專利名稱：用于檢測沿任務(wù)路線的物理缺陷的系統(tǒng)、方法和計(jì)算機(jī)軟件代碼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明領(lǐng)域涉及動(dòng)力系統(tǒng)，并且更具體來說，涉及檢測動(dòng)力系統(tǒng)和/或動(dòng)力系統(tǒng)在其上行進(jìn)的任務(wù)路線的物理缺陷。
背景技術(shù)：
非限制性地諸如越野車、船舶、火車和其它軌道車輛系統(tǒng)、農(nóng)用車輛以及大貨車和大客車之類的動(dòng)力系統(tǒng)通常由非限制性地諸如柴油發(fā)動(dòng)機(jī)之類的動(dòng)力單元供電。對于軌道車輛系統(tǒng)，動(dòng)力系統(tǒng)是機(jī)車，它可以是還包括諸如運(yùn)貨車廂之類的多個(gè)軌道車的火車的一部分。通常作為火車的一部分來提供一個(gè)以上機(jī)車，其中機(jī)車的分組統(tǒng)稱為機(jī)車“編組(consist) ”。機(jī)車是具有許多子系統(tǒng)的復(fù)雜系統(tǒng)，其中每個(gè)子系統(tǒng)與其它子系統(tǒng)無關(guān)。操作員通常在機(jī)車上以確保機(jī)車的正確操作，并且當(dāng)存在機(jī)車編組時(shí)，操作員通常在本務(wù)機(jī)車上。如上所述，機(jī)車編組是共同操作以用于移動(dòng)火車的一組機(jī)車。除了確保機(jī)車或機(jī)車編組的正確操作之外，操作員還負(fù)責(zé)確定火車的操作速度以及火車中的力。為了執(zhí)行這些功能，操作員一般必須具有在指定地形上操作機(jī)車和多種火車的廣泛經(jīng)驗(yàn)。需要這種知識以便遵照可隨著沿軌道的火車位置而改變的規(guī)定操作速度。此外，操作員還負(fù)責(zé)確?；疖噧?nèi)的力保持在可接受限度之內(nèi)。但是，即使具有保證火車的安全操作的知識，操作員通常也無法操作火車以立即檢測火車在穿過某個(gè)路線時(shí)遇到的缺陷。通常通過使用安裝在火車的至少一個(gè)輪軸上和/或安裝在作為火車的一部分的至少一個(gè)機(jī)車的駕駛室中的加速計(jì)，或者通過使用至少一個(gè)測力計(jì)測量裝置來檢測這類缺陷。測力計(jì)測量儀器用于測量火車操作期間所遇到的“推動(dòng)或牽引”期間的力。更具體來說，測力計(jì)測量裝置能夠基于機(jī)車的至少一個(gè)是否為電動(dòng)(其中機(jī)車正推動(dòng)軌道車和/或非電動(dòng)機(jī)車和/或正牽引軌道車和/或非電動(dòng)機(jī)車)來測量軌道車和/或機(jī)車之間的車鉤處的力。加速計(jì)是用于測量加速度和重力感應(yīng)反作用力的裝置。單軸模型和多軸模型可用于作為向量檢測加速度的幅度和方向。加速計(jì)能夠用于感測傾斜度、振動(dòng)和沖擊(shock)。測力計(jì)測量儀器和加速計(jì)是可能因氣候和/或正常磨損而失靈的機(jī)械裝置。根據(jù)這些裝置之一可能出故障的時(shí)間，火車操作員可能沒有由這些裝置所提供的、在任務(wù)期間是可用的信息。因此，火車擁有者和操作員會(huì)獲益于具有在火車正執(zhí)行任務(wù)的同時(shí)檢測火車缺陷的另一種方式。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例涉及用于檢測沿動(dòng)力系統(tǒng)行進(jìn)的任務(wù)路線的缺陷的系統(tǒng)、方法和計(jì)算機(jī)軟件代碼。該系統(tǒng)包括連接到動(dòng)力系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，用于施加牽引力；以及處理器，其確定牽引力的施加中的和/或其它與動(dòng)力系統(tǒng)的牽引力關(guān)聯(lián)的計(jì)劃外變化?；谟?jì)劃外變化，處理器確定沿任務(wù)路線遇到的缺陷的類型。
在另一個(gè)實(shí)施例中，該方法包括監(jiān)測動(dòng)力系統(tǒng)的牽引力，以及識別牽引力的計(jì)劃外變化。使用處理器來確定所識別的牽引力的計(jì)劃外變化的類型?；谒R別的牽引力的計(jì)劃外變化的類型來確定沿任務(wù)路線的缺陷的類型。在又一個(gè)實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)軟件代碼存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上并且是采用處理器可執(zhí)行的。計(jì)算機(jī)軟件代碼包括在由處理器執(zhí)行時(shí)、用于采集與動(dòng)力系統(tǒng)的牽引力有關(guān)的信息的計(jì)算機(jī)軟件模塊。還包括在由處理器執(zhí)行時(shí)、用于識別牽引力的計(jì)劃外變化的計(jì)算機(jī)軟件模塊。還包括的是在由處理器執(zhí)行時(shí)、用于基于所識別的牽引力的計(jì)劃外變化的類型來確定沿任務(wù)路線的缺陷的類型的計(jì)算機(jī)軟件模塊。


將參照附圖所示的本發(fā)明的具體實(shí)施例來提供以上簡要描述的本發(fā)明的更具體描述。要理解，這些附圖僅描繪本發(fā)明的典型實(shí)施例，因此不要被理解為對其范圍的限制，將通過使用附圖、以附加特點(diǎn)和細(xì)節(jié)來描述和說明本發(fā)明的實(shí)施例，在附圖中圖I示出本發(fā)明的教導(dǎo)能夠適用的分布式動(dòng)力火車；圖2公開了描繪動(dòng)力系統(tǒng)的路線缺陷檢測系統(tǒng)的一示范實(shí)施例的框圖；以及圖3描繪了示出用于檢測沿動(dòng)力系統(tǒng)的任務(wù)路線的物理缺陷的方法的一示范實(shí)施例的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面將詳細(xì)參照本發(fā)明的示范實(shí)施例，在附圖中說明其示例。在可能的情況下，附圖中通篇使用的相同參考標(biāo)號表示相同或相似部件。如下面所公開，可公開同一元件的多個(gè)形式(multiple version) 0同樣，對于其它元件，公開單數(shù)形式。所公開的多個(gè)形式和所公開的單數(shù)形式均不能被理解為進(jìn)行限制。具體來說，雖然公開多個(gè)形式，但是也可使用單數(shù)形式。同樣，在公開單數(shù)形式的情況下，也可使用多個(gè)形式。雖然針對軌道車輛或鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)、具體為火車和機(jī)車來描述本發(fā)明的示范實(shí)施例，但是本發(fā)明的示范實(shí)施例也可適用于與其它動(dòng)力系統(tǒng)配合使用，其它動(dòng)力系統(tǒng)例如但不限于各可使用至少一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的船舶、越野車、農(nóng)用車輛、和/或運(yùn)輸車輛。為此，當(dāng)論述指定的任務(wù)時(shí)，其包括將由動(dòng)力系統(tǒng)所執(zhí)行的工作或要求。因此，針對軌道車輛、船舶、農(nóng)用車輛、大貨車或大客車、或者越野車應(yīng)用，這可表示集合動(dòng)力系統(tǒng)(其中提供一個(gè)以上單獨(dú)動(dòng)力系統(tǒng))從當(dāng)前位置到遠(yuǎn)程位置的移動(dòng)。雖然在論述火車或機(jī)車時(shí)易于認(rèn)識到柴油動(dòng)力系統(tǒng)，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員易于知道，本發(fā)明的實(shí)施例也可與非柴油動(dòng)力系統(tǒng)配合使用，例如但不限于天然氣動(dòng)力系統(tǒng)、生物柴油動(dòng)力系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、上述的組合等等。此外，單獨(dú)動(dòng)力系統(tǒng)可包括多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)、其它電源、和/或附加電源，例如但不限于電池源、電壓源(例如但不限于電容器)、化學(xué)源、基于壓力的源(例如但不限于彈簧和/或液壓脹接)、電流源(例如但不限于電感器)、慣性源(例如但不限于飛輪裝置)、基于重力的電源、和/或基于熱的電源。另外，電源可以是外部的，例如但不限于諸如機(jī)車或火車之類的電力系統(tǒng)，其中電力源自外部高架懸鏈線、第三軌、和/或磁懸浮線圈。通過提供用于當(dāng)動(dòng)力系統(tǒng)沿任務(wù)路線行進(jìn)時(shí)檢測任務(wù)路線上的缺陷的方法、系統(tǒng)以及諸如計(jì)算機(jī)軟件代碼或計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)之類的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)方法，本發(fā)明的示范實(shí)施例解決本領(lǐng)域的問題。針對機(jī)車，本發(fā)明的示范實(shí)施例在機(jī)車編組處于分布式動(dòng)力操作時(shí)也是可操作的。但是，分布式動(dòng)力操作不是只可適用于機(jī)車或火車。本文所公開的其它動(dòng)力系統(tǒng)也可工作在分布式動(dòng)力配置中。在本文檔中，使用術(shù)語“機(jī)車編組”。本文所使用的“機(jī)車編組”可描述為具有連接在一起以便提供電動(dòng)和/或制動(dòng)能力的連續(xù)的一個(gè)或多個(gè)機(jī)車。機(jī)車連接在一起，其中機(jī)車之間沒有火車車廂?；疖囋谄浣M成中能夠具有一個(gè)以上機(jī)車編組。具體來說，能夠存在本務(wù)編組和一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程編組，例如在車廂列的中間以及在火車末端的另一個(gè)遠(yuǎn)程編組。各機(jī)車編組可具有第一機(jī)車和尾機(jī)車。雖然第一機(jī)車通常被看作是本務(wù)機(jī)車，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員易于知道，多機(jī)車編組中的第一機(jī)車可在物理上位于物理尾部的位置。雖然機(jī)車編組通常被看作涉及連續(xù)機(jī)車，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員易于知道，甚至當(dāng)一個(gè)或多個(gè)軌道車分離機(jī)車時(shí)，例如當(dāng)機(jī)車編組配置用于分布式動(dòng)力操作(其中節(jié)流和制動(dòng)命令通過無線電鏈路或物理線纜從本務(wù)機(jī)車轉(zhuǎn)發(fā)到遠(yuǎn)程火車)時(shí)，機(jī)車的編組分組也可
識別為編組。為此，當(dāng)論述同一火車中的多個(gè)機(jī)車時(shí)，術(shù)語“機(jī)車編組”不應(yīng)當(dāng)被理解為限制因素。當(dāng)表示包括但不限于船舶、越野車、農(nóng)用車輛、和/或固定發(fā)電站等共同操作以便提供電動(dòng)、發(fā)電和/或制動(dòng)能力的其它類型的動(dòng)力系統(tǒng)時(shí)，本文所公開的“編組”的思路也可適用。因此，即使在本文中針對某些說明性實(shí)施例來使用術(shù)語“機(jī)車編組”，但是這個(gè)術(shù)語也可適用于其它動(dòng)力系統(tǒng)。類似地，子編組可存在。例如，動(dòng)力系統(tǒng)可具有一個(gè)以上發(fā)電單元。例如，發(fā)電站可具有一個(gè)以上柴油電力單元，其中可在子編組級進(jìn)行優(yōu)化。同樣，機(jī)車可具有一個(gè)以上柴油電力單元。此外，雖然針對軌道車輛來公開示范示例，但是這類公開不是要被理解為進(jìn)行限制。示范實(shí)施例也可適用于本文所公開的其它動(dòng)力系統(tǒng)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)知道，諸如數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)之類的包括CPU、存儲(chǔ)器、I/O、程序存儲(chǔ)、連接總線和其它適當(dāng)組件的設(shè)備可編程為或者設(shè)計(jì)成便于本發(fā)明的方法的實(shí)施。這種系統(tǒng)包括用于執(zhí)行本發(fā)明的方法的適當(dāng)程序部件。另外，與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)配合使用的諸如預(yù)先記錄盤、計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)或者其它相似計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品之類的制造產(chǎn)品可包括存儲(chǔ)介質(zhì)以及其上記錄的程序部件，用于指導(dǎo)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)來便于本發(fā)明的方法的實(shí)施。這類設(shè)備和制造產(chǎn)品也落入本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)。廣義來說，技術(shù)效果是當(dāng)動(dòng)力系統(tǒng)沿任務(wù)路線行進(jìn)時(shí)檢測任務(wù)路線上的缺陷。為了便于理解本發(fā)明的示范實(shí)施例，以下參照本發(fā)明的具體實(shí)現(xiàn)進(jìn)行描述?？稍谟稍O(shè)計(jì)成通常高速接收數(shù)據(jù)并執(zhí)行規(guī)定數(shù)學(xué)和/或邏輯運(yùn)算(其中這類運(yùn)算的結(jié)果可以顯示也可以不顯示)的非限制性地諸如計(jì)算機(jī)之類的任何裝置運(yùn)行的、諸如程序模塊之類的、計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的一般上下文中來描述本發(fā)明的示范實(shí)施例。一般來說，程序模塊包括執(zhí)行特定工作或者實(shí)現(xiàn)特定抽象數(shù)據(jù)類型的例程、程序、對象、組件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等。例如，作為本發(fā)明的示范實(shí)施例的基礎(chǔ)的軟件程序能夠通過不同編程語言來編碼，供與不同裝置或平臺(tái)配合使用。在以下描述中，本發(fā)明的示例可在采用萬維網(wǎng)瀏覽器的萬維網(wǎng)入口的上下文中來描述。但是大家將會(huì)意識到，作為本發(fā)明的示范實(shí)施例的基礎(chǔ)的原理也能夠采用其它類型的計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。
此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)意識到，本發(fā)明的示范實(shí)施例可采用其它計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置來實(shí)施，其中包括手持裝置、多處理器系統(tǒng)、基于微處理器或者可編程的消費(fèi)電子產(chǎn)品、小型計(jì)算機(jī)、大型計(jì)算機(jī)等等。本發(fā)明的示范實(shí)施例還可在分布式計(jì)算環(huán)境中實(shí)施，其中工作由通過至少一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)鏈接的遠(yuǎn)程處理裝置來執(zhí)行。在分布式計(jì)算環(huán)境中，程序模塊可位于包括存儲(chǔ)器存儲(chǔ)裝置的本地計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)和遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)兩者中?，F(xiàn)在將參照附圖來描述本發(fā)明的實(shí)施例。本發(fā)明的示范實(shí)施例能夠按照許多方式來實(shí)現(xiàn)，其中包括實(shí)現(xiàn)為系統(tǒng)(包括計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng))、方法(包括計(jì)算機(jī)化方法)、設(shè)備、計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)、計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品、包括萬維網(wǎng)入口的圖形用戶界面或者有形地固定在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。下面論述本發(fā)明的若干實(shí)施例。圖I示意示出按照本發(fā)明的一實(shí)施例的分布式動(dòng)力火車10。沿箭頭11所示方向行進(jìn)的火車10包括本務(wù)單元機(jī)車14和一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程單元機(jī)車12。所示示范火車10包括從本務(wù)單元14所控制的遠(yuǎn)程單元12。分布式動(dòng)力火車10還包括本務(wù)單元14與遠(yuǎn)程單
元12之間的多個(gè)軌道車20。圖I所示的本務(wù)機(jī)車14、遠(yuǎn)程機(jī)車12和軌道車20的布置只是示范性的，因?yàn)楸景l(fā)明的實(shí)施例能夠適用于其它機(jī)車/軌道車布置。例如，在遠(yuǎn)程單元12、軌道車20和本務(wù)單元14之間可存在其它遠(yuǎn)程單元，例如圖I所示的遠(yuǎn)程單元15，或者火車可以不包括軌道車20。各軌道車20包括空氣制動(dòng)系統(tǒng)(未示出)，空氣制動(dòng)系統(tǒng)響應(yīng)制動(dòng)管道22中的壓力下降而施加軌道車空氣制動(dòng)，并且響應(yīng)制動(dòng)管道22中的壓力上升而釋放空氣制動(dòng)。制動(dòng)管道22延伸于火車的長度，用于傳送本務(wù)單元14和遠(yuǎn)程單元12中的單獨(dú)制動(dòng)控制器(未示出)所指定的空氣壓力變化。本務(wù)單元14包括本務(wù)控制器30和射頻模塊28或者遠(yuǎn)程通信模塊，用于生成并且從本務(wù)單元14向遠(yuǎn)程單元12發(fā)出命令和消息，以及用于從其中接收應(yīng)答消息。在本務(wù)控制器30處響應(yīng)牽引控制器(節(jié)流閥)的操作員控制并且響應(yīng)本務(wù)單元14中的本務(wù)制動(dòng)控制器的操作員控制而生成命令。雖然將通信公開為使用射頻模塊來執(zhí)行，但是其它形式的通信也是可適用的，例如但不限于有線通信、串行通信、光、多個(gè)數(shù)據(jù)通路等等。遠(yuǎn)程單元12包括遠(yuǎn)程控制器32和遠(yuǎn)程通信模塊28，用于處理和響應(yīng)從本務(wù)單元14通過通信鏈路所傳送的傳輸(例如，通過在接收遠(yuǎn)程單元處施加牽引力或制動(dòng))，并且用于向本務(wù)單元14回送應(yīng)答消息(例如，確認(rèn)本務(wù)單元命令的接收和實(shí)現(xiàn))和狀態(tài)消息。(術(shù)語“控制器”包含單一控制器或獨(dú)立控制器兩者，例如微控制器或計(jì)算機(jī)以及可共同操作的控制器的系統(tǒng)。)來自測力計(jì)測量儀器和/或加速計(jì)的信息可在遠(yuǎn)程單元12處收集，并且傳遞給本務(wù)單元14。這種信息可用于確定或測量牽引力。牽引力可包括通過電動(dòng)、動(dòng)態(tài)制動(dòng)和/或空氣/摩擦制動(dòng)所產(chǎn)生的力。牽引力信息可如以上所公開方式和/或采用任何其它測量裝置來收集，和/或牽引力可使用指示力的現(xiàn)成信息(例如但不限于電動(dòng)機(jī)電流、馬力、與速度結(jié)合的馬力等)來確定/測量。各機(jī)車14和12還包括動(dòng)態(tài)制動(dòng)控制器38。本務(wù)機(jī)車14中的動(dòng)態(tài)制動(dòng)的施加生成通過通信鏈路傳遞給遠(yuǎn)程單元12的信號。對此進(jìn)行響應(yīng)，遠(yuǎn)程控制器32控制遠(yuǎn)程單元12的動(dòng)態(tài)制動(dòng)器38，以便激活動(dòng)態(tài)制動(dòng)。一般來說，動(dòng)態(tài)制動(dòng)的施加在火車的整個(gè)長度生成較均勻的制動(dòng)力。提供一種收發(fā)器，例如但不限于全球定位衛(wèi)星(“GPS”)收發(fā)器。圖2公開了描繪示出動(dòng)力系統(tǒng)10、如圖I所示的火車10的路線缺陷檢測系統(tǒng)的一示范實(shí)施例的框圖。該系統(tǒng)包括連接到動(dòng)力系統(tǒng)10的控制系統(tǒng)40，用于施加牽引力。在火車10的情況下，控制系統(tǒng)40可包括本務(wù)控制器30和/或圖I所示的其它子系統(tǒng)/組件或者作為其組成部分或者與其連接。包含處理器42，以便確定牽引力的施加的和/或其它與動(dòng)力系統(tǒng)10的牽引力關(guān)聯(lián)的計(jì)劃外變化。當(dāng)作為控制系統(tǒng)40的一部分、具有極少或沒有操作員輸入的自動(dòng)控制器43正操作火車10時(shí),牽引力的施加的計(jì)劃外變化可能發(fā)生。自動(dòng)控制器43的示例在轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人的旅程/任務(wù)優(yōu)化器專利申請中公開，例如美國專利申請?zhí)?1/765，443、11/669，364和11/385，354(參見例如日期為2007年9月20日的美國專利公開No. US2007-0219680-A1)，通過引用將其全部結(jié)合到本文中?？蓪⑿畔⑻峁┙o自動(dòng)控制器43，這將產(chǎn)生與先前計(jì)劃的牽引力的施加的偏差。計(jì)劃外變化可基于多個(gè)事件，包括但不限于產(chǎn)生于非預(yù)計(jì)外部狀況(即，車輪狀況、軌道狀況)的牽引力的變化和/或產(chǎn)生于控制器所接收的新信息的牽引力的變化(即，不是在它不受控制的意義上，而是在它不是先前計(jì)劃的一部分的意義上，牽引力的變化是計(jì)劃外的)?；谒_定的計(jì)劃外變化，處理器42確定沿任務(wù)路線的缺陷的類型。為了確定牽引力的施加的和/或其它與動(dòng)力系統(tǒng)的牽引力關(guān)聯(lián)的計(jì)劃外變化，例如，處理器42可使用
確定旅程優(yōu)化器加速度值和減速度值對電力和火力特性的算法。另外，處理器42能夠識別動(dòng)力系統(tǒng)10的多個(gè)輪軸的牽引力的重復(fù)計(jì)劃外降低和/或增加、施加牽引力的計(jì)劃外增加以滿足任務(wù)目標(biāo)、牽引力的循環(huán)計(jì)劃外增加和/或降低、和/或與牽引力關(guān)聯(lián)的阻力的短期變化。該系統(tǒng)還包括通知裝置44，以便通知操作員和/或路線保持器(保持動(dòng)力車輛的任務(wù)路線的實(shí)體)關(guān)于牽引力的計(jì)劃外變化和/或所確定缺陷的類型。還包含的是位置檢測裝置46，以便識別其中檢測到計(jì)劃外變化的沿任務(wù)路線的位置。還包含濾波裝置48或功能，它可與處理器42配合操作以確定計(jì)劃外變化和/或缺陷的類型。濾波裝置48可包括低通濾波器、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)濾波器、無限時(shí)間序列泰勒級數(shù)展開濾波器、有限時(shí)間序列泰勒級數(shù)展開濾波器、和/或卡爾曼濾波器?？刂葡到y(tǒng)40可響應(yīng)所檢測缺陷的類型而調(diào)整動(dòng)力系統(tǒng)的牽引力和/或速度?？上虿僮鲉T報(bào)告該調(diào)整以進(jìn)行調(diào)整，或者該調(diào)整在閉環(huán)配置中自發(fā)實(shí)現(xiàn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員易于知道，閉環(huán)配置是對閉環(huán)控制系統(tǒng)和/或過程的引用，其中操作基于來自系統(tǒng)中的元件的輸入和反饋?zhàn)园l(fā)執(zhí)行。因此，基于提供給處理器42的信息，系統(tǒng)可命令控制系統(tǒng)。缺陷可以是對路線的表面狀況的變化和/或?qū)εc路線表面接觸的動(dòng)力系統(tǒng)的一部分的變化的結(jié)果。因此，根據(jù)測量結(jié)果，可確定缺陷的類型。例如，在動(dòng)力系統(tǒng)是具有機(jī)車(例如，具有6個(gè)牽引電動(dòng)機(jī))的火車的情況下，可識別因鄰接軌道之間的間隙引起的軌道缺陷。當(dāng)機(jī)車經(jīng)過間隙時(shí)，機(jī)車的部分或全部6個(gè)牽引電動(dòng)機(jī)可遇到車輪滑動(dòng)(wheelslip)事故，因?yàn)檩^小附著力在軌道上的那個(gè)點(diǎn)是可用的。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)知道，當(dāng)機(jī)車是電動(dòng)時(shí)，全部6個(gè)牽引電動(dòng)機(jī)可提供動(dòng)力，或者更少牽引電動(dòng)機(jī)、如四個(gè)輪軸可提供動(dòng)力。使用以上公開的系統(tǒng)，可識別表示對遇到滑動(dòng)的輪軸重復(fù)的牽引力的降低的、可使用濾波器功能來檢測的重復(fù)特征(signature)，其中考慮動(dòng)力牽引電動(dòng)機(jī)的數(shù)量。車輪滑動(dòng)事故可以并不局限于單個(gè)機(jī)車?？蓪ν换疖囍械臋C(jī)車檢測車輪滑動(dòng)。因此，以上公開的系統(tǒng)可用于同一火車中的機(jī)車遇到車輪滑動(dòng)事故時(shí)。重復(fù)特征將與遇到軌道上的浮油或碎片的軌道車輛不同，因?yàn)榍皫讉€(gè)車輪將清潔軌道，以使得最后的輪軸/車輪會(huì)正常運(yùn)行?？赏ㄟ^系統(tǒng)感測或檢測動(dòng)力系統(tǒng)中的牽引電動(dòng)機(jī)(或者與其關(guān)聯(lián))的電信號，或者通過檢測或測量動(dòng)力系統(tǒng)中的一個(gè)或多個(gè)牽引相關(guān)組件的機(jī)械運(yùn)動(dòng)并且分析或比較所檢測或所測量值與預(yù)計(jì)或趨勢值，來確定牽引力的施加的計(jì)劃外變化。然后，例如，可通過與車輛的配置和所述的任務(wù)路線相比較，分析牽引力的計(jì)劃外變化的性質(zhì)或特性，來確定所述的缺陷的類型。在另一個(gè)示例中，可檢測軌道車上的鎖定輪軸事故。如果要求/檢測到牽引力的突然步長增加，并且沒有對應(yīng)降低發(fā)生，則這可能識別為與軌道車上的鎖定輪軸關(guān)聯(lián)。在另一個(gè)示例中，可檢測車輪上的平點(diǎn)或磨損區(qū)?？蓹z測這個(gè)缺陷，因?yàn)樽R別牽引力的周期轉(zhuǎn)速變化。以上公開的系統(tǒng)監(jiān)測與車輪的轉(zhuǎn)速對應(yīng)的頻率響應(yīng)以監(jiān)測異常頻率。如果異常頻率通過機(jī)車與軌道車之間的車鉤和/或互相通信系統(tǒng)來傳送，則還可識別遇到平點(diǎn)的車輛。圖3描繪了示出用于檢測沿動(dòng)力系統(tǒng)的任務(wù)路線的物理缺陷的方法的一示范實(shí)施例的流程圖60。在62，監(jiān)測動(dòng)力系統(tǒng)的牽引力。在64，識別牽引力的計(jì)劃外變化。在66，使用處理器確定牽引力的計(jì)劃外變化的類型。(除非另加說明，否則計(jì)劃外變化的“類型”
包括牽引力的計(jì)劃外變化的類別和/或計(jì)劃外變化的一個(gè)或多個(gè)特性或方面。)本領(lǐng)域技術(shù)人員易于知道，處理器不一定是通用處理器或計(jì)算機(jī)。如以上所公開，處理器可以是用于以極少或沒有操作員輸入來操作火車的系統(tǒng)的一部分。在68，沿任務(wù)路線的缺陷的類型基于所識別的牽引力的計(jì)劃外變化的類型來確定。如以上所公開，缺陷可以是對路線的表面狀況的變化和/或?qū)εc路線表面接觸的動(dòng)力系統(tǒng)的一部分的變化的結(jié)果。確定牽引力的計(jì)劃外變化的類型可包括識別動(dòng)力系統(tǒng)的多個(gè)輪軸的牽引力的重復(fù)計(jì)劃外降低和/或增加、施加牽引力的計(jì)劃外增加以滿足任務(wù)目標(biāo)、牽引力的循環(huán)計(jì)劃外增加和/或降低、和/或與牽引力關(guān)聯(lián)的阻力的短期變化。如進(jìn)一步所示，在70，通知操作員和/或路線保持器關(guān)于牽引力的計(jì)劃外變化和/或所確定缺陷的類型。在72，如果牽引力的變化識別為與軌道上的狀況相關(guān)，則識別位置。了解位置將允許維護(hù)人員更迅速地定位有意義的區(qū)域。在74，當(dāng)檢測到缺陷時(shí)，調(diào)整動(dòng)力系統(tǒng)的牽引力和/或速度以確保安全操作。調(diào)整可在閉環(huán)配置中自發(fā)實(shí)現(xiàn)。更具體來說，可伴隨最少或者沒有操作員輸入來進(jìn)行調(diào)整。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)調(diào)整在閉環(huán)配置中自發(fā)實(shí)現(xiàn)時(shí)，調(diào)整牽引力以確保安全操作。當(dāng)處于開環(huán)配置時(shí)，更具體來說當(dāng)操作員具有控制權(quán)時(shí)，調(diào)整速度或者調(diào)整速度和牽引力的組合，以便確保安全操作。本領(lǐng)域技術(shù)人員將易于知道，流程圖40中公開的方法將有關(guān)牽引力的信息變換為識別動(dòng)力系統(tǒng)的操作條件已經(jīng)改變的時(shí)間(這可能影響動(dòng)力系統(tǒng)的操作)。該變換可向操作員顯示，和/或使對牽弓I力的變化自發(fā)進(jìn)行。流程圖60所示的方法可采用具有計(jì)算機(jī)軟件模塊的計(jì)算機(jī)軟件代碼來執(zhí)行，其中計(jì)算機(jī)軟件代碼存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)介質(zhì)上，并且采用處理器來運(yùn)行。因此，流程圖60中的各過程流通過特定過程中包含的過程特定的計(jì)算機(jī)軟件模塊來執(zhí)行。例如，在64當(dāng)由處理器執(zhí)行時(shí)識別牽引力的計(jì)劃外變化通過在由處理器執(zhí)行時(shí)用于識別牽引力變化的計(jì)劃外變化的計(jì)算機(jī)軟件模塊來執(zhí)行。本領(lǐng)域技術(shù)人員還將會(huì)知道，用于實(shí)現(xiàn)該方法的處理器12不是通用計(jì)算機(jī)。雖然參照多個(gè)示范實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解，可進(jìn)行多種變更、省略和/或添加，并且等效方案可代替其中的元件，而沒有背離本發(fā)明的精神和范圍。另外，可對本發(fā)明的教導(dǎo)進(jìn)行多種修改以適合具體情況或材料，而沒有背離其范圍。因此，預(yù)計(jì)本發(fā)明并不局限于作為考慮用于執(zhí)行本發(fā)明的最佳模式而公開的具體實(shí)施例，本發(fā)明將包括落入所附權(quán)利要求范圍之內(nèi)的所有實(shí)施例。此外，除非另加說明，否則術(shù)語“第一”、“第二”等的任何使用并不表示任何順序或重要性，術(shù)語“第一”、“第二”等而是用來
區(qū)分各個(gè)元件。
權(quán)利要求
1.一種用于動(dòng)力系統(tǒng)的路線缺陷檢測系統(tǒng)，所述路線缺陷檢測系統(tǒng)包括 控制系統(tǒng)，其連接到所述動(dòng)力系統(tǒng)，用于施加牽引力；以及 處理器，其確定牽引力的所述施加中的和/或其它與所述動(dòng)力系統(tǒng)的所述牽引力關(guān)聯(lián)的計(jì)劃外變化； 其中，基于所述計(jì)劃外變化，所述處理器確定沿任務(wù)路線遇到的缺陷的類型。
2.如權(quán)利要求I所述的路線缺陷檢測系統(tǒng)，還包括通知裝置，以便通知操作員和/或路線保持器關(guān)于所述計(jì)劃外變化和/或所確定缺陷的類型。
3.如權(quán)利要求I所述的路線缺陷檢測系統(tǒng)，還包括位置檢測裝置，以便識別沿所述任務(wù)路線的、其中確定所述計(jì)劃外變化的位置。
4.如權(quán)利要求I所述的路線缺陷檢測系統(tǒng)，還包括濾波功能，可與所述處理器配合操作以確定所述計(jì)劃外變化。
5.如權(quán)利要求4所述的路線缺陷檢測系統(tǒng)，其中，所述濾波功能包括低通濾波器、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)濾波器、無限時(shí)間序列泰勒級數(shù)展開濾波器、有限時(shí)間序列泰勒級數(shù)展開濾波器、和/或卡爾曼濾波器。
6.如權(quán)利要求I所述的路線缺陷檢測系統(tǒng)，其中，所述計(jì)劃外變化通過所述處理器識別以下情況來確定所述動(dòng)力系統(tǒng)的多個(gè)輪軸的牽引力的重復(fù)計(jì)劃外降低和/或增加、施加牽引力的計(jì)劃外增加以滿足任務(wù)目標(biāo)、牽引力的循環(huán)計(jì)劃外增加和/或降低、和/或與所述牽引力關(guān)聯(lián)的阻力的短期變化。
7.如權(quán)利要求I所述的路線缺陷檢測系統(tǒng)，其中，所述控制系統(tǒng)響應(yīng)所確定缺陷的類型來調(diào)整所述動(dòng)力系統(tǒng)的牽引力和/或速度。
8.如權(quán)利要求7所述的路線缺陷檢測系統(tǒng)，其中，所述調(diào)整在閉環(huán)配置中自發(fā)實(shí)現(xiàn)。
9.如權(quán)利要求I所述的路線缺陷檢測系統(tǒng)，其中，所述缺陷是對所述任務(wù)路線的表面狀 況的變化和/或?qū)εc所述任務(wù)路線表面接觸的所述動(dòng)力系統(tǒng)的一部分的變化的結(jié)果。
10.如權(quán)利要求I所述的路線缺陷檢測系統(tǒng)，其中，所述動(dòng)力系統(tǒng)包括越野車、農(nóng)用車輛、大貨車或大客車、船舶、和/或軌道車輛。
11.一種用于檢測沿動(dòng)力系統(tǒng)的任務(wù)路線的物理缺陷的方法，所述方法包括 監(jiān)測所述動(dòng)力系統(tǒng)的牽引力； 識別所述牽引力的計(jì)劃外變化； 使用處理器來確定所識別的所述牽引力的計(jì)劃外變化的類型；以及 基于識別的牽引力的計(jì)劃外變化的所述類型來確定沿所述任務(wù)路線的缺陷的類型。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，還包括通知操作員和/或路線保持器關(guān)于所述牽引力的所述計(jì)劃外變化和/或所確定的缺陷的類型。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，還包括識別沿所述任務(wù)路線的、其中發(fā)生所述牽引力的所述計(jì)劃外變化的位置。
14.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，確定所述牽引力的所述計(jì)劃外變化的所述類型包括識別所述動(dòng)力系統(tǒng)的多個(gè)輪軸的牽引力的重復(fù)計(jì)劃外降低和/或增加、施加牽引力的計(jì)劃外增加以滿足任務(wù)目標(biāo)、牽引力的循環(huán)計(jì)劃外增加和/或降低、和/或與所述牽引力關(guān)聯(lián)的阻力的短期變化。
15.如權(quán)利要求11所述的方法，還包括響應(yīng)所確定的缺陷的類型來調(diào)整所述動(dòng)力系統(tǒng)的牽引力和/或速度。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，調(diào)整在閉環(huán)配置中自發(fā)實(shí)現(xiàn)。
17.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述缺陷是對所述任務(wù)路線的表面狀況的變化和/或?qū)εc所述任務(wù)路線表面接觸的所述動(dòng)力系統(tǒng)的一部分的變化的結(jié)果。
18.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述動(dòng)力系統(tǒng)包括越野車、農(nóng)用車輛、大貨車或大客車、船舶、和/或軌道車輛。
全文摘要
一種用于動(dòng)力系統(tǒng)的路線缺陷檢測系統(tǒng)，路線缺陷檢測系統(tǒng)包括連接到動(dòng)力系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，用于施加牽引力；以及處理器，確定牽引力的施加的和/或其它與動(dòng)力系統(tǒng)的牽引力關(guān)聯(lián)的計(jì)劃外變化?；谟?jì)劃外變化，處理器確定沿任務(wù)路線所遇到的缺陷的類型。還公開了使動(dòng)力系統(tǒng)檢測沿任務(wù)路線的缺陷的、存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上并且是采用處理器可執(zhí)行的方法和計(jì)算機(jī)軟件代碼。
文檔編號B61K9/08GK102803045SQ201080027403
公開日2012年11月28日 申請日期2010年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月15日
發(fā)明者W·道姆, A·K·庫馬, G·R·沙弗, C·麥克納利 申請人:通用電氣公司