CN101426676A - 用于在通信缺失期间自适应地确定用于通知列车的远程机车的制动施加水平的***、方法和计算机可读介质 - Google Patents

Abstract

在具有包括流体携带制动管(14)的制动***的铁路列车中，该制动管具有排出装置(52)并且连接牵引机车(12)和至少一个远程机车，该列车还包括用于在所述牵引机车和远程机车之间通信的通信***(24)，一种用于在通信缺失期间自适应地确定用于通知列车的远程机车的制动施加水平的方法，包括确定列车的制动***操作状况(72)。该方法还包括确定通信***的可操作性状况(74)，以及在通信***不可操作状况期间，识别在牵引机车处的操作员命令的制动施加水平(76)。该方法还包括响应于监视的制动***操作状况，确定足以经由所述制动管通知远程机车的通知制动施加水平(78)。

Description

用于在通信缺失期间自适应地确定用于通知列车的远程机车的制动施加水平的***、方法和计算机可读介质

技术领域

本发明的各实施例通常涉及机车控制领域，尤其涉及用于在通信缺失期间自适应地确定用于通知列车的远程机车的制动施加水平的方法。

背景技术

分布式动力列车操作从列车组中的牵引机车和与牵引机车分隔开的一个或多个远程机车提供动能。每个牵引和远程机车包括用于控制制动操作的空气制动控制***和用于通过通信链路在牵引和远程机车之间交互信息的通信***。制动管流体地互连列车的每个机车和轨道车厢，其中流体流量(如制动管中的流体压力)的调制传统上用于指示期望的制动操作。制动施加典型地通过排气(venting)或减少制动管中的压力来完成。然而，只在列车的牵引机车处的制动管排气要求相应的制动管压力减少沿着列车长度的传播，因此减慢了在轨道车厢和靠近列车末端的远程机车的制动施加。在分布式动力列车中，通过在列车的牵引和远程机车处都排气制动管更有效地实现了制动，因此加速了制动管排气和贯穿列车的制动的施加。

对于具有牵引和远程机车之间的可操作通信链路的分布式动力列车来说，无线牵引和制动命令典型地通过该链路发送到每个远程单元，如在牵引处的列车操作员命令制动施加时。例如，响应于无线制动施加命令，每个远程机车也排气制动管。类似地，在牵引处起动的制动释放也通过无线电链路通信，并且每个远程可以通过释放其制动和充气制动管来响应。

在分布式动力列车中无线电通信变得不可操作时，可能期望命令正经历无线电通信缺失的机车进入操作的故障安全模式，如禁用在远程处的制动管的充气或排气，和/或减少远程的牵引状况。这种故障安区状态可以通过在牵引处施加制动以生成沿着制动管传播到远程机车的制动管施加信号来起动。例如，当在牵引机车处指示通信缺失状况时，牵引机车的操作员可以通过经由制动管施加最小制动应用给列车来命令故障安全状态。该沿着制动管从牵引机车传播的最小制动应用信号然后被解释为延缓制动管充气和/或在远程机车处进入空闲牵引状态的命令。

发明内容

在一个实施例中，本发明包括一种用于在通信缺失期间自适应地确定用于通知列车的远程机车的制动施加水平的方法，该铁路列车具有包括流体携带制动管的制动***，该制动管具有排出装置并且连接牵引机车和至少一个远程机车，该铁路列车还包括用于在所述牵引机车和远程机车之间通信的通信***。该方法包括确定列车的制动***操作状况和确定通信***的可操作性状况。该方法还包括在通信***不可操作状况期间，识别在牵引机车处的操作员命令的制动施加水平。该方法还包括响应于制动***操作状况、通信***的可操作性状况和操作员命令的制动施加水平的至少一种，确定足以经由所述制动管通知远程机车的通知制动施加水平。

在另一个实施例中，本发明包括一种用于在通信缺失期间自适应地确定用于通知列车的远程机车的制动施加水平的***，该铁路列车具有包括流体携带制动管的制动***，该制动管具有排出装置并且连接牵引机车和至少一个远程机车，该铁路列车还包括用于在所述牵引机车和远程机车之间通信的通信***。该***包括用于确定列车的制动***操作状况的第一传感器和用于确定通信***的可操作性状况的第二传感器。该***还包括第三传感器，用于在通信***不可操作状况期间，识别在牵引机车处的操作员命令的制动施加水平。该***还包括控制器，其与第一、第二和第三传感器通信，并且被配置用于响应于制动***操作状况、通信***的可操作性状况和操作员命令的制动施加水平的至少一种，确定足以经由所述制动管通知远程机车的通知制动施加水平。

在另一个实施例中，本发明包括一种包含程序指令的计算机可读介质，该程序指令用于在通信缺失期间自适应地确定用于通知列车的远程机车的制动施加水平，该铁路列车具有包括流体携带制动管的制动***，该制动管具有排出装置并且连接牵引机车和至少一个远程机车，该铁路列车还包括用于在所述牵引机车和远程机车之间通的通信***。该计算机可读介质包括用于确定列车的制动***操作状况的计算机程序代码和用于确定通信***的可操作性状况的计算机程序代码。该计算机可读介质还包括用于在通信***不可操作状况期间、识别在牵引机车处的操作员命令的制动施加水平的计算机程序代码。该计算机可读介质还包括用于响应于制动***操作状况、通信***的可操作性状况和操作员命令的制动施加水平的至少一种，确定足以经由所述制动管通知远程机车的通知制动施加水平的计算机程序代码。

附图说明

当结合附图阅读以下的详细描述时，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解，贯穿附图，相同标号表示相同部分，在附图中：

图1是用于在通信缺失期间自适应地确定用于通知分布式动力列车的远程机车的制动施加水平的示例性***的示意图；以及

图2是用于在通信缺失期间自适应地确定用于通知分布式动力列车的远程机车的制动施加水平的示例性方法的流程图。

具体实施方式

本发明人已经在通信缺失状况的情况下运行的分布式动力列车中观察到：如果制动管还没有从之前的制动状态充分地充气，则由牵引机车的操作员进行的用于命令远程机车进入空闲状态和/或延缓制动管充气的制动施加可能不沿着制动管传播到远程机车。因此，在通信缺失时段期间，远程机车可能保持牵引和/或制动充气状态，这可能导致不期望地长的停止距离，过高的列车力等。为了补偿上述问题，列车操作员需要估计列车长度和配置，确定是否施加或释放列车制动，以及评估制动管的充气状况的状态，以便确定在通信缺失状况期间在列车的远程机车处实现期望的牵引和/或充气状况所需的制动管压力减少的量。发明人已经开发了创新性的方案，其使得操作员不必评估列车配置和列车运行参数以确定足以通知远程机车以实现远程机车的期望的运行状况的制动施加水平。

图1是用于在通信缺失期间自适应地控制来自列车(如分布式动力列车)的牵引机车12的、用于通知远程机车的制动施加的示例性***10的示意图。***10可以包括接收气源40的调节/均衡储存器(reservoir)控制阀门20。调节/均衡储存器控制阀门20可操作用于经由排气口52选择性排出空气，以及经由到储存器50的流体连接提供空气，以便控制列车制动的施加和释放。储存器50还可以提供空气给也经由气源40接收空气的中继阀门18。调节/均衡储存器控制阀门20可以通过手动操作的制动杆54控制和/或可以被自动控制，以便选择性排出空气或提供空气给均衡储存器50，该均衡储存器50反过来经由中继阀门18控制制动管14，以便实现制动施加或制动释放的期望水平。

***10还可以包括用于经由通信链路34与一个或多个远程机车(未示出)通信的通信***24(如无线通信***)。通信***24可以从通信***24生成通信可操作性状态信息28，其指示无线链路34是否可操作用于与列车的一个或多个远程机车通信。指示器66可以接收通信可操作性状态信息28，并且响应于通信可操作性状态信息28生成指示(如视觉和/或听觉的指示)给操作员。

在本发明的一个方面，***10包括从流体流量传感器22接收流体流量信号26的控制器16。流体流量传感器22监视制动管流体流量的状况(如在牵引机车12处进入制动管14的流体流量)，并且响应于感测的流体流量状况生成流体流量信号26。控制器16还可以从流体压力传感器32接收流体压力信号36。流体压力传感器32可以监视制动管流体压力的状况(如在牵引机车处制动管14中的流体压力)，并且响应于感测的流体流量状况生成流体压力信号36。制动管流体压力可以指示在牵引机车12命令的制动施加水平。控制器16还可以从储存器压力传感器58接收响应于储存器50中的流体压力的储存器压力信号56。控制器16还可以从排出流量传感器62接收响应于从调节/均衡储存器控制阀门20流出的排出流量的排出流量信号60。控制器16还可以从通信***24接收通信可操作性状态信息28，其指示无线链路34是否可操作用于与列车的一个或多个远程机车12通信。控制器16还可以例如响应于制动阀门杆54的位置接收制动施加状态信号，指示操作员命令的制动施加或释放。控制器16可以采用本领域已知的任何形式，例如模拟或数字微处理器或计算机，并且可以集成到或与用于涉及牵引机车12的操作的其它功能的一个或多个控制器组合。

在本发明的一个实施例中，控制器16可以被配置用于提供自适应制动施加控制方案，该施加控制方案用于在通信缺失期间经由制动管通知分布式动力列车的远程机车。该方案可以包括自动控制制动施加和/或提供指示给列车的操作员以用于控制制动施加。例如，控制器16可以被配置用于实现在通信缺失状态期间、确定足以通知远程机车减少牵引力和/或限制在远程机车处的制动管的充气的制动施加的步骤。基于确定的足够的制动施加，当操作员在通信缺失期间命令不足的制动施加时，控制器16可以例如经由显示器64通知操作员需要施加额外的制动施加以确保制动信号传播到远程。在另一个实施例中，控制器16可以基于确定的足够的制动施加自动控制制动施加，以确保命令足够的制动施加。这种过程所需的步骤可以以硬件、可由处理器16访问和执行并且可以存储在方便用于特定应用的任何介质(如存储器38)上的任何形式的软件和/或固件实现。

如图2的流程图70所示，各步骤可以包括确定列车的制动***操作状况72以及确定通信***的可操作性状况74。各步骤还可以包括识别在通信***不可操作状况期间、在牵引机车处的操作员命令的制动施加水平76。各步骤然后可以包括响应于制动***操作状况、通信***的可操作性状况和操作员命令的制动施加水平的至少一种，确定足以经由所述制动管通知远程机车的通知制动施加水平。

为了执行这些步骤，图1的控制器16可以被配置用于监视列车的制动状态(如制动施加状态或制动释放状态)和/或制动状态的持续时间。控制器16还可以监视列车制动***的各元件各自的操作状况，如通过监视信号26、36、60和56。在所示的通信缺失状态期间，例如，通过通信可操作性状态信号28，控制器16可以使用监视的制动状态和监视的信号来确定用于经由制动管14可靠地命令远程机车的操作状况的适当的制动施加。

在示例实施例中，当在制动释放状态期间出现通信缺失时，控制器16可以被配置用于基于制动流量信号26的值来提供制动施加水平。控制器16可以被配置用于为相对较小的感测流量生成较小的施加，而为相对较大的感测流量生成较大的施加。生成可以包括提供适当的制动施加水平的指示和/或可以包括自动施加适当的制动施加水平。例如，当感测流量小于约20立方英尺每分钟(cfm)时，可以生成约7磅每平方英尺(psi)的最小服务施加作为足以确保得到的制动管信号被传播到远程机车。因此，如果操作员已经进行了最小服务施加，则可以不需要额外的制动施加。对于在约20cfm和约60cfm之间感测流量，可以生成约15psi的完全服务施加。因此，如果操作员只进行了最小服务施加，则可能需要约8psi的额外制动施加。对于大于约60cfm的感测流量，可以生成紧急施加。

当在制动施加状态期间出现通信缺失时，控制器16可以被配置用于基于由操作员命令的制动施加水平、从制动施加开始经过的时间和/或制动管排气流量来生成制动施加水平。例如，对于小于约16psi的制动施加，并且在通信缺失发生时制动施加的起动开始已经经过大于约90秒，并且当制动管排气已经停止时，例如，当排气流量约为0cfm时，可以由控制器16生成约为10psi的补充制动施加。当通信缺失出现时制动施加的起动开始已经经过小于约90秒，或当制动管正在排气时，或当已经施加了大于约16psi的制动施加时，可以由控制器16生成紧急施加。

在本发明的另一个实施例中，***10可以包括存储制动方案的存储器38，该制动方案包括对应于列车制动***的制动施加和运行参数的制动施加水平。控制器16可以包括可执行用于访问存储在存储器38中的制动方案的逻辑，用于自适应地确定在通信缺失期间用于通知分布式动力列车的远程机车的制动应用施加水平。在本发明的一个方面，制动方案可以响应于如前所示的列车制动***的运行参数实现制动施加水平。

基于前述描述，本发明可以使用包括计算机软件、固件、硬件或其子组的任何组合的计算机编程或设计技术实现，其中技术效果是自适应确定在通信缺失期间用于通知分布式动力列车的远程机车的制动应用施加水平。任何这种得到的程序，具有计算机可读代码装置，可以实现或提供在一个或多个计算机可读介质内，从而制造根据本发明的计算机程序产品，及，制造产品。计算机可读介质可以例如是固定(硬)驱动器、盘、光盘、磁带、半导体存储器(如只读存储器(ROM)等)、或任何发送/接收介质(如因特网或其它通信网络或链路)。可以通过从一个介质直接执行代码、通过将代码从一个介质复制到另一个介质、或通过网络发送代码来制造和/或使用包含计算机代码的制造产品。

计算机科学领域的技术人员将容易地能够组合如上所述创建的软件和适当的通用或专用计算机硬件(如微处理器)，来创建实现本发明的方法的计算机***或子***。用于制造、使用或销售本发明的装置可以是一个或多个处理***，包括但不限于中央处理单元(CPU)、存储器、存储设备、通信链路和设备、服务器、I/O设备、或一个或多个处理***的任何字组件，该处理***包括实现本发明的软件、固件、硬件或其子组的任何组合。

尽管已经在此示出和描述了本发明的各种实施例，但是显而易见的是只通过示例的方式提供这种实施例。可以进行各种变化、改变和替代而不偏离这里的本发明。因此，意图在于本发明只由权利要求的精神和范围限定。

相关申请的交叉引用

本申请要求基于2006年4月18日提交的、申请号为No.60/792,888的美国临时申请的优先权，在此通过引用并入其全部内容。

Claims (18)

1.在具有包括流体携带制动管的制动***的铁路列车中，该制动管具有排出装置并且连接牵引机车和至少一个远程机车，该列车还包括用于在所述牵引机车和远程机车之间通信的通信***，一种用于在通信缺失期间自适应地确定用于通知列车的远程机车的制动施加水平的方法，包括：

确定列车的制动***操作状况；

确定通信***的可操作性状况；

在通信***不可操作状况期间，识别在牵引机车处的操作员命令的制动施加水平，以及

响应于制动***操作状况、通信***的可操作性状况和操作员命令的制动施加水平的至少一种，确定足以经由所述制动管通知远程机车的通知制动施加水平。

2.如权利要求1所述的方法，还包括当所述通知制动施加水平大于所述操作员命令的制动施加水平时，自动施加额外量的制动施加。

3.如权利要求1所述的方法，还包括当所述通知制动施加水平大于所述操作员命令的制动施加水平时，通知牵引机车的操作员需要额外量的制动施加。

4.如权利要求1所述的方法，其中确定列车的制动***操作状况包括感测制动管流体流量、制动管流体压力、流体储存器压力以及制动***排出流量的至少一个。

5.如权利要求1所述的方法，还包括当操作员命令的制动施加水平指示制动释放状态时，响应于感测的制动管流体流量生成通知制动施加水平。

6.如权利要求5所述的方法，还包括当所述感测的制动流体流量小于约20立方英尺每分钟时，生成约7磅每平方英寸的通知制动施加水平。

7.如权利要求5所述的方法，还包括当所述感测的制动流体流量在约20立方英尺每分钟和约60立方英尺每分钟之间时，生成约15磅每平方英寸的通知制动施加水平。

8.如权利要求5所述的方法，还包括当所述感测的制动流体流量大于约60立方英尺每分钟时，生成紧急制动施加水平。

9.如权利要求1所述的方法，还包括当操作员命令的制动施加水平指示制动施加状态时，响应于由操作员命令的制动施加水平、从制动施加开始经过的时间、以及制动管排出流量的至少一个，生成通知制动施加水平。

10.如权利要求9所述的方法，还包括当识别了通信***不可操作状况时，确定从操作员命令的制动施加水平的起动开始经过的时间。

11.如权利要求10所述的方法，还包括感测制动管排出流量。

12.如权利要求11所述的方法，还包括当操作员命令的制动施加水平小于约16立方英尺每分钟、已确定的从操作员命令的制动施加水平的起动开始经过的时间大于约90秒、并且感测的制动管排出流量约为0立方英尺每分钟时，生成约为10磅每平方英寸的额外制动施加水平。

13.如权利要求10所述的方法，还包括当从操作员命令的制动施加水平的起动开始已经经过小于约90秒时，生成紧急制动施加。

14.如权利要求10所述的方法，还包括当制动管流量大于约0立方英尺每分钟时，生成紧急制动施加水平。

15.如权利要求10所述的方法，还包括当操作员命令的制动施加水平大于约16磅每平方英寸时，生成紧急制动施加水平。

16.在具有包括流体携带制动管的制动***的铁路列车中，该制动管具有排出装置并且连接牵引机车和至少一个远程机车，该列车还包括用于在所述牵引机车和远程机车之间通信的通信***，一种用于在通信缺失期间自适应地确定用于通知列车的远程机车的制动施加水平的***，包括：

第一传感器，用于确定列车的制动***操作状况；

第二传感器，用于确定通信***的可操作性状况；

第三传感器，用于在通信***不可操作状况期间，识别在牵引机车处的操作员命令的制动施加水平，以及

控制器，其与第一、第二和第三传感器通信，并且被配置用于响应于制动***操作状况、通信***的可操作性状况、和操作员命令的制动施加水平的至少一种，确定足以经由所述制动管通知远程机车的通知制动施加水平。

17.如权利要求16所述的***，还包括与控制器通信的存储器，用于存储制动方案，该制动方案包括当识别了通信***的不可操作状况时，对应于制动***操作状况、操作员命令的制动施加水平和从制动施加开始经过的时间的至少一个的预定通知制动施加水平。

18.一种包含程序指令的计算机可读介质，该程序指令用于在通信缺失期间自适应地确定用于通知铁路列车的远程机车的制动施加水平，该铁路列车具有包括流体携带制动管的制动***，该制动管具有排出装置并且连接牵引机车和至少一个远程机车，该铁路列车还包括用于在所述牵引机车和远程机车之间通信的通信***，该计算机可读介质包括：

用于确定列车的制动***操作状况的计算机程序代码；

用于确定通信***的可操作性状况的计算机程序代码；

用于在通信***不可操作状况期间、识别在牵引机车处的操作员命令的制动施加水平的计算机程序代码；以及

用于响应于制动***操作状况、通信***的可操作性状况、和操作员命令的制动施加水平的至少一个，确定足以经由所述制动管通知远程机车的通知制动施加水平的计算机程序代码。

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