (qui ne figurent pas sur le diagramme) indiqueront marche à vue au train arrivant de l'Est pour qu'il entre dans la voie d'évitement. L'aiguillage no 3 sera en position renversée.

Par expérience, les équipes de train savent (via les communications radio avec le contrôleur de la circulation ferroviaire et/ou les autres équipes de train) où la rencontre entre deux trains va se faire. Ce qu'ils ne savent pas, c'est quel train va entrer dans la voie d'évitement (sauf dans des cas où le patron des rencontres est déjà préétablie). Selon l'aspect du signal d'approche (le signal 1602 dans ce cas-ci), ils peuvent facilement deviner la suite des choses; un signal de vitesse normale à arrêt (au signal 1602) indique que c'est leur train qui devra aller dans la voie d'évitement. Un signal de vitesse normale à arrêt différé indique qu'ils resteront sur la voie principale, et que l'autre train n'a pas encore dégagé la voie devant eux (c'est-à-dire que le train n'est pas complètement entré dans la voie d'évitement). Un signal de vitesse normale indique que le train à rencontrer est déjà dans la voie d'évitement et que les aiguillages sont verrouillés dans la bonne position.