專利名稱：分布式列車控制的制作方法
分布式列車控制
背景技術(shù)：
本發(fā)明大致涉及列車以及其它軌道車輛，更具體地說涉及用于列車的分布式控制 的系統(tǒng)和方法。列車車廂通常設(shè)有一種空氣制動(dòng)系統(tǒng)，其用于在互連車廂的“制動(dòng)管”中的壓力下 降時(shí)對(duì)車廂應(yīng)用制動(dòng)，并在制動(dòng)管中的壓力上升時(shí)解除空氣制動(dòng)。制動(dòng)管由機(jī)車中的壓縮 機(jī)進(jìn)行加壓。當(dāng)需要制動(dòng)時(shí)，機(jī)車中的制動(dòng)閥通過孔而從制動(dòng)管中排出空氣。這種空氣制動(dòng)系統(tǒng)可由一種被稱為基于通信的列車控制(“CBTC”)或正向列車控 制(“PTC”)的系統(tǒng)進(jìn)行控制。在PTC系統(tǒng)中，速度限制、臨時(shí)減速命令、運(yùn)動(dòng)授權(quán)以及其它 條件都利用軌道上的電信號(hào)、轉(zhuǎn)發(fā)器或無線傳輸而傳送給列車駕駛室，從而可在駕駛室中 直接顯示該方面的信息。在美國(guó)專利No. 5，533，695中描述了這種系統(tǒng)的一個(gè)示例。車載計(jì) 算機(jī)掃描速度限制，并且如果前方需減速或停止，就基于當(dāng)前速度、目標(biāo)速度、軌道坡度和 列車制動(dòng)能力而計(jì)算制動(dòng)距離或“制動(dòng)曲線”?！澳繕?biāo)速度”和所計(jì)算的“至目標(biāo)的距離”可顯 示給列車工作人員。然后計(jì)算必須起動(dòng)制動(dòng)的距離和時(shí)間。在工作人員未能采取例如減速 或制動(dòng)的必須動(dòng)作的情況下，車載計(jì)算機(jī)可通過至空氣制動(dòng)系統(tǒng)的被稱為“罰閥”(penalty valve)的接口而應(yīng)用自動(dòng)的速度強(qiáng)制作用(即懲罰制動(dòng)應(yīng)用)。這種PTC系統(tǒng)是在假定制 動(dòng)控制僅由本務(wù)機(jī)車或動(dòng)力單元，或通過位于列車前面的多個(gè)連接的動(dòng)力單元來執(zhí)行的條 件下運(yùn)轉(zhuǎn)的。為了保證安全制動(dòng)，當(dāng)確定起動(dòng)懲罰制動(dòng)的點(diǎn)時(shí)，這種系統(tǒng)通常假定是保守的 最壞情形的制動(dòng)效率。利用用于機(jī)車的分布式動(dòng)力控制系統(tǒng)(后文中稱為分布式動(dòng)力系統(tǒng)或DP系統(tǒng)或 簡(jiǎn)單稱為DP)遠(yuǎn)程控制制動(dòng)、節(jié)流和其它列車功能也是已知的，其中一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程機(jī)車 (或形成遠(yuǎn)程機(jī)車的機(jī)車組)的操作通過無線電或有線通信系統(tǒng)而從列車的本務(wù)機(jī)車進(jìn)行 遠(yuǎn)程控制。這種基于無線電的DP系統(tǒng)可在商標(biāo)名L0C0TR0L下通過商業(yè)方式得到，并且在 美國(guó)專利No. 4，582，280中有所描述，其可使機(jī)車在連接到一起以形成機(jī)車組時(shí)在機(jī)車之 間通信，或者當(dāng)機(jī)車被一個(gè)或多個(gè)軌道車廂間隔開時(shí)在沿著列車長(zhǎng)度的間隔的位置實(shí)現(xiàn)機(jī) 車間的通信。DP系統(tǒng)可提供更短的制動(dòng)曲線，因?yàn)橹苿?dòng)管被兩個(gè)或更多制動(dòng)控制器(例如閥 孔)排氣，并且減少了各個(gè)車廂至控制閥(孔)的制動(dòng)管的平均路徑長(zhǎng)度。它們還可提供 改進(jìn)的加速度和/或牽引力。上述已知的DP系統(tǒng)是高度可靠的，但通常不被認(rèn)為是“必不 可少的”，即其通信協(xié)議不符合任何必須以防止故障方式來執(zhí)行的針對(duì)安全關(guān)鍵的列車控 制操作的專用標(biāo)準(zhǔn)。如果通信鏈路中斷，性能可能降低。

發(fā)明內(nèi)容
現(xiàn)有技術(shù)的這些和其它缺點(diǎn)可通過本發(fā)明來解決，本發(fā)明提供了一種用于容許分 布在列車中的動(dòng)力單元依賴于列車功能控制的方法和裝置。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種控制列車的方法，這種列車包括本務(wù)動(dòng)力單 元、至少一個(gè)遠(yuǎn)程動(dòng)力單元和至少一個(gè)車廂。該方法包括(a)利用通信信道將指令傳輸給遠(yuǎn)程動(dòng)力單元，以便遠(yuǎn)程動(dòng)力單元在未來某個(gè)時(shí)間對(duì)列車應(yīng)用至少一個(gè)加速度；(b)利用 遠(yuǎn)程動(dòng)力單元接收指令；(C)利用通信信道從遠(yuǎn)程動(dòng)力單元將遠(yuǎn)程動(dòng)力單元配備成可執(zhí)行 該指令的確認(rèn)傳輸給本務(wù)動(dòng)力單元；和(d)計(jì)算方案(profile)，該方案描述了當(dāng)列車在預(yù) 定線路上行駛時(shí)將應(yīng)用于列車的至少一個(gè)加速度。該計(jì)算至少部分地基于本務(wù)動(dòng)力單元是否已經(jīng)收到確認(rèn)而確定。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種控制列車的方法，這種列車包括本務(wù)動(dòng)力單 元、至少一個(gè)遠(yuǎn)程動(dòng)力單元和至少一個(gè)車廂。該方法包括(a)計(jì)算基線方案，該基線方案 描述了列車在預(yù)定線路上行駛時(shí)將應(yīng)用于列車的第一組加速度；(b)計(jì)算備選方案，該備 選方案描述了當(dāng)列車在預(yù)定線路上行駛時(shí)將應(yīng)用于列車的第二組加速度；(c)在通信信道 上將備選方案?jìng)鬏斀o遠(yuǎn)程動(dòng)力單元；(d)利用遠(yuǎn)程動(dòng)力單元接收備選方案；(e)在通信信道 上將遠(yuǎn)程動(dòng)力單元依照備選方案配備的確認(rèn)從遠(yuǎn)程動(dòng)力單元傳輸至本務(wù)動(dòng)力單元；和(f) 在沒有來自遠(yuǎn)程動(dòng)力單元的確認(rèn)的情況下，選擇基線方案用于供列車使用；和(g)在存在 來自遠(yuǎn)程動(dòng)力單元的確認(rèn)的情況下，選擇備選方案用于供列車使用。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種控制列車的方法，這種列車包括本務(wù)動(dòng)力單 元、至少一個(gè)遠(yuǎn)程動(dòng)力單元和至少一個(gè)車廂。該方法包括(a)計(jì)算方案，該方案描述了當(dāng) 列車在預(yù)定線路上行駛時(shí)將應(yīng)用于列車上的至少一個(gè)加速度；(b)在通信信道上將該方案 從本務(wù)動(dòng)力單元傳輸至遠(yuǎn)程動(dòng)力單元；(c)根據(jù)方案利用本務(wù)動(dòng)力單元將至少一個(gè)加速度 應(yīng)用于列車；(d)利用遠(yuǎn)程動(dòng)力單元接收方案；(e)在通信信道上將遠(yuǎn)程動(dòng)力單元依照該方 案配備的確認(rèn)從遠(yuǎn)程動(dòng)力單元傳輸至本務(wù)動(dòng)力單元；和(f)根據(jù)方案利用遠(yuǎn)程動(dòng)力單元將 加速度應(yīng)用于列車。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于列車的控制系統(tǒng)，這種列車包括本務(wù)動(dòng) 力單元、至少一個(gè)遠(yuǎn)程動(dòng)力單元和至少一個(gè)具有制動(dòng)系統(tǒng)的車廂。該控制系統(tǒng)包括(a)可 操作地聯(lián)接到制動(dòng)系統(tǒng)的目標(biāo)制動(dòng)系統(tǒng)，這種目標(biāo)制動(dòng)系統(tǒng)被編程以實(shí)現(xiàn)(i)識(shí)別位于 列車前方位置的制動(dòng)目標(biāo)；(ii)在通信信道上傳輸制動(dòng)目標(biāo)數(shù)據(jù)；和(iii)在位于制動(dòng)目 標(biāo)之前的制動(dòng)點(diǎn)激勵(lì)制動(dòng)系統(tǒng)，制動(dòng)點(diǎn)是根據(jù)預(yù)定的制動(dòng)曲線來確定的。該系統(tǒng)還包括(b) 可操作地連接到制動(dòng)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程制動(dòng)控制系統(tǒng)，這種遠(yuǎn)程制動(dòng)控制系統(tǒng)被編程以實(shí)現(xiàn)(i) 接收制動(dòng)目標(biāo)數(shù)據(jù)；(ii)在通信信道上將遠(yuǎn)程制動(dòng)控制系統(tǒng)依照制動(dòng)目標(biāo)配備的確認(rèn)傳 輸給目標(biāo)制動(dòng)系統(tǒng)；和(iii)在制動(dòng)點(diǎn)激勵(lì)制動(dòng)系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種控制列車的方法，這種列車包括攜帶目標(biāo)制 動(dòng)系統(tǒng)的本務(wù)動(dòng)力單元、至少一個(gè)攜帶遠(yuǎn)程制動(dòng)控制系統(tǒng)的遠(yuǎn)程動(dòng)力單元、以及至少一個(gè) 具有可操作地連接到動(dòng)力單元的制動(dòng)系統(tǒng)的車廂。該方法包括(a)利用目標(biāo)制動(dòng)系統(tǒng) 識(shí)別位于列車前方位置的制動(dòng)目標(biāo)；(b)在通信信道上將制動(dòng)目標(biāo)數(shù)據(jù)從目標(biāo)制動(dòng)系統(tǒng)傳 輸至遠(yuǎn)程制動(dòng)控制系統(tǒng)；(C)在位于制動(dòng)目標(biāo)之前的制動(dòng)點(diǎn)利用目標(biāo)制動(dòng)系統(tǒng)激勵(lì)制動(dòng)系 統(tǒng)，制動(dòng)點(diǎn)是根據(jù)預(yù)定的制動(dòng)曲線而確定的；(d)利用遠(yuǎn)程制動(dòng)控制系統(tǒng)接收制動(dòng)目標(biāo)數(shù) 據(jù)；(e)在通信信道上將遠(yuǎn)程制動(dòng)控制系統(tǒng)依照制動(dòng)目標(biāo)配備的確認(rèn)從遠(yuǎn)程制動(dòng)控制系統(tǒng) 傳輸至目標(biāo)制動(dòng)系統(tǒng)；和(f)在制動(dòng)點(diǎn)利用遠(yuǎn)程制動(dòng)控制系統(tǒng)激勵(lì)制動(dòng)系統(tǒng)。


通過參照結(jié)合附圖所做的描述可更好地理解本發(fā)明，其中
圖1是列車的示意圖，其包含根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面構(gòu)造而成的分布式控制系統(tǒng)；圖2是顯示了分布式動(dòng)力系統(tǒng)的構(gòu)件的示意圖；圖3是顯示了 PTC系統(tǒng)的構(gòu)件的示意圖；圖4是顯示了 DP和PTC裝置集成于單個(gè)動(dòng)力單元中的示意圖；和圖5是顯示了本發(fā)明操作方面的曲線圖。
具體實(shí)施例方式參照附圖，其中在各種視圖中，相同的標(biāo)號(hào)表示相同的元件，圖1描述了列車10， 其包含根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面構(gòu)造而成的分布式控制系統(tǒng)。列車10包括多個(gè)聯(lián)接的車廂12 和兩個(gè)或更多個(gè)提供牽引力的機(jī)車或其它單元，其在這里被統(tǒng)稱為“動(dòng)力單元” 14。單個(gè)車 廂12通過制動(dòng)管16而聯(lián)接在一起，制動(dòng)管16傳送由動(dòng)力單元14中單獨(dú)的空氣制動(dòng)控制 器18所規(guī)定的空氣壓力變化。這里所用術(shù)語“空氣制動(dòng)控制器”通常指一個(gè)或多個(gè)構(gòu)件， 其協(xié)作以便有選擇地保持或釋放制動(dòng)管16中的壓力，并可包括機(jī)械閥門、與這些閥門相關(guān) 聯(lián)的電氣或電子控制器、或其組合。各個(gè)車廂12設(shè)有已知類型的空氣制動(dòng)系統(tǒng)，其用于當(dāng) 制動(dòng)管16中的壓力下降時(shí)將空氣制動(dòng)應(yīng)用于車廂12上，并且當(dāng)壓力上升時(shí)解除空氣制動(dòng)。其中一個(gè)動(dòng)力單元14，通常位于列車10前面，其被表示為“本務(wù)”動(dòng)力單元14A，而 剩余動(dòng)力單元14被表示為“遠(yuǎn)程”動(dòng)力單元14B。本務(wù)動(dòng)力單元14A包括本務(wù)無線電收發(fā) 器20A，其用于在機(jī)車組內(nèi)部的通信信道上接收和發(fā)送無線電頻率(RF)通信。專用的頻帶 和數(shù)據(jù)格式不是關(guān)鍵的。在一個(gè)示例中，信道是單個(gè)FM半雙工通信信道，并且單獨(dú)的無線 電傳輸包含經(jīng)過FSK編碼的串行二進(jìn)制碼。本務(wù)動(dòng)力單元14A還包括本務(wù)分布式動(dòng)力(DP) 系統(tǒng)22A和目標(biāo)制動(dòng)系統(tǒng)24，其均可操作地連接在本務(wù)收發(fā)器20A和本務(wù)制動(dòng)控制器18A 上。應(yīng)該注意在附圖中，所示連接各裝置或構(gòu)件的線代表其邏輯或功能上的相互連接，而不 需要物理連接。例如在某些實(shí)施中，這些連接可采用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)上的消息的形式。遠(yuǎn)程動(dòng)力單元14B裝備有與本務(wù)動(dòng)力單元14A中的相似構(gòu)件相對(duì)應(yīng)的遠(yuǎn)程收發(fā)器 20B、遠(yuǎn)程DP系統(tǒng)22B、遠(yuǎn)程制動(dòng)控制系統(tǒng)25和遠(yuǎn)程制動(dòng)控制器18B。應(yīng)該懂得，動(dòng)力單元 14可以是相同裝備的，并且根據(jù)各自單元中的控制的設(shè)定，任何動(dòng)力單元14都可用作本務(wù) 動(dòng)力單元14A或遠(yuǎn)程動(dòng)力單元14B。在所示的示例中，遠(yuǎn)程制動(dòng)控制系統(tǒng)25是與本務(wù)動(dòng)力 單元14A中的制動(dòng)系統(tǒng)相同的目標(biāo)制動(dòng)系統(tǒng)，但應(yīng)該懂得如以下更詳細(xì)論述的那樣可使用 更簡(jiǎn)單的單元。此外，遠(yuǎn)程制動(dòng)控制系統(tǒng)25能夠安裝在其中一個(gè)無動(dòng)力的軌道車廂12上 或列車組中的另一車輛上，以代替其中一個(gè)遠(yuǎn)程動(dòng)力單元14B。圖2示意性地顯示了安裝在本務(wù)動(dòng)力單元14A中的本務(wù)DP系統(tǒng)22A，應(yīng)該懂得其 還代表遠(yuǎn)程動(dòng)力單元14B中的安裝。其包括控制臺(tái)26，控制臺(tái)26包含多個(gè)聯(lián)接在空氣制 動(dòng)控制臺(tái)28上的控制和警報(bào)，控制臺(tái)28包含用于各種空氣制動(dòng)功能的控制。DP控制單元 30聯(lián)接在控制臺(tái)26、收發(fā)器20A和空氣制動(dòng)控制器18A上。本務(wù)動(dòng)力單元14A中所應(yīng)用的 控制輸入，例如反向器位置、節(jié)流閥設(shè)定值和制動(dòng)范圍(從完全釋放至完全或緊急應(yīng)用的 范圍內(nèi))由DP控制單元30進(jìn)行編碼，并傳輸至遠(yuǎn)程動(dòng)力單元14B中的收發(fā)器18B上。遠(yuǎn) 程DP系統(tǒng)22B接收這些命令并解碼，并在遠(yuǎn)程動(dòng)力單元14B中執(zhí)行這些命令。利用一個(gè)或 多個(gè)遠(yuǎn)程動(dòng)力單元14B極大地減少了所需要的制動(dòng)距離，因?yàn)橛袃蓚€(gè)流出點(diǎn)(例如制動(dòng)閥 孔)，并且因?yàn)樵诟鱾€(gè)車廂和最近的流出點(diǎn)之間的制動(dòng)管16的平均路徑長(zhǎng)度比僅使用一個(gè)制動(dòng)控制器18時(shí)更短。圖3示意性地顯示了安裝在本務(wù)動(dòng)力單元14A中的目標(biāo)制動(dòng)系統(tǒng)24，應(yīng)該懂得其還代表了遠(yuǎn)程動(dòng)力單元14B中的安裝。數(shù)據(jù)無線電模塊32通常處于接收模式，并對(duì)來自線 路服務(wù)器(未顯示)的進(jìn)入的方案和權(quán)限消息進(jìn)行解碼，并將該數(shù)據(jù)傳遞給速度監(jiān)視及強(qiáng) 制計(jì)算機(jī)，其被稱為目標(biāo)制動(dòng)控制單元34。目標(biāo)制動(dòng)控制單元34的硬件構(gòu)件包括中央處 理單元(CPU)、用于儲(chǔ)存程序的只讀存儲(chǔ)器、用于儲(chǔ)存從輸入的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)和固定數(shù)據(jù)中得到 的瞬時(shí)數(shù)據(jù)的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器、以及圖2中所示的目標(biāo)制動(dòng)控制單元34的輸入和輸出的接定位單元提供了對(duì)目標(biāo)制動(dòng)控制單元34的位置輸入，從而目標(biāo)制動(dòng)控制單元34 可確定正確的列車控制指令。在所示的示例中，定位單元是一種連接在天線38上的全球定 位系統(tǒng)(GPS)接收器接口模塊(RIM) 36，但可替代或在GPS之外額外使用其它裝置或系統(tǒng)， 例如差分GPS、LORAN、INS、輪轉(zhuǎn)速計(jì)或線路轉(zhuǎn)發(fā)器以提供位置信息。對(duì)目標(biāo)制動(dòng)控制單元 34的其它輸入包括來自速度傳感器40，例如機(jī)車上的軸轉(zhuǎn)速計(jì)的輸入，以及監(jiān)視控制室中 的反向器42的位置的輸入，使得目標(biāo)制動(dòng)控制單元34知曉列車10的運(yùn)動(dòng)方向。當(dāng)然，來 自速度傳感器40的信息容易被轉(zhuǎn)換成列車10的行駛距離和運(yùn)動(dòng)速度，用于供速度強(qiáng)制邏 輯使用。出于舉例說明的目的，懲罰制動(dòng)命令被描繪為通過制動(dòng)控制器18A來應(yīng)用。應(yīng)該 注意目標(biāo)制動(dòng)系統(tǒng)24或遠(yuǎn)程制動(dòng)控制系統(tǒng)25可通過單獨(dú)的“罰閥”(未顯示)而選擇地連 接在制動(dòng)管16上。定位在駕駛室中的操作員顯示與控制單元46將以下數(shù)據(jù)顯示給列車工作人員， 例如列車行駛的“當(dāng)前速度”、當(dāng)前實(shí)際的“速度限制”、“當(dāng)前里程標(biāo)”、“線路名稱”、運(yùn)動(dòng)方 向、響應(yīng)于即將起用的速度限制的“目標(biāo)速度”、英尺為單位的“至目標(biāo)的距離”和按秒表示 的“懲罰的時(shí)間”，其通知技術(shù)人員如果列車?yán)^續(xù)在其當(dāng)前速度下行駛時(shí)則將應(yīng)用懲罰制動(dòng) 之前剩下的時(shí)間。上述組成目標(biāo)制動(dòng)系統(tǒng)24的構(gòu)件組通常是包含在帶有所謂正向列車控 制(PTC)系統(tǒng)的列車中的構(gòu)件。相似的系統(tǒng)在工業(yè)中還被稱為自動(dòng)列車保護(hù)(ATP)或自動(dòng) 列車操作(ATO)系統(tǒng)。不管其專用的硬件配置如何，目標(biāo)制動(dòng)系統(tǒng)24的關(guān)鍵方面是識(shí)別制 動(dòng)目標(biāo)，并且如果在制動(dòng)目標(biāo)處不滿足規(guī)定的速度條件則操作列車10的制動(dòng)系統(tǒng)的能力。在操作過程中，目標(biāo)制動(dòng)控制單元34掃描速度限制，并且如果前面要減速則基于 當(dāng)前速度、目標(biāo)速度、軌道坡度和列車制動(dòng)能力而計(jì)算制動(dòng)距離。在操作員顯示器46上將 “目標(biāo)速度”和所計(jì)算的“至目標(biāo)的距離”顯示給列車工作人員。然后，計(jì)算必須起動(dòng)制動(dòng)的 距離和時(shí)間。如果剩余時(shí)間小于預(yù)定的限制，例如六十秒，那么就顯示“懲罰的時(shí)間”。如果 剩余時(shí)間小于另一限制，例如一秒，那么就通過接口 44應(yīng)用懲罰制動(dòng)。如果剩余時(shí)間大于 六十秒，則不采取動(dòng)作。目標(biāo)制動(dòng)控制單元34還將例行數(shù)據(jù)發(fā)送給操作員顯示器46，以使 顯示器顯示“當(dāng)前速度”、“速度限制”、“當(dāng)前里程標(biāo)”和其它信息。圖4顯示了一種將目標(biāo)制動(dòng)系統(tǒng)24 (或遠(yuǎn)程制動(dòng)單元25)和DP系統(tǒng)22結(jié)合起來 的可行方法。在這個(gè)示例中，目標(biāo)制動(dòng)控制單元34通過網(wǎng)絡(luò)到達(dá)DP收發(fā)器20，從而可由 DP收發(fā)器20接收消息并傳送給目標(biāo)制動(dòng)控制單元34，或從目標(biāo)制動(dòng)控制單元34傳送給DP 收發(fā)器20，然后進(jìn)行廣播。任何可靠的通信路徑都可用于在本務(wù)動(dòng)力單元14A和遠(yuǎn)程動(dòng)力單元14B之間傳送 消息(即提供機(jī)車組內(nèi)部的通信信道)。出于實(shí)際原因，如上所述可使用DP收發(fā)器20。作為備選，可使用現(xiàn)有的目標(biāo)制動(dòng)數(shù)據(jù)無線電信道(例如900MHz、220MHz或50MHz頻帶)。許多機(jī)車如今都裝備有多個(gè)通信無線電，并使用通信管理單元或無線訪問路由器來選擇最佳 可用路徑。例如，圖4顯示了可選的通信管理單元48，其具有對(duì)若干不同的通信信道(例如 FM、無線蜂窩、衛(wèi)星)的訪問權(quán)限，并且可操作以便在目標(biāo)制動(dòng)控制單元34和基于操作條件 而選擇的最佳可用通信信道之間雙向傳送數(shù)據(jù)。對(duì)于所有或一部分機(jī)車組內(nèi)部的通信信道 還可使用有線通信?；氐綀D1，這種分布式控制系統(tǒng)操作如下。在初始條件中，列車10如上所述將在 目標(biāo)制動(dòng)系統(tǒng)24的監(jiān)管下操作，而遠(yuǎn)程制動(dòng)控制單元25仍保持備用模式。當(dāng)目標(biāo)制動(dòng)系 統(tǒng)24識(shí)別前方制動(dòng)目標(biāo)，例如圖5中所描繪的停止點(diǎn)“S”時(shí)，參考標(biāo)注為“Cl”的速度-距 離或“制動(dòng)曲線”的第一曲線，以確定制動(dòng)應(yīng)用點(diǎn)“P1”，其離停止點(diǎn)S距離“D1”。作為缺省 條件，如果在列車10到達(dá)點(diǎn)Pl時(shí)沒有做出減速的話，目標(biāo)制動(dòng)系統(tǒng)24將執(zhí)行懲罰制動(dòng)應(yīng) 用。制動(dòng)曲線Cl是基于若干因素進(jìn)行計(jì)算的，包括列車10的配置和質(zhì)量、速度、針對(duì)具體 列車類型的制動(dòng)性能、軌道坡度等等。其是基于假定本務(wù)動(dòng)力單元14A在沒有遠(yuǎn)程動(dòng)力單 元14B幫助下執(zhí)行所有制動(dòng)作用的相對(duì)保守基礎(chǔ)之上進(jìn)行計(jì)算的。這可稱為“長(zhǎng)的”制動(dòng) 曲線。除了在制動(dòng)點(diǎn)Pl之前或制動(dòng)點(diǎn)上簡(jiǎn)單的減速檢查之外，或作為其備選，目標(biāo)制動(dòng)系 統(tǒng)24還可強(qiáng)迫制動(dòng)曲線，使得列車?yán)L出的速度在所有時(shí)間都必須保持在該曲線以下。接下來，本務(wù)目標(biāo)制動(dòng)系統(tǒng)24在機(jī)車組內(nèi)部的通信信道上將目標(biāo)傳送給遠(yuǎn)程制 動(dòng)控制系統(tǒng)25。作為響應(yīng)，遠(yuǎn)程制動(dòng)控制單元25切換至激活模式，并且跟蹤至目標(biāo)的距離。 如上面提到的那樣，遠(yuǎn)程制動(dòng)控制系統(tǒng)25包括定位單元，其確定遠(yuǎn)程動(dòng)力單元14B離目標(biāo) (其在本例中為停止點(diǎn)S)的距離。因此，由遠(yuǎn)程制動(dòng)控制系統(tǒng)25計(jì)算的至目標(biāo)的距離可減 去遠(yuǎn)程動(dòng)力單元14B離本務(wù)動(dòng)力單元14A的距離，從而達(dá)到更為精確的至目標(biāo)的距離。如 果至制動(dòng)應(yīng)用點(diǎn)“P2”還沒有開始減速，則遠(yuǎn)程制動(dòng)控制系統(tǒng)25還使自身“配備成”準(zhǔn)備好 執(zhí)行懲罰制動(dòng)應(yīng)用，制動(dòng)應(yīng)用點(diǎn)“P2”離目標(biāo)距離“D2”，其充分地小于距離D1。點(diǎn)“P2”是 根據(jù)第二制動(dòng)曲線“C2”確定的。類似于第一制動(dòng)曲線Cl，第二制動(dòng)曲線C2是基于若干因 素進(jìn)行計(jì)算的，包括列車的質(zhì)量和配置、速度、針對(duì)具體列車類型的制動(dòng)性能等等。不同于 第一或“長(zhǎng)的”制動(dòng)曲線Cl，第二制動(dòng)曲線C2是基于假定本務(wù)動(dòng)力單元14A在遠(yuǎn)程動(dòng)力單 元14B的輔助下應(yīng)用列車制動(dòng)的相對(duì)樂觀的基礎(chǔ)上進(jìn)行計(jì)算的。這可被稱為“短的”制動(dòng) 曲線。除了在制動(dòng)點(diǎn)P2之前或制動(dòng)點(diǎn)上簡(jiǎn)單的減速檢查之外，或作為其備選，遠(yuǎn)程制動(dòng)控 制系統(tǒng)25還可強(qiáng)迫制動(dòng)曲線，使得列車?yán)L出的速度在所有時(shí)間都必須保持在該曲線以下。當(dāng)遠(yuǎn)程制動(dòng)控制系統(tǒng)25配備就緒時(shí)，其在機(jī)車組內(nèi)部的通信信道上將確認(rèn)消息 發(fā)送給目標(biāo)制動(dòng)單元24。確認(rèn)格式優(yōu)選滿足針對(duì)關(guān)鍵的列車控制信息的可靠度標(biāo)準(zhǔn)，并可 包括例如重傳、校驗(yàn)和、循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRCs)或其它錯(cuò)誤校驗(yàn)技術(shù)。對(duì)于這種關(guān)鍵的列車 控制通信的接受的協(xié)議在本領(lǐng)域中是已知的。如果目標(biāo)制動(dòng)系統(tǒng)24從遠(yuǎn)程制動(dòng)控制系統(tǒng)25中接收到配備就緒的滿意的確認(rèn)消 息時(shí)，其將使自身重設(shè)于一種條件下，使得如果在列車10到達(dá)點(diǎn)P2時(shí)還沒有做出減速時(shí)， 其將執(zhí)行懲罰制動(dòng)應(yīng)用。這是在相信遠(yuǎn)程制動(dòng)控制系統(tǒng)25也配備成相同的目標(biāo)和制動(dòng)曲 線并且將有助于懲罰制動(dòng)應(yīng)用的情況下完成的。如果沒有收到合適的確認(rèn)，那么目標(biāo)制動(dòng) 系統(tǒng)24將繼續(xù)將列車10的操作顯示給操作員，并強(qiáng)制列車10的操作采取列車制動(dòng)的缺省 的“長(zhǎng)的制動(dòng)曲線”性能。在目標(biāo)制動(dòng)的某些實(shí)施中，除了滿足制動(dòng)曲線的減速要求之外，還可能需要在某個(gè)時(shí)間或位置檢測(cè)到制動(dòng)管空氣壓力降低。如果遠(yuǎn)程制動(dòng)控制系統(tǒng)25“配 備”就緒時(shí)，檢測(cè)要求可被延遲以匹配第二制動(dòng)曲線C2。 假定DP系統(tǒng)仍保持操作，列車10將以線速操作，并將在點(diǎn)“P2”之前開始受控制 的制動(dòng)。由于輔助的制動(dòng)，所以其將不會(huì)由目標(biāo)制動(dòng)系統(tǒng)24或遠(yuǎn)程制動(dòng)控制系統(tǒng)25觸發(fā) 懲罰制動(dòng)應(yīng)用。如果條件發(fā)生變化，使得減速或停止不再是必須的，或遇到新的制動(dòng)目標(biāo) 時(shí)，那么目標(biāo)制動(dòng)系統(tǒng)24將根據(jù)要求更新遠(yuǎn)程制動(dòng)控制系統(tǒng)25，以清除制動(dòng)目標(biāo)和/或配 備新的制動(dòng)目標(biāo)。如果DP系統(tǒng)的任何部分(包括通信信道)失效并且遠(yuǎn)程制動(dòng)不可用，那么駕駛員 將不能僅由本務(wù)動(dòng)力單元14A來保持短的制動(dòng)距離應(yīng)用制動(dòng)。在這些情況下，目標(biāo)制動(dòng)系 統(tǒng)24和遠(yuǎn)程制動(dòng)控制系統(tǒng)25將強(qiáng)制懲罰應(yīng)用，以保證根據(jù)短的制動(dòng)曲線C2來停止列車10 的能力。除了懲罰制動(dòng)之外，目標(biāo)制動(dòng)系統(tǒng)24和遠(yuǎn)程制動(dòng)控制器25可被編程以應(yīng)用逐級(jí) 制動(dòng)率、全服務(wù)制動(dòng)率或緊急制動(dòng)率。當(dāng)已經(jīng)知道列車前面必須停止或減速時(shí)，可將制動(dòng) 率預(yù)編程植入到各個(gè)遠(yuǎn)程單元14B的制動(dòng)控制系統(tǒng)中，并通過數(shù)據(jù)通信進(jìn)行配備。如果數(shù) 據(jù)通信在后面被中斷，那么仍可保證執(zhí)行預(yù)編程的制動(dòng)率。此外，通過與現(xiàn)有DP系統(tǒng)相互 連接，可使用目標(biāo)制動(dòng)系統(tǒng)和遠(yuǎn)程制動(dòng)控制系統(tǒng)來應(yīng)用得到保證的遠(yuǎn)程動(dòng)力單元14B的動(dòng) 力制動(dòng)。如果條件發(fā)生變化，使得減速或停止不再必要，那么可通過數(shù)據(jù)通信更新遠(yuǎn)程控制器。如上面示例中所述，分布式控制系統(tǒng)包括傳統(tǒng)DP和目標(biāo)制動(dòng)系統(tǒng)的硬件。然而應(yīng) 該懂得，為了取得這里所述的結(jié)果，許多不同的架構(gòu)也是可行的。從概念上來講，對(duì)于各個(gè) 遠(yuǎn)程動(dòng)力單元14A，僅有的硬件要求(除了 DP硬件之外，如果使用的話)是(1)控制單元， 其能夠接收、儲(chǔ)存和執(zhí)行來自本務(wù)目標(biāo)制動(dòng)系統(tǒng)24的制動(dòng)命令；(2)制動(dòng)控制器，其可操作 地連接在控制單元上；和(3)用于確定遠(yuǎn)程動(dòng)力單元14B的絕對(duì)位置或相對(duì)位置、或遠(yuǎn)程 動(dòng)力單元14B所行駛的距離，并將該位置或距離信息報(bào)告給控制單元的裝置。在某些情況 下，可能需要將這些功能的某些或所有功能并入到現(xiàn)有DP系統(tǒng)中，而非安裝整個(gè)目標(biāo)制動(dòng) 系統(tǒng)。如果遠(yuǎn)程制動(dòng)控制系統(tǒng)25不是目標(biāo)制動(dòng)系統(tǒng)，那么除了制動(dòng)目標(biāo)以外的信息，例如 坡度和/或即將來臨的坡度信息、或至制動(dòng)點(diǎn)的距離信息都可從目標(biāo)制動(dòng)系統(tǒng)傳輸至遠(yuǎn)程 制動(dòng)控制系統(tǒng)25。然后，遠(yuǎn)程制動(dòng)控制系統(tǒng)25所執(zhí)行的制動(dòng)應(yīng)用可基于例如行駛距離而非 位置的準(zhǔn)則。除了上述分布式動(dòng)力和目標(biāo)制動(dòng)系統(tǒng)之外，或作為其備選，列車10可包含優(yōu)化程 序。優(yōu)化程序總體地用標(biāo)號(hào)50表示，并如圖1中所示配置為本務(wù)優(yōu)化程序50A，其可操作地 通過例如數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)而連接在本務(wù)動(dòng)力單元50中的本務(wù)DP系統(tǒng)22A和目標(biāo)制動(dòng)系統(tǒng)24上。 相似的遠(yuǎn)程優(yōu)化程序50B顯示為可操作地連接在遠(yuǎn)程動(dòng)力單元14B中的遠(yuǎn)程DP系統(tǒng)22B 和遠(yuǎn)程制動(dòng)控制單元25上。注意，優(yōu)化程序50不需要任何特別的硬件，而相反可由運(yùn)行在 DP系統(tǒng)22、目標(biāo)制動(dòng)系統(tǒng)24、或攜帶于列車10上的任何其它處理器上的軟件來實(shí)現(xiàn)。優(yōu)化程序50接受輸入信息，其專用于在車上或從遠(yuǎn)程地點(diǎn)，例如調(diào)度中心(未顯 示)來計(jì)劃旅程。這種輸入信息可包括，但不局限于，列車位置、機(jī)車組描述(例如動(dòng)力單 元模型)、動(dòng)力單元描述、動(dòng)力單元牽引力傳輸?shù)男阅?、依?jù)輸出功率的發(fā)動(dòng)機(jī)燃料的消耗、 冷卻特征、預(yù)期旅程線路(依據(jù)里程標(biāo)的有效的軌道坡度和曲率或“有效坡度”分量，其反映了遵循標(biāo)準(zhǔn)鐵路慣例的曲率)、由車廂結(jié)構(gòu)所代表并與有效阻力系數(shù)加載在一起的列車10、旅程所需參數(shù)，其包括但不局限于，出發(fā)時(shí)間和地點(diǎn)、結(jié)束地點(diǎn)、所需旅行時(shí)間、工作人 員(用戶和/或操作員)身份、工作人員換班時(shí)間和路線。該數(shù)據(jù)可以許多方式提供給優(yōu)化程序50，例如但不局限于，操作員通過目標(biāo)制動(dòng) 系統(tǒng)的控制與顯示單元46 (見圖3)而手動(dòng)輸入該數(shù)據(jù)，將包含數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)裝置例如硬盤卡 和/或USB驅(qū)動(dòng)器插入到動(dòng)力單元14上的插座中，以及通過無線通信從中部或旁邊位置， 例如軌道信號(hào)裝置和/或線路裝置將該信息傳輸給優(yōu)化程序50。動(dòng)力單元和列車負(fù)載特征 (例如阻力)還可隨線路(例如隨軌道和軌道車廂的高度、環(huán)境溫度和條件)而變化，并且 可根據(jù)需要通過上述任何方法和/或通過實(shí)時(shí)自主地收集機(jī)車/列車的條件而更新計(jì)劃， 以反映這種變化。這包括例如由動(dòng)力單元14上的監(jiān)視設(shè)備或場(chǎng)外監(jiān)視設(shè)備所檢測(cè)到的在 動(dòng)力單元或列車特征方面的變化。優(yōu)化程序50根據(jù)所選擇的優(yōu)化目標(biāo)使用輸入信息來計(jì)算旅行計(jì)劃或“方案”，該 方案經(jīng)過計(jì)算，以便在服從沿著線路在所需的出發(fā)和結(jié)束時(shí)間內(nèi)的速度限制的約束下實(shí)現(xiàn) 所選擇的目標(biāo)。該方案包含列車有待遵循的速度和動(dòng)力(檔)設(shè)定值，其表示為距離和/ 或時(shí)間的函數(shù)，并且這種列車操作限制包括，但并局限于，最大檔動(dòng)力和制動(dòng)設(shè)定值、依據(jù) 位置而定的速度限制以及預(yù)計(jì)使用的燃料和所產(chǎn)生的排放。從更廣泛的意義上說，無論在 列車水平、機(jī)車組水平和/或動(dòng)力單元水平上，該方案都為列車10提供了動(dòng)力設(shè)定值。這 里參照方案所使用的術(shù)語“動(dòng)力”可理解為包括牽引作用、動(dòng)力制動(dòng)、機(jī)車制動(dòng)和/或列車 制動(dòng)(空氣制動(dòng))。例如可靈活設(shè)置目標(biāo)，以便在服從排放和速度限制的約束下最大限度地減小燃料 消耗量，在服從燃料使用和到達(dá)時(shí)間的約束下最大限度地減小排放，最大限度地減小車輪 作用在軌道上的側(cè)力，或者最大限度地減小列車中縱向緩沖力和牽引力。例如還可以設(shè)置 目標(biāo)為在不受總排放或燃料使用的約束下最大程度地減小總的行駛時(shí)間，其中這種約束的 解除將是此任務(wù)所允許或所需要的。這可能發(fā)生在例如，當(dāng)需要列車10盡可能快地進(jìn)入側(cè) 線，騰出干線以避免延誤需要占用干線的另一列車時(shí)。優(yōu)化程序50通過提示列車駕駛員做出節(jié)流和制動(dòng)應(yīng)用，或通過自動(dòng)地產(chǎn)生用于 節(jié)流、動(dòng)力制動(dòng)和/或列車制動(dòng)的指令(例如通過連接到目標(biāo)制動(dòng)系統(tǒng)24和/或DP系統(tǒng) 22)，或通過提示和自動(dòng)控制的組合而實(shí)現(xiàn)該方案。從其最普遍的意義上說，優(yōu)化程序50確 定一組或一系列加速度，以應(yīng)用于列車10。這里使用的術(shù)語“加速度”總地說來意味著“速 度變化”，其包含速度的增加和減少以及方向上的變化。帶有優(yōu)化程序50的列車10可利用上述分布式控制確認(rèn)原理而操作如下。最初， 利用上述輸入信息計(jì)算基線方案?；€方案是基于相對(duì)保守的一組操作特征進(jìn)行計(jì)算的， 其假定本務(wù)動(dòng)力單元14A在沒有遠(yuǎn)程動(dòng)力單元14B的幫助下提供所有牽引作用和所有動(dòng)力 制動(dòng)和機(jī)車制動(dòng)以及列車制動(dòng)應(yīng)用。本質(zhì)上說，基線方案使用第一組加速能力。接下來，計(jì)算備選方案，并通過例如在機(jī)車組內(nèi)部的通信信道上經(jīng)由本務(wù)優(yōu)化程 序50A的發(fā)送而傳輸給遠(yuǎn)程優(yōu)化程序50B。作為響應(yīng)，遠(yuǎn)程優(yōu)化程序50B使其本身“配備” 為準(zhǔn)備好根據(jù)備選方案執(zhí)行列車控制命令。類似于基線方案，備選方案是基于上述輸入信 息進(jìn)行計(jì)算的。然而，不同于基線方案，備選方案是基于相對(duì)樂觀的基礎(chǔ)進(jìn)行計(jì)算的，其假 定本務(wù)動(dòng)力單元14A在遠(yuǎn)程動(dòng)力單元14B的幫助下提供牽引作用和/或應(yīng)用制動(dòng)(例如機(jī)車制動(dòng)、動(dòng)力制動(dòng)和/或列車制動(dòng)(空氣制動(dòng)))。換句話說，備選方案的計(jì)算考慮了至少一 個(gè)分布式控制功能的狀態(tài)。備選方案可使用第二組加速能力，其至少在一個(gè)方面比第一組 加速能力好得多，例如更高水平的加速/減速能力。當(dāng)遠(yuǎn)程優(yōu)化程序50配備就緒時(shí)，其在機(jī)車組內(nèi)部的通信信道將確認(rèn)消息發(fā)送給 本務(wù)優(yōu)化程序50。確認(rèn)格式優(yōu)選滿足針對(duì)關(guān)鍵的列車控制信息的可靠度標(biāo)準(zhǔn)，并可包括例 如重傳、校驗(yàn)和、循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRCs)或其它錯(cuò)誤校驗(yàn)技術(shù)。對(duì)于這種關(guān)鍵的列車控制通 信的接受的協(xié)議在本領(lǐng)域中是已知的。如果本務(wù)優(yōu)化程序50從遠(yuǎn)程優(yōu)化程序接收到滿意的配備就緒的確認(rèn)時(shí)，其將自 身重新設(shè)定為一種情況，使其在控制列車10和/或提示操作員時(shí)將遵循備選方案。這是在 相信遠(yuǎn)程優(yōu)化程序50也依照備選方案來配備并且將有助于列車控制的條件下完成的。如 果沒有收到合適的確認(rèn)，本務(wù)優(yōu)化程序50將繼續(xù)按照與基線方案相關(guān)聯(lián)的相對(duì)降低的列 車性能來控制列 車10和/或提示操作員。假定DP系統(tǒng)22或本務(wù)動(dòng)力單元14A和遠(yuǎn)程動(dòng)力單元14B的其它接口仍保持操作， 列車10可根據(jù)備選方案利用實(shí)時(shí)命令進(jìn)行操作，并且將經(jīng)歷相對(duì)于列車僅受前端機(jī)車組 的控制而言增強(qiáng)的性能(例如加速和減速)。增強(qiáng)的性能可被更緊靠在一起(更緊間隔) 運(yùn)行的列車很好地使用，并可在給定的軌道區(qū)間增加列車的吞吐量。如果DP系統(tǒng)的任何部分或在本務(wù)動(dòng)力單元14A和遠(yuǎn)程動(dòng)力單元14B之間的其它 接口(包括通信信道)失效，并且實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程控制不可用時(shí)，那么駕駛員或本務(wù)優(yōu)化程序50A 將不能保持僅來自本務(wù)動(dòng)力單元14A的備選方案。在這些情況下，本務(wù)優(yōu)化程序50A和遠(yuǎn) 程優(yōu)化程序50B將獨(dú)立地控制之前配備和確認(rèn)的備選方案，從而保證根據(jù)備選方案控制列 車10的加速度和制動(dòng)的能力。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的特征在于提供了一種控制列車的方法，這種列車包括本務(wù) 動(dòng)力單元、至少一個(gè)遠(yuǎn)程動(dòng)力單元和至少一個(gè)車廂。在這個(gè)實(shí)施例中，該方法包括計(jì)算方 案，其描述了當(dāng)列車在預(yù)定線路上行駛時(shí)應(yīng)用于列車的至少一個(gè)加速度；在通信信道上將 該方案從本務(wù)動(dòng)力單元傳輸至遠(yuǎn)程動(dòng)力單元；根據(jù)方案利用本務(wù)動(dòng)力單元將至少一個(gè)加速 度應(yīng)用于列車；利用遠(yuǎn)程動(dòng)力單元接收方案；在通信信道上將遠(yuǎn)程動(dòng)力單元依照該方案配 備的確認(rèn)信息從遠(yuǎn)程動(dòng)力單元傳輸至本務(wù)動(dòng)力單元；以及根據(jù)方案利用遠(yuǎn)程動(dòng)力單元將加 速度應(yīng)用于列車。該方案可經(jīng)過計(jì)算以實(shí)現(xiàn)(i)優(yōu)化消耗的燃料；( )優(yōu)化排放；(iii) 優(yōu)化在預(yù)定的出發(fā)點(diǎn)和終點(diǎn)之間的旅行時(shí)間；(iv)最大限度地減小車輪作用在軌道上的 側(cè)力；和/或(ν)最大程度地減小列車中的縱向緩沖力和牽引力。前面已經(jīng)描述了一種用于列車的分布式控制系統(tǒng)和方法。該方法容許列車操作 監(jiān)視系統(tǒng)例如正向列車控制(PTC)通過利用比沒有考慮分布式制動(dòng)應(yīng)用時(shí)保證為更短的 制動(dòng)曲線來操作列車，以更接近障礙物(信號(hào)燈或其它列車)。該方法可使更短的制動(dòng)曲 線以安全關(guān)鍵的方式，在比電動(dòng)氣動(dòng)控制(ECP)制動(dòng)方法更少的成本和更大的可靠性下實(shí) 現(xiàn)。雖然已經(jīng)描述了本發(fā)明的特定的實(shí)施例，但是本領(lǐng)域中的技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不脫離 本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)可對(duì)其做出各種修改。用于上述分布式控制系統(tǒng)的其它應(yīng)用的一 些示例包括，但不局限于(1)專用軌道應(yīng)用，在這種應(yīng)用中，列車的控制來自中心位置而 非本務(wù)機(jī)車，例如通信可單獨(dú)地從基站至各個(gè)機(jī)車而非通過機(jī)車組內(nèi)部的無線電設(shè)備；(2) 在有或沒有駕駛員或車載控制臺(tái)的條件下使用自動(dòng)列車操作系統(tǒng)；和(3)應(yīng)用于ECP制動(dòng)系統(tǒng)，以替代空氣制動(dòng)管控制系統(tǒng)(即如果沿著列車的有線或無線制動(dòng)鏈路被斷開，那么 這里所述的系統(tǒng)可提供對(duì)列車10的“被隔離”部分的備用路徑，以允許意外事故情況下的 操作)。因此， 前面對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例和用于實(shí)踐本發(fā)明的最佳模式的描述僅僅是出于 舉例說明的目的而提供的，而非出于限制目的，本發(fā)明由權(quán)利要求來限定。
權(quán)利要求
一種控制列車的方法，所述列車包括本務(wù)動(dòng)力單元、至少一個(gè)遠(yuǎn)程動(dòng)力單元和至少一個(gè)車廂，所述方法包括利用通信信道將用于所述遠(yuǎn)程動(dòng)力單元的指令傳輸至所述遠(yuǎn)程動(dòng)力單元，以便在未來的某個(gè)時(shí)間將至少一個(gè)加速度應(yīng)用于所述列車；利用所述遠(yuǎn)程動(dòng)力單元來接收所述指令；利用所述通信信道將所述遠(yuǎn)程動(dòng)力單元配備成可執(zhí)行所述指令的確認(rèn)從所述遠(yuǎn)程動(dòng)力單元傳輸至所述本務(wù)動(dòng)力單元；以及計(jì)算方案，所述方案描述了當(dāng)所述列車在預(yù)定線路上行駛時(shí)將應(yīng)用于所述列車的至少一個(gè)加速度，其中，所述計(jì)算是至少部分地基于所述本務(wù)動(dòng)力單元是否已經(jīng)接收到所述確認(rèn)而確定的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括在沒有來自所述遠(yuǎn)程動(dòng)力單元的確認(rèn)時(shí)，計(jì)算由所述列車使用的基線方案；和 在存在來自所述遠(yuǎn)程動(dòng)力單元的確認(rèn)時(shí)，計(jì)算由所述列車使用的備選方案。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述基線方案是利用所述列車的第一組 加速能力進(jìn)行計(jì)算的，所述備選方案是利用所述列車的第二組加速能力進(jìn)行計(jì)算的，其中， 所述第二組加速能力至少在一個(gè)方面比所述第一組加速能力更好。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一組加速能力和所述第二組加速 能力考慮了牽引作用、動(dòng)力制動(dòng)或制動(dòng)中的至少一個(gè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括提示操作員根據(jù)所計(jì)算的方案而 將至少一個(gè)加速度應(yīng)用于所述列車。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括利用所述本務(wù)動(dòng)力單元和所述遠(yuǎn) 程動(dòng)力單元中的至少一個(gè)而根據(jù)所計(jì)算的方案將至少一個(gè)加速度應(yīng)用于所述列車。
7.—種控制列車的方法，所述列車包括本務(wù)動(dòng)力單元、至少一個(gè)遠(yuǎn)程動(dòng)力單元和至少 一個(gè)車廂，所述方法包括計(jì)算基線方案，所述基線方案描述了當(dāng)所述列車在預(yù)定線路上行駛時(shí)將應(yīng)用于所述列 車的第一組加速度；計(jì)算備選方案，所述備選方案描述了當(dāng)所述列車在所述預(yù)定線路上行駛時(shí)將應(yīng)用于所 述列車的第二組加速度；在通信信道上將所述備選方案?jìng)鬏斨了鲞h(yuǎn)程動(dòng)力單元； 利用所述遠(yuǎn)程動(dòng)力單元接收所述備選方案；傳輸所述遠(yuǎn)程動(dòng)力單元依照所述備選方案配備的確認(rèn)，所述確認(rèn)在所述通信信道上從 所述遠(yuǎn)程動(dòng)力單元傳輸至所述本務(wù)動(dòng)力單元；和在沒有來自所述遠(yuǎn)程動(dòng)力單元的確認(rèn)時(shí)，選擇所述基線方案用于供所述列車使用；和 在存在來自所述遠(yuǎn)程動(dòng)力單元的確認(rèn)時(shí)，選擇所述備選方案用于供所述列車使用。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述基線方案是利用所述列車的第一組 加速能力進(jìn)行計(jì)算的，所述備選方案是利用所述列車的第二組加速能力進(jìn)行計(jì)算的，其中， 所述第二組加速能力至少在一個(gè)方面比所述第一組加速能力更好。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述第一組加速能力和所述第二組加速 能力考慮了牽引作用、動(dòng)力制動(dòng)或制動(dòng)中的至少一個(gè)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，還包括提示操作員根據(jù)所選擇的方案而 將至少一個(gè)加速度應(yīng)用于所述列車。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，還包括利用所述本務(wù)動(dòng)力單元和所述遠(yuǎn) 程動(dòng)力單元中的至少一個(gè)而根據(jù)所選擇的方案將至少一個(gè)加速度應(yīng)用于所述列車。
12. —種控制列車的方法，所述列車包括本務(wù)動(dòng)力單元、至少一個(gè)遠(yuǎn)程動(dòng)力單元和至少 一個(gè)車廂，所述方法包括計(jì)算方案，所述方案描述了當(dāng)所述列車在預(yù)定線路上行駛時(shí)將應(yīng)用于所述列車的至少 一個(gè)加速度；在通信信道上將所述方案從所述本務(wù)動(dòng)力單元傳輸至所述遠(yuǎn)程動(dòng)力單元；利用所述本務(wù)動(dòng)力單元，根據(jù)所述方案將至少一個(gè)加速度應(yīng)用于所述列車；利用所述遠(yuǎn)程動(dòng)力單元來接收所述方案；傳輸所述遠(yuǎn)程動(dòng)力單元依照所述方案配備的確認(rèn)，所述確認(rèn)在所述通信信道上從所述 遠(yuǎn)程動(dòng)力單元傳輸至所述本務(wù)動(dòng)力單元；和利用所述遠(yuǎn)程動(dòng)力單元，根據(jù)所述方案將加速度應(yīng)用于所述列車。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，還包括在沒有來自所述遠(yuǎn)程動(dòng)力單元的確認(rèn)時(shí)，根據(jù)基線方案利用所述本務(wù)動(dòng)力單元將加速 度應(yīng)用于所述列車；和在存在來自所述遠(yuǎn)程動(dòng)力單元的確認(rèn)時(shí)，根據(jù)備選方案利用所述本務(wù)動(dòng)力單元將加速 度應(yīng)用于所述列車。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述備選方案是假定所述列車的加速 能力比所述基線方案好得多的情況下而計(jì)算的。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，還包括根據(jù)所述備選方案利用所述遠(yuǎn) 程動(dòng)力單元而將加速度應(yīng)用于所述列車。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，至少一個(gè)加速度是通過所述本務(wù)動(dòng)力 單元和所述遠(yuǎn)程動(dòng)力單元中的至少一個(gè)的牽引作用而應(yīng)用于所述列車的。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，至少一個(gè)加速度是通過所述本務(wù)動(dòng)力 單元和所述遠(yuǎn)程動(dòng)力單元中的至少一個(gè)的動(dòng)力制動(dòng)而應(yīng)用于所述列車的。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，至少一個(gè)加速度是通過所述本務(wù)動(dòng)力 單元、所述遠(yuǎn)程動(dòng)力單元和所述至少一個(gè)車廂中的至少一個(gè)的制動(dòng)而應(yīng)用于所述列車的。
19. 一種用于列車的控制系統(tǒng)，所述列車包括本務(wù)動(dòng)力單元、至少一個(gè)遠(yuǎn)程動(dòng)力單元和 至少一個(gè)具有制動(dòng)系統(tǒng)的車廂，所述控制系統(tǒng)包括可操作地聯(lián)接到所述制動(dòng)系統(tǒng)的目標(biāo)制動(dòng)系統(tǒng)，所述目標(biāo)制動(dòng)系統(tǒng)被編程以實(shí)現(xiàn)識(shí)別位于所述列車前方位置的制動(dòng)目標(biāo)；在通信信道上傳輸制動(dòng)目標(biāo)數(shù)據(jù)；和在位于所述制動(dòng)目標(biāo)之前的制動(dòng)點(diǎn)上激勵(lì)所述制動(dòng)系統(tǒng)，所述制動(dòng)點(diǎn)是根據(jù)預(yù)定的制 動(dòng)曲線而確定的；和可操作地連接到所述制動(dòng)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程制動(dòng)控制系統(tǒng)，所述遠(yuǎn)程制動(dòng)控制系統(tǒng)被編程以 實(shí)現(xiàn)接收所述制動(dòng)目標(biāo)數(shù)據(jù)；在所述通信信道上將所述遠(yuǎn)程制動(dòng)控制系統(tǒng)依照所述制動(dòng)目標(biāo)而配備的確認(rèn)傳輸至 所述目標(biāo)制動(dòng)系統(tǒng)；和在所述制動(dòng)點(diǎn)激勵(lì)所述制動(dòng)系統(tǒng)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述目標(biāo)制動(dòng)單元被編程以實(shí)現(xiàn) 在沒有來自所述遠(yuǎn)程制動(dòng)控制系統(tǒng)的確認(rèn)時(shí)，在根據(jù)第一制動(dòng)曲線所確定的第一制動(dòng)點(diǎn)激勵(lì)所述制動(dòng)系統(tǒng)；和 在存在來自所述遠(yuǎn)程制動(dòng)控制系統(tǒng)的確認(rèn)時(shí)，在根據(jù)第二制動(dòng)曲線所確定的第二制動(dòng) 點(diǎn)激勵(lì)所述制動(dòng)系統(tǒng)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第二制動(dòng)點(diǎn)比所述第一制動(dòng) 點(diǎn)更接近所述制動(dòng)目標(biāo)。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述遠(yuǎn)程制動(dòng)控制系統(tǒng)被編程以 便在所述第二制動(dòng)點(diǎn)激勵(lì)所述制動(dòng)系統(tǒng)。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述目標(biāo)制動(dòng)系統(tǒng)和所述遠(yuǎn)程制 動(dòng)控制單元各包括適合于為其提供位置信息的相應(yīng)的定位單元。
24.根據(jù)權(quán)利要求19所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括可操作地連接到所述制動(dòng)系統(tǒng)的本務(wù)分布式動(dòng)力(DP)系統(tǒng)，所述本務(wù)DP系統(tǒng)適合于 在所述通信信道上傳輸制動(dòng)命令；和遠(yuǎn)程DP系統(tǒng)，所述遠(yuǎn)程DP系統(tǒng)包括DP控制單元，所述DP控制單元可操作地連接到所 述制動(dòng)系統(tǒng)，并適合于響應(yīng)從所述本務(wù)DP系統(tǒng)所接收的制動(dòng)命令而激勵(lì)所述制動(dòng)系統(tǒng)；其 中，所述本務(wù)DP系統(tǒng)被攜帶于所述本務(wù)動(dòng)力單元中，所述遠(yuǎn)程DP系統(tǒng)被攜帶于所述遠(yuǎn)程動(dòng) 力單元中。
25.根據(jù)權(quán)利要求19所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述目標(biāo)制動(dòng)系統(tǒng)和所述遠(yuǎn)程制 動(dòng)控制系統(tǒng)被編程為只有在不滿足預(yù)定的速度條件時(shí)才激勵(lì)所述制動(dòng)系統(tǒng)。
26.根據(jù)權(quán)利要求19所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述目標(biāo)制動(dòng)系統(tǒng)被攜帶于所述本務(wù)動(dòng)力單元中，所述遠(yuǎn)程制動(dòng)控制系統(tǒng)被攜帶于所述遠(yuǎn)程動(dòng)力單元中。
全文摘要
一種分布式控制列車節(jié)流閥和制動(dòng)的方法，包括將指令傳輸給遠(yuǎn)程動(dòng)力單元，以便在未來某個(gè)時(shí)間將至少一個(gè)加速度應(yīng)用于列車；接收指令；將遠(yuǎn)程動(dòng)力單元配備成可執(zhí)行指令的確認(rèn)傳輸給本務(wù)動(dòng)力單元；以及計(jì)算方案，該方案描述了當(dāng)列車在預(yù)定線路上行駛時(shí)將應(yīng)用于列車上的至少一個(gè)加速度。這種計(jì)算是至少部分地基于本務(wù)動(dòng)力單元是否已經(jīng)接收到確認(rèn)而確定的。該指令可包含在方案中，其優(yōu)化了燃料消耗、排放和/或旅行時(shí)間。加速度可通過直接控制或通過提示操作員來執(zhí)行。在另一方面，經(jīng)過確認(rèn)的指令可用于確保根據(jù)預(yù)定的制動(dòng)曲線進(jìn)行制動(dòng)。
文檔編號(hào)B61C17/12GK101801760SQ200880107352
公開日2010年8月11日 申請(qǐng)日期2008年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月12日
發(fā)明者D·W·塞克, J·F·諾夫辛格, R·J·富瓦 申請(qǐng)人:通用電氣公司