列車控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種列車控制系統(tǒng)，尤其是一種用于使用分布式電源(DP)技術(shù)的列車編組的列車控制系統(tǒng)。該技術(shù)涉及一組或多組機車的定位和操作，該一組或多組機車分布在整個包括多個軌道車和多個機車的列車編組中。這些機車從本務(wù)機車中(即，本務(wù)機車(LL))的駕駛室被遠程控制。
【專利說明】列車控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]所公開的實施方式涉及一種列車控制系統(tǒng)、尤其是涉及一種用于使用分布式電源(DP)技術(shù)的列車編組的列車控制系統(tǒng)。該技術(shù)涉及一組或多組機車的定位和操作，該一組或多組機車分布在整個包括多個軌道車和多個機車的列車編組中。這些機車從本務(wù)機車(即，Lead Locomotive (LL))的駕駛室中被遠程控制。

【背景技術(shù)】
[0002]已知可以通過兩種不同的操作模式來操作分布在整個編組中的機車。第一模式是同步操作模式，該同步操作模式指的是所有的機車被操作使得他們執(zhí)行由位于LL的駕駛室中的操作員所輸入的相同的操作的情況。第二模式是獨立操作模式，其中，本務(wù)機車的操作員獨立地控制每個機車(或全部組/子集)。
[0003]使用DP驅(qū)動列車已經(jīng)顯著地導(dǎo)致操作列車編組的復(fù)雜度的增加且還使列車操作員的工作量達到更高的程度。相對于列車內(nèi)的力(例如，保持低連續(xù)和瞬時力)和燃料經(jīng)濟性以最佳方式操作列車編組的任務(wù)是非常復(fù)雜的且對列車駕駛員的要求高。
[0004]因此，DP的實施通常導(dǎo)致多個問題。例如，由于上文提到的列車操作員的增加的工作量和較高的注意力(這是操作DP列車必需的)，故駕駛員會分心且操作安全性會受到影響。此外，燃料效率的優(yōu)化和列車內(nèi)的力的減小不能僅由駕駛員主觀上確定。即使在計算機計算用于處于獨立操作模式的制動/推進系統(tǒng)的最佳設(shè)置且向操作員顯示該最佳設(shè)置的情況下，駕駛員仍必須設(shè)定輸入，根據(jù)該輸入，操作不同的機車。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]因此，所公開的實施方式總體涉及提供DP系統(tǒng)控制的改進的方法且更具體地涉及具有駕駛員輔助DP模式的智能DP系統(tǒng)。
[0006]根據(jù)所公開的實施方式的用于DP驅(qū)動列車的列車控制系統(tǒng)可以解決這些常規(guī)問題。根據(jù)所公開的實施方式，通過列車控制系統(tǒng)控制本務(wù)機車(LL)和至少一個遠程機車(RL)。列車控制系統(tǒng)包括操作員界面，該操作員界面位于機車的駕駛室中(例如，LL的駕駛室中)，以接收列車操作員的輸入。使用連接至網(wǎng)絡(luò)的至少一個計算機至少部分地實現(xiàn)操作員界面，該網(wǎng)絡(luò)配置成能夠?qū)C車專用的制動命令和/或油門命令傳輸至編組中的各機車。
[0007]計算機通過操作員界面接收操作員的輸入，且包括軟件，該軟件配置成:基于輸入到操作員界面的操作員的輸入且基于軌道剖面信息、列車編組信息和臨時限速信息中的至少一個，確定用于編組內(nèi)的各機車的制動值和油門值。
[0008]考慮列車的燃料節(jié)約、列車中的力的減小和/或保持平均列車速度，所確定的用于多個機車中的每一個的制動值和油門值通過機載計算機進行優(yōu)化，且被輸出至編組中分布的機車以輔助控制列車。
[0009]根據(jù)至少一個所公開的實施方式所提供的智能DP系統(tǒng)能夠具有三種操作模式，包括常規(guī)已知的同步操作模式和獨立操作模式但也包括駕駛員輔助DP模式。在這種實現(xiàn)方式中，在駕駛員輔助DP模式中，操作員僅需要輸入涉及LL的操作的單組控制輸入，同時計算機自動將該組命令轉(zhuǎn)換為用于各RL的相應(yīng)的控制輸入(例如推進/制動控制)，其中，計算所轉(zhuǎn)換的對RL的控制輸入，以在所選擇的參數(shù)內(nèi)最小化列車內(nèi)的力和/或最大化燃料效率。
[0010]利用這種列車控制系統(tǒng)，可以比得上或優(yōu)于(例如，包括減小工程師工作量)常規(guī)的同步和獨立操作的優(yōu)點。此外，由于工程師不負責(zé)嘗試與對于各機車確定、或至少評估列車中的力等關(guān)聯(lián)的復(fù)雜的分析，因此列車控制系統(tǒng)提供針對工程師的改進的操作簡便性。這是因為工程師僅以與同步操作模式相同的方式與界面進行交互且不需要操作員輸入用于不同機車的設(shè)定。
[0011]此外，由于計算機能夠基于輸入到操作員界面的操作員的輸入且基于軌道剖面信息、列車編組信息和臨時限速信息、車廂載荷、制動力、牽引桿/牽伸齒輪力和沖擊檢測中的至少一個，適當(dāng)?shù)卮_定油門命令和制動命令，因此，相對于手動執(zhí)行的獨立操作模式可以進一步增大燃料節(jié)約且可以進一步減小列車中的力。因此，減小了操作DP列車的整體復(fù)雜性，從而可以使操作DP列車所需的訓(xùn)練要求減小。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]考慮附圖，參照下面的描述，可以更完整地理解本發(fā)明及其用途。在附圖中，同樣的附圖標(biāo)記表示同樣的特征，其中:
[0013]圖1是示出列車編組的說明性示例的圖示；
[0014]圖2至圖3示出根據(jù)至少一個實施方式的用于執(zhí)行改進的DP列車控制方法的方法;
[0015]圖4是聯(lián)接至將列車編組的機車聯(lián)接在一起的命令/控制網(wǎng)絡(luò)并且通過將列車編組的機車聯(lián)接在一起的命令/控制網(wǎng)絡(luò)進行通信的列車專用命令和控制設(shè)備的示意圖。

【具體實施方式】
[0016]常規(guī)的DP系統(tǒng)通常包括主機車(通常是本務(wù)機車(LL))，該主機車設(shè)置油門/剎車值且將信息發(fā)送至從屬機車(遠程機車(RL))以設(shè)置他們的油門/剎車值(參照Southard等的美國專利N0.3，380，399中公開的早期系統(tǒng)的示例)。通常已知RL從LL接收油門命令且在RL處改變該控制設(shè)置以節(jié)省燃料(參照Nickles等的美國專利N0.4，344，364，其全部內(nèi)容通過引用并入本文)。此外，RL將診斷信息發(fā)送回LL的能力也是已知的(參照Roselli等的美國專利N0.5，570，284)。
[0017]然而，常規(guī)的DP系統(tǒng)未能提供這樣一種操作模式，S卩，像在同步操作模式中工程師可以輸入單組命令輸入，所述單組命令輸入隨后轉(zhuǎn)換成RL專用命令且發(fā)送至機車編組中相應(yīng)的RL。所公開的實施方式提供這種駕駛員輔助DP模式。
[0018]此外，作為Nickles的美國專利N0.6，144，901 (其全部內(nèi)容通過引用并入本文)中公開的技術(shù)的擴展，駕駛員輔助DP模式還能夠基于地形和全部機車在編組中的位置來確定RL專用的推動/制動值。
[0019]根據(jù)所公開的實施方式，智能DP系統(tǒng)在每一個機車上包括推進系統(tǒng)和制動系統(tǒng)以及用于在機車之間(RL至LL、LL至RL、RL至RL)進行通信的收發(fā)器。機車專用的設(shè)備還包括用于感測相應(yīng)的機車上的操作條件的各種傳感器以及計算機處理器、具有專用的應(yīng)用功能的硬連線的集成電路等，該集成電路被設(shè)置且配置成接收所感測的機車的操作條件、執(zhí)行任何所需的機車上的處理、且將包括所感測的操作條件的信息傳送至至少一個且可能地多于一個(例如，所有)其它機車。
[0020]不同于常規(guī)的DP系統(tǒng)，當(dāng)DP系統(tǒng)處于駕駛員輔助DP模式時，用于RL的處理器不是根據(jù)所感測的操作條件、預(yù)選標(biāo)準(zhǔn)或信息來確定其自身的推進值或制動值/命令。相反，設(shè)置在LL (用作主機車)中的計算機處理器基于通過各RL提供的所感測的操作條件、預(yù)選標(biāo)準(zhǔn)、和從其他機車接收的信息，確定用于各RL的推進值和制動值/命令，且將RL專用的推進值或制動值/命令發(fā)送至各RL，以用于實施。
[0021]因此，當(dāng)智能DP系統(tǒng)在駕駛員輔助DP模式下進行操作時，LL的計算機處理器執(zhí)行操作，以基于在LL上的駕駛員的一組控制輸入且還基于預(yù)選標(biāo)準(zhǔn)和通過LL上的感測器感測到的和從其他RL接收到的所感測的操作條件，確定所轉(zhuǎn)換的初始推進值/制動值并將其傳送至其他機車。同樣地，用于LL的計算機處理器還可以執(zhí)行操作，以基于駕駛員的一組控制輸入且還基于預(yù)選標(biāo)準(zhǔn)和通過LL上的感測器感測到的和從其他RL接收到的所感測的操作條件，確定所轉(zhuǎn)換的最終的推進值/制動值并將其傳送至其它機車。
[0022]作為執(zhí)行在駕駛員輔助DP模式期間基于駕駛員的輸入提供用于各RL的轉(zhuǎn)換的推進/制動命令的操作的一部分，在LL上的計算機處理器可以確定各機車的當(dāng)前的和預(yù)測的位置的拓撲結(jié)構(gòu)、使用各機車的當(dāng)前的和預(yù)測的位置的拓撲結(jié)構(gòu)和預(yù)選標(biāo)準(zhǔn)確定轉(zhuǎn)換的初始推進值/制動值、基于該初始值和從一個或多個RL接收的信息確定轉(zhuǎn)換的最終的推進值或制動值/命令、且將轉(zhuǎn)換的控制推進值/制動值/命令發(fā)送至一個或多個(且可選地，全部)RL0
[0023]如圖1所示，列車編組10包括具有多個車廂20的多個機車11、14、16、18和19。一個機車被指定為LL(即，11)且其他機車被認(rèn)為是拖拽機車和/或遠程機車。因此，在行業(yè)中，如果機車11是本務(wù)機車，則機車14、16、18和19是RL。如上所述和下面參照圖3所討論的，各機車11、14、16、18和19均包括計算機處理器。根據(jù)機車在列車編組內(nèi)的作用和位置以及列車編組的操作模式，各處理器的操作會不同。
[0024]因此，根據(jù)所公開的實施方式，如果列車編組10在同步模式下進行操作，則在LL11處輸入的駕駛員的輸入控制命令(即，推進/制動命令)照原樣發(fā)送且施加至RL 14、16、18和19。如果列車編組10在獨立操作模式下進行操作，則駕駛員為包括LL 11和RL 14、16,18和19的各機車(或全部組/子集)提供多組不同的推進/制動命令。
[0025]然而，當(dāng)列車編組在駕駛員輔助DP模式下進行操作時，計算機處理器等基于命令集和預(yù)選標(biāo)準(zhǔn)和通過LL上的傳感器感測到的和從其他RL接收到的所感測的操作條件、且可選地基于各LL的當(dāng)前的和預(yù)測的位置的所確定的拓撲結(jié)構(gòu)，將駕駛員的一組推進/制動命令轉(zhuǎn)換成用于各RL的機車專用的多組推進/制動命令。
[0026]因此，根據(jù)至少一個實施方式，可以執(zhí)行駕駛員輔助DP模式，使得操作員僅需要輸入一組控制輸入，所述一組控制輸入涉及LL的操作，同時計算機自動將該組命令轉(zhuǎn)換為用于各RL的相應(yīng)的控制輸入(例如，推進/制動控制)，其中，在所選的參數(shù)內(nèi)，計算所轉(zhuǎn)換的控制輸入RL以最小化列車中的力和/或最大化燃料效率。
[0027]應(yīng)當(dāng)理解，可以以多種不同的方式執(zhí)行這種自動轉(zhuǎn)換。例如，可以實現(xiàn)單組控制輸入以精確地控制LL(或本務(wù)機車組)且計算機處理器等還可以為RL(或RL組)制定額外的控制輸入，以減小列車中的力和/或增大燃料效率?？商孢x地,可以在LL (或LL組)處實現(xiàn)這樣的控制輸入之前分析所述單組控制輸入且計算機處理器等可以將所述單組控制輸入轉(zhuǎn)換成用于列車上的機車中的每一個、全部或一些子集的轉(zhuǎn)換的一組控制命令。因此，如果工程師要在LL上將油門設(shè)置從三改變?yōu)樗?，根?jù)實施方式的實現(xiàn)，在列車內(nèi)的機車上產(chǎn)生的實施變化可以不同。
[0028]因此，例如，在實施一個實施方式時，LL(或LL組)可以經(jīng)受確切的命令(將油門設(shè)置從三改變?yōu)樗?，同時處理器可以轉(zhuǎn)換輸入控制，以在RL (或RL組)處制定額外的控制命令，從而最小化列車中的力和/或提高燃料效率。
[0029]可替選地，并非對LL(或LL組)執(zhí)行控制輸入和為RL(或RL組)轉(zhuǎn)換額外的控制，至少一個實施方式可以轉(zhuǎn)換LL控制輸入，以制定實現(xiàn)操作員的輸入命令(例如，增加列車將經(jīng)受的牽引力)的效果的相應(yīng)的控制命令，而是以可以確定為更具燃料效率或最小化或減小列車中的力的方式。
[0030]應(yīng)當(dāng)理解，兩種實現(xiàn)方式都在所公開的實施方式的范圍內(nèi)。
[0031]處理器(諸如在下面圖4中示出的處理器405)可以執(zhí)行圖2中示出的方法。該方法開始于200且控制進行到205，在205處，確定列車編組的配置，以確定列車編組內(nèi)的機車的位置和標(biāo)識以及列車編組內(nèi)的車廂的標(biāo)識和重量(如果知道的話)。隨后，控制進行到210，在210處，確定智能DP系統(tǒng)處于哪種操作模式。基于該確定，在215處，處理器操作通常已知的相應(yīng)的子程序(同步模式子程序220、獨立操作子程序225)(因此，本文未進一步討論)。
[0032]然而，如果確定系統(tǒng)在駕駛員輔助DP模式下進行操作，則控制進行到230，用于執(zhí)行駕駛員輔助模式子程序。主處理功能的控制進行到235，同時針對當(dāng)前選擇的子程序執(zhí)行操作，以確保系統(tǒng)監(jiān)控和檢測用于系統(tǒng)的操作模式的改變。
[0033]如圖3所示，駕駛員輔助子程序開始于240，在240處，從RL和LL (以及可選地，從諸如圖1所示的車廂20)上的傳感器獲得所感測的操作條件?？刂齐S后進行到245，在245處，登記一組駕駛員輸入的推進/制動控制命令，該組命令關(guān)于駕駛員打算如何操作LL。然而，由于智能DP系統(tǒng)處于駕駛員輔助DP模式，因此駕駛員應(yīng)識別將基于專用于各RL的一組轉(zhuǎn)換的控制命令來操作RL。
[0034]控制隨后進行至250，在250處，在列車上訪問關(guān)于列車配置的數(shù)據(jù)和可選地GPS數(shù)據(jù)、軌道剖面數(shù)據(jù)和其它數(shù)據(jù)(例如，指示列車上的設(shè)備的磨損或狀況的數(shù)據(jù))或遠程定位這些數(shù)據(jù)(例如，列車外的數(shù)據(jù)庫)。隨后，控制進行至255，在255處，使用該數(shù)據(jù)以將所述單組推動/制動命令轉(zhuǎn)換成多組命令指令，每組命令指令均涉及列車編組內(nèi)的特定的RL。隨后，在260處，所轉(zhuǎn)換的命令通過LL收發(fā)器和RL收發(fā)器之間的通信發(fā)送給RL。此后，在265處，伴隨從列車操作員接收和處理新的附加命令，執(zhí)行常規(guī)的列車編組監(jiān)控且將數(shù)據(jù)顯示給列車駕駛員。處理隨后的命令也基于LL正處于的操作模式。
[0035]雖然在圖2中示出的操作指示以串行的方式執(zhí)行操作，但是應(yīng)當(dāng)理解，一些或全部操作可以并行執(zhí)行，其中，基于持續(xù)考慮不斷變化的GPS和對列車編組配置的軌道剖面約束，來執(zhí)行所述單組LL命令指令的轉(zhuǎn)換。此外，應(yīng)當(dāng)理解，這些操作可以繼續(xù)，直到列車操作停止或駕駛員改變智能DP系統(tǒng)的操作模式。
[0036]LL和RL可以通過無線電或有線進行通信。駕駛員在LL處根據(jù)操作輸入的命令被發(fā)送至RL或被轉(zhuǎn)換且發(fā)送至RL。例如，這些命令包括設(shè)置方向控制、設(shè)置油門、設(shè)置動態(tài)制動、設(shè)置操作模式、互鎖動態(tài)剎車、以及打開和關(guān)閉各種輔助功能。
[0037]不管列車編組的操作模式如何，在RL上的處理器被配置成將狀態(tài)消息或異常消息發(fā)送回LL作為情況證明。例如，這種狀態(tài)消息可以包括機車標(biāo)識、操作模式和牽引-制動力。異常消息可以包括各種故障警報，諸如車輪打滑、機車警報指示器、不正確的制動壓力、低油箱壓力、油門設(shè)置等。
[0038]如圖4所示，機車上的機車專用的設(shè)備系統(tǒng)400包括均具有特定任務(wù)的許多子系統(tǒng)。圖4示出通用結(jié)構(gòu)。應(yīng)該認(rèn)識到，根據(jù)需要，機車可以作為LL或RL，所有機車包括相同的硬件，該硬件設(shè)置且配置成提供作為LL或RL的功能
[0039]因此，如圖4所示，各機車專用系統(tǒng)設(shè)備400均包括處理器405，該處理器405被配置成執(zhí)行本文中限定的如由LL執(zhí)行的操作。聯(lián)接至處理器的是操作員界面410、控制網(wǎng)絡(luò)界面420和通信網(wǎng)絡(luò)界面425。操作員界面410設(shè)置有列車操作數(shù)據(jù)的實時顯示器415，該操作員界面410可以包括列車的當(dāng)前狀態(tài)的圖形和數(shù)字表示，如美國專利N0.6，144，901的圖5所示(該美國專利通過引用并入本文)。同樣地，操作員界面410還可以配置成接受來自列車操作員或駕駛員的輸入命令。
[0040]可以通過實時顯示器415 (該實時顯示器415可以例如使用有線通信源(諸如筆記本電腦、平板電腦或可移動的存儲設(shè)備)來實現(xiàn))上的鍵盤或觸摸屏或與實時顯示器415相關(guān)聯(lián)的鍵盤或觸摸屏或通過沿線的無線電通信輸入信息。
[0041]在一些實現(xiàn)方式中，控制網(wǎng)絡(luò)界面420和通信網(wǎng)絡(luò)界面524可以實現(xiàn)為同一個部件或?qū)崿F(xiàn)為不同的部件，其中，具有多個網(wǎng)絡(luò)430用于發(fā)送控制命令和所感測的數(shù)據(jù)的通?目。
[0042]可以根據(jù)車輪運動傳感器和全球定位系統(tǒng)(GPS)模塊(未示出)來確定列車編組及其機車的位置。此外，輸入/輸出(I/O)總線模塊(未示出)可以收集對于各操作模式的算法計算所需的所有不同的機車參數(shù)，且將信息報告給計算機處理器405，計算機處理器405包括運行各操作模式的數(shù)學(xué)模型的數(shù)學(xué)算法。處理器405可以實現(xiàn)為使用實時操作系統(tǒng)(RTOS)的高吞吐量能力的計算機平臺；處理器405可以執(zhí)行智能DP系統(tǒng)算法所需的計算且更新實時顯示器415。所有這三種子系統(tǒng)結(jié)合以形成智能DP系統(tǒng)，其可以包括和控制至少兩節(jié)機車(至少一個RL和一個LL)但可以是更多機車的操作。
[0043]因此，界面420和/或界面425可以包括收發(fā)器，以發(fā)送和接收消息，該收發(fā)器可以實現(xiàn)為包括在單個列車中的機車之間和/或機車編組之間的射頻通信設(shè)備；可替選地，相同的原理可以應(yīng)用至沿著導(dǎo)線的通信，其中，可以進行多個通信。因此，例如，返回圖1，如果具有通過機車11、14、16、18和19和車廂20在整個列車中運行的導(dǎo)線，則機車形成一個網(wǎng)絡(luò)且車廂形成另一個網(wǎng)絡(luò)，可以使用相同的方法以允許在任一網(wǎng)絡(luò)上的私人通信。
[0044]用于將單組LL輸入的駕駛員控制輸入轉(zhuǎn)換為多組RL專用的推進/制動值的數(shù)學(xué)模型接收來自整個列車編組中的在RL和LL兩者以及可選地軌道車20上的傳感器的輸入。因此，應(yīng)當(dāng)理解，使用在LL中操作的處理器上運行的軟件實現(xiàn)的數(shù)學(xué)模型使用多個參數(shù)且基于列車的當(dāng)前能量狀態(tài)來執(zhí)行計算，以建立列車動態(tài)的實時顯示。
[0045]因此，該數(shù)據(jù)的軟件表示也提供信息，該信息允許列車乘務(wù)員更好地控制列車、最小化能量損失，而與列車的操作模式無關(guān)。能量損失源的一個示例是過度制動，這表示燃料被不必要地消耗。同樣地，給予列車的貨物的能量表示對貨物、設(shè)備和軌道的可能的損壞。這兩種現(xiàn)象是不期望的且使用智能DP系統(tǒng)可以解決。
[0046]可以在LL和RL之間建立通信，以報告來自各機車的針對上述操作模式中的每一種模式執(zhí)行計算必需的參數(shù)。
[0047]應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明所公開的實施方式可以與有線DP系統(tǒng)和/或從紐約沃特敦的New York Air Brake (NYAB)可得到的各種市售的LEADER組件和系統(tǒng)中的任何一個組合地、關(guān)聯(lián)地或作為其一部分來實現(xiàn)。這些組件和系統(tǒng)促進實時數(shù)據(jù)采集、處理、存儲和報告且在駕駛室中為機車工程師或駕駛員產(chǎn)生列車動態(tài)的實時、動畫的顯示。LEADER還提供重新創(chuàng)建用于一般的或詳細的后分析的任何運行的能力。
[0048]這些LEADER組件和系統(tǒng)提供下列信息性益處:對列車動態(tài)的詳細的實時觀看、當(dāng)前占用的等級和曲線、列車中所有聯(lián)接器的松弛狀態(tài)、列車的氣閘狀態(tài)、列車的速度、加速度和位置、在任何時間重新創(chuàng)建任何運行所需的所有數(shù)據(jù)的完整記錄和存儲、用于分析的日志文件的自動無線下載、自動或手動操作分析、通過E-Mail的主動式異常報告、連接到自定義分析的靈活的用戶界面(按區(qū)段、按日期、按工程師、按異常、或上述的任意組合)、資產(chǎn)追蹤、機車位置的精確的機載追蹤、設(shè)備故障警報、和集成列車控制。
[0049]雖然該應(yīng)用已經(jīng)結(jié)合上文概述的【具體實施方式】描述了創(chuàng)新性，但是顯然，許多替選方式、修改和變型對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員將是顯而易見的。因此，上文所述的各種實施方式意圖是示例性的、而非限制性的。在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以進行各種改變。
[0050]例如，系統(tǒng)、方法和組件可以被用來控制單個列車內(nèi)的單個列車編組或多個編組。此外，列車內(nèi)的不同的編組可以以不同的操作模式進行操作，且LL操作員可以選擇以像控制單個機車一樣控制各列車編組的方式命令和控制各列車編組。因此，例如，存在駕駛員的編組被設(shè)計為本務(wù)編組且所有其它編組為遠程編組，該遠程編組可以以三種確定的操作模式中的一種進行操作。
[0051]此外，應(yīng)當(dāng)理解，結(jié)合各種實施方式的所描述的各種組件描述的功能可以結(jié)合或彼此分離，使得架構(gòu)或結(jié)構(gòu)在某種程度上不同于本文所明確公開的架構(gòu)或結(jié)構(gòu)。此外，應(yīng)當(dāng)理解，除非另有說明，否則按所示的順序執(zhí)行方法操作不是必須的。因此，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識到一些操作可以以一個或多個替選順序和/或同時執(zhí)行。
[0052]此外，可以以通過各種不同的實體或個人、在各種不同的實體或個人的控制下或代表各種不同的實體或個人操作的替選組合提供各種所公開的組件。還應(yīng)當(dāng)理解，根據(jù)至少一個實施方式，系統(tǒng)組件可以一起或獨立地實現(xiàn)，且可以有所公開的系統(tǒng)組件中的任何或全部系統(tǒng)組件中的一個或多個。此外，系統(tǒng)組件可以是專用的系統(tǒng)或這種功能可以實現(xiàn)為在通用設(shè)備上通過軟件實現(xiàn)方式實現(xiàn)的虛擬系統(tǒng)。
[0053]還應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明所公開的實施方式以分布的電源控制在一個或多個列車編組中實現(xiàn)的方式表示重要的改進。應(yīng)當(dāng)理解，常規(guī)的多單元(MU)機車編組有時已經(jīng)“電線連接”在一起(例如，27銷MU電纜)，使得來自列車操作員的油門和動態(tài)制動命令可以“沿著電線”傳輸至編組內(nèi)的所有機車；以這種方式，如果本務(wù)機車設(shè)置成油門位置#3，則所有的尾隨機車單元也將接收油門位置#3命令且相應(yīng)地響應(yīng)。
[0054]此外，常規(guī)的“編組管理”方法使用智能控制器改變油門位置命令，使得牽引力命令(例如，油門位置#3)可以不均勻地分布在整個列車編組中，例如，控制器可以決定本務(wù)機車是否請求油門位置#3，而不是命令所有的單元到達位置#3，最后一個單元將被命令至位置#8且其他機車將停留在IDLE。然而，這種編組管理工具完全基于與燃料效率相關(guān)的規(guī)則且不考慮軌道剖面信息或列車編組信息且不旨在提高安全性和減小列車中的力(例如，參見1982年8月17日授權(quán)的US 4，344，364，其全部內(nèi)容通過應(yīng)用并入本文)。
[0055]因此，本發(fā)明公開的實施方式，在做決定時通過使用列車編組和軌道剖面信息優(yōu)化燃料效率以及列車動態(tài)管理，而超越常規(guī)控制遠程機車的方法。
[0056]因此，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說明顯的是，所公開的實施方式僅僅是示例且在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)可以做出各種變型。
【權(quán)利要求】
1.一種列車控制系統(tǒng)，用于優(yōu)化在包括本務(wù)機車和至少一個遠程機車的列車編組中的多個機車的控制，所述列車控制系統(tǒng)包括: 操作員界面，所述操作員界面位于所述本務(wù)機車上，所述操作員界面接收由列車操作員所輸入的制動命令和油門命令； 控制網(wǎng)絡(luò)，所述控制網(wǎng)絡(luò)至少連接所有機車且能夠?qū)⒂烷T命令和制動命令傳輸至各機車，所述控制網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接至所述操作員界面； 計算機，所述計算機位于所述本務(wù)機車中，所述計算機基于操作員輸入的制動命令和油門命令，確定用于所述編組內(nèi)的各機車的所轉(zhuǎn)換的制動命令和油門命令，且基于軌道剖面信息、列車編組信息和臨時限速信息中的至少兩個，確定所轉(zhuǎn)換的制動命令和油門命令；其中， 考慮到列車的燃料節(jié)約、列車中的力的減小和保持平均列車速度，優(yōu)化通過所述機載計算機獨立地確定的用于所述多個機車中的各機車的所轉(zhuǎn)換的制動值和油門值，且所述所轉(zhuǎn)換的制動值和油門值被輸出至在所述編組中分布的所述機車以自動輔助控制列車。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述列車編組包括多個遠程機車。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述所轉(zhuǎn)換的油門命令和制動命令是機車專用的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，確定用于各機車的所轉(zhuǎn)換的制動數(shù)據(jù)和油門命令還受到基于即將到來的軌道剖面所期望的所述多個機車中的各個機車的制動值和油門值的影響。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，確定用于各機車的所轉(zhuǎn)換的制動數(shù)據(jù)和油門命令還受到車廂載荷、制動力、牽引桿/牽伸齒輪力和沖擊檢測中的至少一個的影響。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述操作員界面是所述本務(wù)機車的控制臺。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，針對所述本務(wù)機車實施所輸入的制動控制命令和油門控制命令，且所述所輸入的制動控制命令和油門控制命令用于確定所轉(zhuǎn)換的制動和輸入控制命令，所述所轉(zhuǎn)換的制動和輸入控制命令包括用于遠程機車的最小化列車中的力和/或提高燃料效率的額外控制命令。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，用于所述本務(wù)機車的所輸入的制動控制命令和油門控制命令用于確定所轉(zhuǎn)換的制動控制命令和輸入控制命令，所述所轉(zhuǎn)換的制動控制命令和輸入控制命令包括用于所述本務(wù)機車和所述遠程機車最小化列車中的力和/或提高燃料效率的相應(yīng)的控制命令。
9.一種列車控制系統(tǒng)方法，用于優(yōu)化在包括本務(wù)機車和至少一個遠程機車的列車編組中的多個機車的控制，所述方法包括: 通過位于所述本務(wù)機車上的操作員界面接收來自列車操作員的輸入； 在聯(lián)接至所述操作員界面的控制網(wǎng)絡(luò)上，借助傳輸至各機車的油門命令和制動命令控制各所述機車的油門和制動， 在位于所述本務(wù)機車中的計算機上，基于所接收的輸入到所述操作員界面的輸入、和軌道剖面信息、列車編組信息和臨時限速信息中的至少兩個，確定用于所述編組內(nèi)的各所述機車的制動命令和油門命令，其中， 考慮到列車的燃料節(jié)約、列車中的力的減小和保持平均列車速度，優(yōu)化通過所述機載計算機獨立地確定的用于所述多個機車中的各機車的制動值和油門值，且所述制動值和油門值被輸出至所述編組中分布的所述機車以自動輔助控制所述列車，且其中，輸入到所述操作員界面的操作員的輸入被復(fù)制且同步輸出至各機車，且所述操作員的輸入獨立地輸入到用于各機車的操作員界面。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所轉(zhuǎn)換的油門命令和制動命令是機車專用的。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述列車編組包括多個遠程機車。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，確定用于各機車的所轉(zhuǎn)換的制動命令和油門命令還受到基于即將到來的軌道剖面所期望的所述多個機車中的各個機車的制動值和油門值的影響。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，確定用于各機車的所轉(zhuǎn)換的制動命令和油門命令還受到車廂載荷、制動力、牽引桿/牽伸齒輪力和沖擊檢測中的至少一個的影響。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述操作員界面是所述本務(wù)機車的控制臺。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，針對所述本務(wù)機車實施所輸入的制動控制命令和油門控制命令，且所述所輸入的制動控制命令和油門控制命令用于確定所轉(zhuǎn)換的制動控制命令和輸入控制命令，所述所轉(zhuǎn)換的制動控制命令和輸入控制命令包括用于所述遠程機車的最小化列車中的力和/或提高燃料效率的額外控制命令。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，用于所述本務(wù)機車的所輸入的制動控制命令和油門控制命令用于確定所轉(zhuǎn)換的制動控制命令和輸入控制命令，所述所轉(zhuǎn)換的制動控制命令和輸入控制命令包括用于所述本務(wù)機車和遠程機車的最小化列車中的力和/或提高燃料效率的相應(yīng)的控制命令。
【文檔編號】G06F17/00GK104169908SQ201280071094
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2012年5月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月17日
【發(fā)明者】理查德·J·馬圖西亞克, 韋德·戈福思, 福爾克特·霍斯特 申請人:紐約氣閘公司