鐵路列車中單獨分布式動力機車的油門和制動動作的控制的制作方法
【專利摘要】一種鐵路列車中單獨分布式動力機車的油門和制動動作的控制。一種用于控制鐵路列車(8)的第一機車(14/12A)和第二機車(12B)的方法，第一機車(14/12A)和第二機車(12B)由至少一臺動車(20)分離。該方法包括確定第一機車(14/12A)的位置和第二機車(12B)的位置、確定第一機車(14/12A)的運行狀況和第二機車(12B)的運行狀況、響應于第一機車(14/12A)的運行狀況和位置確定第一機車(14/12A)的第一控制方面、響應于第二機車(12B)的運行狀況和位置確定第二機車(12B)的第二控制方面、以及分別根據(jù)第一控制方面和第二控制方面控制第一機車(14/12A)和第二機車(12B)。
【專利說明】鐵路列車中單獨分布式動力機車的油門和制動動作的控制
[0001]本申請為2011年9月14日提交的發(fā)明專利申請“鐵路列車中單獨分布式動力機車的油門和制動動作的控制”(申請?zhí)?200980158013.9， 申請人::通用電氣公司)的分案申請。
【技術領域】
[0002]本文公開的主題涉及一種用于與包括引導機車和一臺或更多臺遠程機車的分布式動力列車一起使用的鐵路列車控制系統(tǒng)。
【背景技術】
[0003]在操作員控制下，鐵路機車供給原動力(牽引力)以使列車移動以及對機車和/或列車動車施加制動以使列車減速或停車。原動力由電力牽引馬達響應于由機車發(fā)動機生成的AC或DC電壓供給。
[0004]鐵路列車包括三個單獨的制動系統(tǒng)?？諝庵苿酉到y(tǒng)包括沿列車長度延伸并連接到每臺動車上的流體運送制動管。引導機車中的操作員控制制動管中的流體壓力并且每一臺動車響應感測到的壓力。在每臺動車處，車廂制動響應于感測到的流體壓力的降低而施加且響應于壓力升高而釋放。每臺機車還包括聯(lián)接到空氣制動系統(tǒng)上的獨立氣動制動系統(tǒng)，其由操作員控制以施加或釋放機車制動。
[0005]每臺機車還配有動態(tài)制動系統(tǒng)。動態(tài)制動的啟動重新配置機車的牽引馬達以作為發(fā)電機運行，且機車車輪供給旋轉(zhuǎn)能以轉(zhuǎn)動發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組。牽引馬達內(nèi)由發(fā)電機動作所形成的磁力阻止車輪旋轉(zhuǎn)并因而形成車輪制動力。發(fā)電機動作所產(chǎn)生的能量在機車中的電阻柵片(resistor grid)中作為熱量消散并通過冷卻鼓風機從柵片去除。動態(tài)制動的使用顯示當施加機車獨立制動和/或動車空氣制動可能導致機車或動車車輪過熱時或當它們的長期使用可能導致過度的車輪磨損時使列車減速。例如當列車穿越較長的下坡時可施加動態(tài)制動。最近，聯(lián)邦鐵路局強制規(guī)定了動態(tài)制動監(jiān)視，該監(jiān)視向分布式動力列車(下述)的引導機車中的操作員提供每一臺遠程機車處的動態(tài)制動狀態(tài)。
[0006]分布式動力鐵路列車包括在列車的前端處的引導機車和列車編組中的一臺或多臺遠程機車。遠程機車響應于引導機車操作員經(jīng)分布式動力控制和通信系統(tǒng)發(fā)出的命令施加驅(qū)動或制動動作(稱之為分布式驅(qū)動/制動)。分布式動力(DP)通信系統(tǒng)還包括鏈接引導機車和遠程機車的通信信道(例如，射頻(RF)通信信道或有線通信通道)。
[0007]DP控制器響應于操作員啟動(此處操作員位于引導機車中)的對引導機車牽引控制器(或油門手柄)或引導機車制動控制器的控制生成牽引命令和制動命令。牽引命令或制動命令經(jīng)通信信道傳輸?shù)竭h程機車。接收的遠程機車響應于牽引命令或制動命令而施加牽引力或施加或釋放制動。接收的遠程機車通知引導機車命令被接收并執(zhí)行。例如，當引導機車操作員操作引導機車油門控制器以在引導機車處施加牽引力(基于選定的油門槽口數(shù)的牽引力)時,DP系統(tǒng)命令每臺遠程機車施加相同的牽引力(相同的槽口數(shù)量)并且每臺遠程機車對確認該命令的執(zhí)行做出應答。引導機車還通過遠程發(fā)出的狀態(tài)消息監(jiān)視遠程機車。弓I導機車和遠程機車還能夠發(fā)出警報消息。
[0008]一般而言，經(jīng)分布式動力通信系統(tǒng)發(fā)送的牽引消息和制動消息引起向動車施加更均勻的牽引力和制動力，因為每臺機車都能以通信信道的速度實現(xiàn)制動應用或制動釋放。分布式動力列車運行因此可優(yōu)選用于長列車編組以改善列車操控(尤其是油門和動態(tài)制動施加)以及性能。列車在山地行駛能夠?qū)崿F(xiàn)受益于DP運行。
[0009]DP控制和通信系統(tǒng)可以以各種運行模式配置，這些運行模式控制引導機車與遠程機車之間的交互和在遠程機車處執(zhí)行引導機車命令。兩種此類模式稱為同步控制模式和獨立(例如，前機車組/后機車組)控制模式。在同步控制中，所有遠程機車遵循引導機車的油門和動態(tài)制動設定。例如，如果引導機車操作員將引導機車油門手柄從槽口 5位置移動到槽口 7位置，則DP系統(tǒng)命令每臺遠程機車變成槽口 7油門位置。如果操作員將油門手柄移動到動態(tài)制動位置，則DP通信系統(tǒng)命令每臺遠程機車相同的動態(tài)制動施加。
[0010]典型地，當遇到明顯的地形梯度時操作員將機車配置成前組/后組運行以提供更好的列車控制。根據(jù)該運行模式，像控制引導機車那樣控制分配給前組的所有機車。后機車組也根據(jù)引導機車操作員輸入并傳輸?shù)矫颗_后組機車的后組命令全部一樣地進行控制，該命令可能不同于前組命令。
[0011]在前組/后組或獨立控制模式中，引導機車操作員將每臺遠程機車分配給通過“籬笆(fence)”分隔的前機車組或后機車組。分配可在列車運行的同時由操作員動態(tài)控制使得機車能夠從前組被重新分配給后組，或反之亦然。此類重新分配能夠優(yōu)化列車控制。引導機車操作員通過經(jīng)DP通信系統(tǒng)或經(jīng)互相連接的導體發(fā)出命令而命令每臺機車進行前組運行或后組運行。
[0012]分配給前組的遠程機車根據(jù)經(jīng)DP通信系統(tǒng)發(fā)送的消息遵循引導機車的油門和動態(tài)制動手柄位置。后組遠程機車獨立于前組進行控制，但所有后組機車是一樣控制。操作員操作引導機車中的DP控制器以形成控制信號并將其傳輸?shù)胶蠼M機車?？刂菩盘枌⒏骱蠼M機車置于牽引運行或制動運行并進一步指定要施加的牽引或制動的大小(magnitude)(或百分比)。
[0013]長分布式動力列車當?shù)巧仙巾?從陡峭的上坡坡道過渡到陡峭的下坡坡道)時常難以控制。隨著引導機車登上山頂，列車趨于隨著下坡坡道上的車廂數(shù)量相對于上坡坡道增加而加速。如果列車在越過山頂伸展時明顯加速，則操作員會失去對列車的控制，從而形成毀滅性的危險情形。
[0014]當列車處于同步模式時，如果操作員在一臺或更多遠程機車和大量的動車處于山頂?shù)纳掀聜?cè)時施加動車和/或獨立機車制動，則這些機車和動車可能對更朝列車后方的機車和動車形成過大的制動力。同樣，下坡坡道上的機車和車廂繼續(xù)提供大的拉力，因為所施加的制動力對下坡坡道具有小得多的效果。該情形會導致列車解體，這是一種明顯和毀滅性性的危險。
[0015]為了避免這些潛在的危險情形，例如當列車穿越山峰時能夠使用前組/后組獨立運行模式。當列車爬山時，引導機車和所有遠程機車提供最大原動力。當引導機車登上頂峰時其單獨被分配給前組；其余機車被分配給后組。操作員控制前組引導機車施加動態(tài)制動或降低油門(throttle down),而后組機車繼續(xù)施加牽引力以將列車拉上山峰。當?shù)谝贿h程機車登上頂峰時，其從后組被重新分配給前組。第一遠程機車自動遵循動態(tài)制動施加或油門降低以匹配引導機車的運行。其余遠程機車(例如，后組中)根據(jù)后組的油門設定繼續(xù)施加牽引力。操作員將遠程機車從后組重新分配給前組的過程持續(xù)到最后一臺遠程機車登上頂峰并被重新分配給前組以便作用其動態(tài)制動為止。
[0016]盡管DP系統(tǒng)包括互鎖裝置以防止施加可能在機車從后組被重新分配給前組時將列車拉開的力，但該情形下的有效操作員控制會是困難的。有效操作員控制取決于操作員的技能水平并且許多列車由于不合適的操作員控制而解體。不熟悉列車構(gòu)造、在不明地形上等行駛可能使操作員控制更加復雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]本發(fā)明的一個實施例包括一種用于控制鐵路列車的第一機車和第二機車的方法，第一機車和第二機車通過至少一臺動車分離。該方法包括確定第一機車的位置和第二機車的位置、確定第一機車的運行狀況和第二機車的運行狀況、響應于第一機車的運行狀況和位置確定第一機車的第一控制方面、響應于第二機車的運行狀況和位置確定第二機車的第二控制方面、以及分別根據(jù)第一控制方面和第二控制方面控制第一機車和第二機車。
[0018]第一機車和第二機車的運行狀況包括例如列車在其上行駛的軌道的坡度、軌道的狀況、地形、當日時間、速度約束(如對特定軌道區(qū)間規(guī)定的或根據(jù)列車機車的狀況)、排放、燃料消耗、天氣狀況、車軸負荷、DP系統(tǒng)的狀況和機車或動車狀況。第一機車和第二機車的控制方面包括特定牽引、動態(tài)制動或空氣制動動作或操作。
[0019]有利地，本發(fā)明的該實施例通過根據(jù)列車的位置和一個或更多運行狀況自動確定列車的控制方面而解決了與鐵路列車控制相關的問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]當結(jié)合附圖考慮以下詳細描述時，能夠更容易地理解本發(fā)明的實施例，且其其它優(yōu)點和應用更加明顯，在附圖中:
圖1是本發(fā)明的實施例的教導能夠應用于其上的分布式動力列車的示意圖。
[0021]圖2是示出了本發(fā)明的一個實施例的前組/后組控制模式的運行的流程圖。
[0022]圖3示出了用于與本發(fā)明的實施例一起使用的路旁位置確定裝置。
[0023]圖4是用于與本發(fā)明的一個實施例的自動獨立運行模式一起使用的表格。
[0024]圖5是示出了自動獨立模式下的運行的流程圖。
[0025]圖6是示出了本發(fā)明的一個實施例的自動登頂控制特征的運行的流程圖。
[0026]圖7是示出了牽引掛鉤力測量元件的列車節(jié)段的示意性圖示。
[0027]圖8是圖7的聯(lián)接區(qū)域的詳圖。
[0028]根據(jù)一般實踐，所描述的各種特征沒有按比例描繪，而是描繪成強調(diào)與本發(fā)明的實施例有關的特定特征。在所有附圖和文本中，參考符號代表同樣的元件。
【具體實施方式】
[0029]在詳細描述根據(jù)本發(fā)明的實施例的方法和裝置之前，應當注意到，各種實施例的發(fā)明點主要在于與該方法和裝置有關的硬件和軟件元件的新穎組合。因此，為了不使對受益于本文的描述的本領域技術人員來說將顯而易見的具有結(jié)構(gòu)細節(jié)的公開內(nèi)容不清楚，在附圖中已通過常規(guī)元件表示硬件和軟件要素，附圖僅示出了與本發(fā)明的實施例相關的那些特定細節(jié)。所有單數(shù)名詞旨在包括該名詞的復數(shù)形式且反之亦然。
[0030]下述實施例并非試圖定義對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)或方法的限制，而是僅提供示例性的結(jié)構(gòu)。這些實施例是寬容的而非強制性的，并且是示例性的而非窮盡的。
[0031]基于無線電的列車控制和通信系統(tǒng)(DP系統(tǒng))的一個實例為可從康涅狄格州Fairfield市通用電氣公司購得的L0C0TR0L?分布式動力通信系統(tǒng)。L0C0TR0L?系統(tǒng)包括射頻鏈路(信道)和在引導機車及遠程機車處的接收和傳輸設備。
[0032]圖1示意性地示出沿通過箭頭11所示的方向行駛的示例性的基于無線電的分布式動力鐵路列車8。從引導機車14或從控制塔16控制一臺或更多遠程機車12A和12B (也稱之為遠程單元)。調(diào)度員生成的命令從控制塔16直接發(fā)布到遠程機車12A和12B。操作員生成的命令從引導機車14發(fā)布到遠程機車12A和12B。機械聯(lián)接到引導機車14上的拖掛機車15由引導機車14經(jīng)由在連接兩臺機車的MU線17(互相連接的多條線)上傳送的控制信號控制。
[0033]各機車14、12A和12B以及控制塔16配備收發(fā)器28和天線29，用于經(jīng)DP通信信道10接收和傳輸分布式動力(DP)通信信號(例如，命令、應答、狀態(tài)消息和緊急消息)。DP消息典型地響應于操作員對引導機車14中的原動力控制和制動控制的控制在引導機車控制器30中生成。(引導機車中的)收發(fā)器28傳輸DP消息以控制遠程機車12A和12B并接收來自遠程機車12A和12B的進入信號。
[0034]各遠程機車12A和12B均包括對來自引導機車14的DP消息做出響應的控制器32?？刂破?2執(zhí)行DP消息或?qū)P消息做出應答并且還開始將消息傳輸?shù)揭龑C車14以通知狀態(tài)和警報狀況。
[0035]分布式動力列車8還包括如圖1中所示介于機車之間的多臺動車20。動車20設置有用于響應于制動管22中的壓降施加動車空氣制動并用于在制動管22中的壓力上升以后釋放空氣制動的空氣制動系統(tǒng)。制動管22沿列車的長度延伸以便傳送由機車14、12A和12B中的個體空氣制動控制器24所啟動的空氣壓力變化。例如，如果引導機車14發(fā)出DP消息以產(chǎn)生運行制動應用，則各機車12A和12B接收DP消息并且各相關的空氣制動控制器24排空制動管22以根據(jù)運行制動應用來應用制動。
[0036]為了進一步提高系統(tǒng)可靠性，分布式動力列車通信系統(tǒng)的一個實施例包括非車載轉(zhuǎn)發(fā)器(off-board repeater) 26,用于接收從引導機車14發(fā)送的消息并轉(zhuǎn)發(fā)(重新傳輸)這些消息以便由遠程機車12A和12B接收。該實施例例如可沿穿過隧道的軌道長度實施。在此類實施例中，非車載轉(zhuǎn)發(fā)器26包括天線35(例如，安裝在隧道內(nèi)部的泄漏同軸電纜)和遠程站37，用于接收并重新傳輸引導機車消息和遠程機車消息。
[0037]根據(jù)一個實施例，本發(fā)明提供基于地形、車軸負荷或其它運行參數(shù)或運行狀況的自動前組和后組控制，從而提供更安全和更有效的列車運行。因此，根據(jù)第一實施例(稱之為前組/后組自動控制)，本發(fā)明包括自動確定前組和后組牽引和動態(tài)制動動作的分布式動力控制和通信系統(tǒng)。前組的所有機車被自動控制至特定的牽引或動態(tài)制動動作或操作(統(tǒng)稱為機車前組的控制方面)并且后組的所有機車被自動控制至特定的牽引或動態(tài)制動動作或操作(統(tǒng)稱為機車后組的控制方面，其可能不同于前組的控制方面)。因此，列車中的每臺機車都是根據(jù)它是分配給前組還是后組來控制的。[0038]根據(jù)查找表格、算法和/或方程式而不是當前的方法確定控制方面的作用(包括牽引或動態(tài)制動的作用或釋放)，當前方法中操作員基于他的經(jīng)驗和知識人工指揮牽引槽口或動態(tài)制動槽口。例如，查找表格、算法和/或方程式可基于軌道坡度(例如，上坡或下坡)或基于前組和后組承受的不同車軸負荷來指定牽引或動態(tài)制動。表格、方程式和/或算法也可根據(jù)牽引槽口數(shù)或可獲得的牽引力的百分比來指定要施加的牽引力的量，或根據(jù)動態(tài)制動槽口數(shù)或可獲得的動態(tài)制動作用力的百分比來指定要施加的動態(tài)制動作用力的量。
[0039]例如，在一個可能的查找表格中，表格列列出不同的車軸負荷值且表格行列出不同的軌道坡度值；在適用的車軸負荷列和坡度行的交叉處的值列出期望的牽引或動態(tài)制動的量。因而，各機車組根據(jù)對有關機車組特定的用作表格中的索引或用作方程式/算法中的參數(shù)的一個或更多運行參數(shù)(例如，車軸負荷和軌道坡度)施加牽引或動態(tài)制動。也能使用其它運行參數(shù)，包括機車的當前地理位置(能夠從該地理位置確定當前軌道坡度)，來確定要作用的牽引力或動態(tài)制動的量。
[0040]圖2示出了流程圖98，該流程圖描繪了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的自動前組和后組控制。在步驟100，引導機車操作員通過經(jīng)DP通信信道10將來自引導機車14的適當信號傳輸?shù)礁鬟h程機車12A和12B而選擇將DP系統(tǒng)配置成獨立模式。假設遠程機車12A被分配給前組(帶引導機車14)且遠程機車12B被分配給后組。
[0041]不論何時列車(或DP系統(tǒng))配置成用于獨立控制運行，引導機車中的操作員都能夠進一步命令或?qū)崿F(xiàn)自動油門/制動控制。參看步驟102。在該運行模式中，根據(jù)地形、車軸負荷或其它運行參數(shù)或運行狀況將機車的前組和后組自動控制為確定的牽引或制動運行(例如，控制方面)。如果操作員在步驟102未激發(fā)自動油門/制動控制，則系統(tǒng)在獨立控制模式下運行，其中操作員通過輸入用于每組的牽引或制動命令而手動控制前組和后組。
[0042]在步驟104，沿行駛路線確定前組的位置和后組的位置。可將前組(和后組)的具體位置限定為前組的第一機車的位置(和后組的第一機車的位置)、前組的最后一臺機車的位置(和后組的最后一臺機車的位置)或用于前組和后組各者的兩個確定的位置的結(jié)合(例如，平均值)。
[0043]可通過了解起點、對當前位置的列車速度(例如，平均速度)和從起點開始至到達當前位置經(jīng)過的時間確定該位置。將平均速度和經(jīng)過的時間相乘(換句話說，確定平均速度和經(jīng)過的時間的乘積)得出與起點相距的距離并從而得出當前軌道位置。
[0044]在另一實施例中，每臺機車上的位置確定裝置114(參看圖1)與軌道旁通信單元119 (參看圖3)例如將邊界或位置識別信號傳輸?shù)皆谲壍?20上運行的機車的路旁發(fā)射器或收發(fā)器通信。機車上的位置確定裝置114接收傳輸?shù)男盘枺瑥脑撔盘柨纱_定機車的位置，例如，絕對位置或相對于運行區(qū)域的邊界的位置。單元119可包括條形碼閱讀器或無線通信裝置，例如AEI (自動設備識別)RF標記閱讀器，其中的任一者都能提供位置信息。
[0045]在再其它實施例中，位置確定步驟可由能確定列車機車的位置的任何裝置執(zhí)行。機車的位置可為特定位置如經(jīng)度和緯度，或可為相對于邊界的位置或方位或軌道區(qū)間上的位置。在一個實施例中，可使用全球定位系統(tǒng)(GPS)接收器和相關設備。
[0046]一旦確定前組位置和后組位置，就在步驟108咨詢軌道地形數(shù)據(jù)庫(車載或可從機車訪問)，以確定在前組的當前位置和后組的當前位置處的相應軌道地形(例如，軌道坡度)?？蓪④壍榔露戎当磉_為代表下坡坡度的負值和代表上坡坡度的正值。
[0047]也可在步驟112確定前組和后組所產(chǎn)生的車軸負荷。該負荷可基于機車的重量加(加載的或卸載的)動車的重量在初始列車設置期間確定。如下所述，也能在列車運行期間測量車軸負荷。
[0048]在步驟116使用確定的軌道坡度和車軸負荷的值咨詢二維查找表格。該表格指示各行中的各種車軸負荷值和各列中的各種坡度值(負和正兩種坡度)。車軸負荷值典型地為所討論的軌道系統(tǒng)中預期的車軸負荷的范圍。坡度值典型地為沿所討論的一組軌道或總體在軌道系統(tǒng)中的坡度值的范圍。在一行和一列的交叉處的表格項列出了期望的機車控制參數(shù)或控制方面。表格參數(shù)包括作為槽口數(shù)或作為百分比的要施加的牽引或動態(tài)制動作用力的量。本領域的技術人員能根據(jù)機車的運行參數(shù)針對不同的機車信號構(gòu)建此類表格?？墒褂靡粋€或更多方程式或算法代替該表格以確定機車控制參數(shù)或控制方面。當由控制器/處理器執(zhí)行時，此類方程式或算法采用軌道坡度(或用于確定軌道坡度的位置)和車軸負荷作為輸入，并輸出牽引力或動態(tài)制動作用力。因而，每個方程式/算法使作為輸入的多個軌道坡度、車軸負荷和/或其它運行狀況或運行參數(shù)與作為輸出的多個相應控制方面(牽引力或制動作用力)相關聯(lián):
控制方面(運行狀況D
其中“i”代表特定機車且函數(shù)“f ”代表方程式或算法。
[0049]圖4示出列出成行的示例性的車軸負荷值(以美噸⑴為單位)和成列的正、負軌道坡度值(表達為軌道標高關于軌道水平長度的增加/降低的百分比)。在任何行和列的交叉處的值，例如通過參考標記124識別的值，表示應當對承受+0.1軌道坡度和4000美噸(3629公噸)車軸負荷的機車施加槽口 3油門設定。通過參考標記128表示的表格值表示當機車以6000美噸(5443公噸)的車軸負荷在-0.2%的下坡上行駛時應當采用5 (DB5)的動態(tài)制動設定。更高維表格或方程式或算法可考慮其它軌道和列車運行狀況，比方說例如軌道曲率、前組和后組中不同的機車類型、允許的機車排放和機車燃料消耗，以確定要施加的牽引力或動態(tài)制動作用力的量。表格、算法和/或方程式也可結(jié)合列車操控規(guī)則，例如但不限于最大牽引力爬坡率(ramp rate)和最大動態(tài)制動爬坡率。
[0050]返回圖2的流程圖，在步驟140，將相應消息/信號傳輸?shù)礁髑敖M機車和后組機車(或任何機車編組中的引導編組機車)以根據(jù)確定的油門/動態(tài)制動槽口或值控制列車機車。
[0051]在上述前組/后組控制模式的一個替換方案中，將后組機車進一步細分為后子組。對于包括單臺機車的子組，單獨控制該機車。對于包括多臺機車的子組，一樣地控制所有機車。前組和各后子組的控制可由引導機車中的操作員手動啟動或基于例如如上所述的軌道坡度和車軸負荷自動啟動。
[0052]上述實施例不允許每臺列車機車的獨立控制，因為所有機車都被分配給兩個組(例如，前組和后組)的其中任一個或前組及后子組的其中一個。在任何情況下，每個組/子組中的所有機車都是一樣地控制的。然而，本發(fā)明的另一實施例避免了要求對所有前組機車施加相同的牽引力或動態(tài)制動作用力并對所有后組機車(或每個后子組的所有機車)施加相同的牽引力或動態(tài)制動作用力。該實施例為列車操作員提供了對列車機車的更粒度(granular)的控制，從而減輕了操作員的操作負擔，根據(jù)機車和/或列車所經(jīng)歷的運行狀況或參數(shù)自動控制每臺機車。不要求所有遠程機車都在自動控制模式下運行。相反，引導機車中的操作員可對任何遠程機車保持控制并對這些機車發(fā)出運行命令。另外，前組中的所有機車都由操作員直接控制，盡管前組可僅包括列車的引導機車。
[0053]根據(jù)該實施例(稱之為自動獨立控制運行模式)，分布式動力控制和通信系統(tǒng)允許對列車中的一臺或更多機車進行獨立的牽引和動態(tài)制動動作控制(因而稱之為“獨立”控制)。該特征通過引導機車操作員發(fā)出的命令實現(xiàn)并經(jīng)DP通信系統(tǒng)或互相連接的導體傳送。如果不是每臺遠程機車中都有操作員以在該機車指揮油門和動態(tài)制動動作或在不斷變化的地形上運行，則該模式可能是有用的。在后一種情形中，列車可能在起伏的地形上伸展，且每臺機車經(jīng)歷不同的上坡或下坡坡度。當分布式動力列車穿越此類變化的地形時該實施例的特征可能尤其有價值。
[0054]在不是每臺遠程機車中都有操作員的情況下，每臺機車的手動和獨立控制(通過引導機車中的操作員)顯著加重了操作員的操作負擔。對于列車中的每臺機車，操作員必須確定何時啟動牽引/制動動作、何時結(jié)束牽引/制動動作和牽引或制動動作的程度。這些動作的其中每一個都要求對每臺機車沿軌道系統(tǒng)的位置有一定了解。否則操作員不得不猜測每臺機車相對于軌道坡度、曲線、交叉口等的位置。在要考慮許多變量和不能確定的參數(shù)的情況下，操作員可能無法適當和安全地控制單獨的機車以及因此列車，尤其是對于帶有若干臺遠程機車的長列車。因而，該實施例可包括每臺機車的自動控制并因此稱為自動獨立控制運行模式。顯然，每臺遠程機車的引導機車操作員控制比其中列車構(gòu)造成前組機車和后組機車的上述實施例更困難。每臺機車的獨立控制以操作復雜性為代價改善了列車性能和操控。因此，可能希望每臺遠程機車的自動獨立控制。
[0055]此外，每臺機車的自動獨立控制(例如，根據(jù)穿越的地形和/或其它外部條件的控制)提供了成本節(jié)約并消除了對操作員控制DP列車的技能的依賴性。雖然對于操作員來說可能通過在同一軌道區(qū)間上頻繁操作同一列車構(gòu)造而發(fā)展該必備技能，但該經(jīng)驗并不容易轉(zhuǎn)移到不同地形上不同構(gòu)造的遠程機車和動車。本實施例消除了對操作員技能水平的依賴，為操作員減輕了一些操作負擔，并提供了安全和有效的列車運行。
[0056]可響應于運行狀況對每臺機車獨立控制牽引動作和動態(tài)制動動作的定時(例如，啟動和去除)，運行狀況例如為列車在其上行駛的軌道的軌道坡度、軌道的狀況、地形、當日時間、速度約束(如對特定軌道區(qū)間規(guī)定的或根據(jù)列車機車的狀況)、排放、燃料消耗、天氣狀況、車軸負荷或影響鐵路列車的運行的任何其它參數(shù)。牽引或動態(tài)制動動作的大小(例如，牽引或動態(tài)制動的百分比或牽引或動態(tài)制動槽口數(shù))也可針對每臺列車機車獨立控制(或根據(jù)另一實施例針對每個機車子組、包括至少一臺機車的每個子組)。
[0057]當列車位于水平地形上并且希望根據(jù)常規(guī)DP同步控制模式一樣地控制所有機車時可禁用自動獨立控制運行模式。自動獨立控制運行模式例如可以以后在列車接近向上或向下的軌道坡度時啟動?？赏ㄟ^操作員從引導機車到每臺遠程機車發(fā)出命令(經(jīng)DP通信系統(tǒng)或經(jīng)互相連接的線傳送)而啟用或禁用該系統(tǒng)。當禁用自動獨立控制模式時，DP列車中的每臺機車根據(jù)常規(guī)DP運行例如同步運行或基于操作員啟動的命令的后組/前組運行恢復引導機車操作員啟動的命令。當進行前組/后組運行時，操作員可基于他的操作經(jīng)驗(常規(guī)DP控制系統(tǒng))針對前組和后組發(fā)出單獨的控制命令，或者根據(jù)上述實施例自動控制前組和后組。[0058]圖5示出流程圖198，該流程圖描繪了用于鐵路列車的自動獨立控制運行模式。在步驟200，引導機車操作員通過將合適的信號經(jīng)DP通信信道10從引導機車14(參看圖1)傳輸?shù)揭慌_或更多遠程機車12A和12B而將DP系統(tǒng)配置成自動獨立控制模式。對于機車編組(例如，與通過經(jīng)MU線傳送的信號控制拖掛編組機車的引導編組機車聯(lián)接在一起的至少兩臺機車)，可能需要僅對每個機車編組中的引導編組機車應用該實施例的概念，因為拖掛編組機車由弓I導編組機車控制。
[0059]在步驟204，列車的每臺機車確定其沿行駛路線的當前位置。這可根據(jù)任何一種上述技術、例如GPS接收器來完成。對列車中的每臺機車(和/或在通過MU線結(jié)合的兩臺或更多機車的情況下對用作機車編組引導車的每臺機車)執(zhí)行位置判斷，尤其是因為當今的列車典型地較長并且每臺機車的位置可能相對于軌道地形、曲率等明顯不同。
[0060]一旦確定了每臺機車的位置，就在步驟208咨詢軌道地形數(shù)據(jù)庫(車載或可從機車訪問)以確定在每臺機車的當前位置處的軌道地形(例如，軌道坡度)?？蓪④壍榔露戎当磉_為代表下坡坡度的負值和代表上坡坡度的正值，或通過對上坡坡度的牽引應用和對下坡坡度的動態(tài)制動應用來表達。在示例性的說明中，每臺機車所產(chǎn)生的車軸負荷也是在步驟212確定的。使用確定的軌道坡度和車軸負荷的值，在步驟216咨詢圖4的表格122 (或算法或方程式)。表格參數(shù)(或算法或方程式結(jié)果)包括要由討論的機車施加的牽引力或動態(tài)制動作用力的量。可使用列車的其它運行狀況代替軌道坡度和車軸負荷。
[0061]列車可包括若干不同的機車類型，各機車類型具有不同的運行特點和局限性。因而，可能需要對每個不同的機車類型創(chuàng)建不同的查找表格(或方程式或算法)以反映這些不同的運行參數(shù)。查找表格也可為列車編組和構(gòu)造的函數(shù)。
[0062]返回圖5的流程圖198，在步驟240，控制信號在自動獨立控制模式下傳輸(在一個實施例中經(jīng)DP通信系統(tǒng))到每臺機車，以根據(jù)確定的油門/動態(tài)制動值自動控制機車。因而，根據(jù)本發(fā)明的該實施例，DP列車中在此模式下運行的每臺機車都將通過確定其沿軌道的位置(從該位置確定在該位置處的地形)、確定其車軸負荷并咨詢查找表格(和/或方程式或算法)而自行控制。機車控制系統(tǒng)然后施加確定的動態(tài)制動或牽引的量?？墒褂闷渌鼨C車特點以及列車和地形或軌道運行參數(shù)來確定機車控制操作，例如牽引或動態(tài)制動應用和此類應用的大小。
[0063]盡管每臺機車的獨立控制可能看上去避免了對全功能DP通信和控制系統(tǒng)(除了首先將遠程機車配置成自動獨立控制運行)的需求，但事實上可能需要此類系統(tǒng)以允許引導機車中的操作員監(jiān)視遠程機車的狀態(tài)。此外，常規(guī)的同步和常規(guī)前組/后組模式中的操作需要全功能DP系統(tǒng)。而且，對于某些普通泛列車(train-wide)的命令(例如，對所有列車機車發(fā)出的)，例如方向控制、手動釋放砂石以增加軌道牽引等，要求DP通信系統(tǒng)。
[0064]在又一實施例中，本發(fā)明在分布式動力列車穿越山頂時對其實施自動控制(例如，自動登頂控制)。此類系統(tǒng)增加了列車安全性，降低了列車斷裂的可能性，提供更好和更安全的列車操控，并且降低了列車在登上山頂時失去控制的風險。
[0065]在該實施例中，根據(jù)在每個遠程機車編組的前、后測出的掛鉤力、該機車編組的加速度(或減速度)和速度進行控制。應該認識到，沒有前掛鉤力施加在引導機車上且沒有后掛鉤力施加在位于列車尾部位置的機車(有時稱之為推進機車)上。根據(jù)該實施例的控制邏輯因此主要基于施加在既承受前掛鉤力又承受后掛鉤力的遠程機車(或遠程機車編組)上的前、后掛鉤力。如本領域技術人員已知的，遠程機車編組可包括一臺或更多機車并且鐵路列車可包括超過一個的遠程機車編組。一般而言，控制機車包括獨立的機車或控制同一機車編組中的其它機車的機車。
[0066]圖6是動車20和遠程機車12A (在該構(gòu)造中遠程機車12A為控制機車)的示意性圖示。動車20和遠程機車12A各具有前聯(lián)接器148和后聯(lián)接器149，用于接合設置在相鄰的動車或機車上的相應后聯(lián)接器149和前聯(lián)接器148。掛鉤是機車與其拖掛的負載(例如，動車)之間的實心聯(lián)接件。日期為1989年6月13日的美國專利N0.4，838，173中顯示了示例性的機車掛鉤和用于測量機車掛鉤上的線性力的示例性的測量裝置，其通過引用而整體結(jié)合在本文中?？梢允褂闷渌鼫y量裝置。
[0067]測量裝置150測量施加在機車12A的前掛鉤154上的線性力(掛鉤力)。類似地，測量裝置152測量施加在機車12A的后掛鉤156上的線性力。掛鉤力測量結(jié)果被傳送到下述的自動控制系統(tǒng)。
[0068]該實施例的自動登頂控制特征可結(jié)合到如文中所述的DP列車的自動控制功能(例如，前組機車和后組機車(或后子組機車)的自動控制或列車的每臺機車的自動獨立控制)中。該實施例還可用作用于不帶DP通信信道的DP列車的控制機構(gòu)。
[0069]隨著DP列車接近或到達山頂，根據(jù)該實施例的教導，操作員選擇“自動登頂控制”(或用于啟動自動登頂控制特征的操作的類似名稱)并選擇最大期望下坡速度。典型地將列車速度定義為引導機車的速度，但也可定義為列車的任何機車的速度、能對其確定速度的任何動車的速度或它們的任何結(jié)合。當列車在自動登頂控制模式下運行時，任何操作員手動控制動作(例如，油門命令或制動命令的手動作用)均越控自動控制系統(tǒng)。
[0070]現(xiàn)在描述自動登頂控制特征的一個實例。假設帶引導機車和列車中部遠程機車的長列車穿越大山的上坡。隨著列車中部遠程機車上坡行駛，該機車推動前方動車(例如，在列車中部機車前方并緊鄰該機車的動車)，從而使這些動車受壓或擠攏。超過列車中部機車的近側(cè)區(qū)域的前方動車的狀況趨于由引導機車執(zhí)行的控制決定；一般這些動車在列車上坡行駛時伸展。列車中部機車拉動并使后方動車伸展(例如，從列車中部機車到列車尾部的動車)。
[0071]列車中部機車的前掛鉤上的合力在朝列車中部機車的方向上并且力大小由處于受壓狀態(tài)下的車廂數(shù)決定(其進一步由列車中部機車與引導機車之間的車廂數(shù)和引導機車所施加的牽引或制動作用力決定)。后掛鉤上的力在遠離列車中部機車的方向上，由伸展的動車施加，并且大小由后方動車的數(shù)量和重量及山峰的坡度決定。
[0072]隨著每臺前方動車都登上山頂，動車不再被列車中部的遠程機車推動。前掛鉤力減小并經(jīng)過零值。已登上山頂?shù)那胺絼榆囬_始伸展，伸展量由已登上山頂?shù)那胺絼榆嚨臄?shù)量、列車中部機車與引導機車之間的前方動車的數(shù)量以及引導機車所施加的牽引力或制動力決定。此時，自動登頂控制系統(tǒng)將開始關閉油門和/或在引導機車上施加動態(tài)制動以控制/最小化列車加速度。
[0073]隨著列車中部機車繼續(xù)爬山，其拉動后方動車并且后方動車保持處于伸展狀態(tài)下。但隨著列車中部機車加速到達山頂，整列列車加速并且列車中部機車在后方動車上施加更大的力。后掛鉤力增加并繼續(xù)指向遠離列車中部機車的方向。如本領域技術人員可理解的，當機車加速時的掛鉤拉力高于當機車在給定坡度維持恒速時的掛鉤拉力。[0074]在登上山頂之后，列車中部機車被前方動車拉動。前方動車的拉力使前掛鉤力現(xiàn)在指向遠離列車中部機車的方向，且該力的大小由引導機車與列車中部機車之間的動車數(shù)量以及引導機車的牽引動作或制動動作決定。
[0075]后掛鉤力在后方動車伸展時繼續(xù)指向遠離列車中部機車的方向。但隨著后方動車登上山頂，它們開始受壓或擠攏并推動列車中部機車。在足夠數(shù)量的后方動車已登上山頂之后，后掛鉤上的力短暫地經(jīng)過零值，逆轉(zhuǎn)方向并且現(xiàn)在指向列車中部機車。一旦列車中部機車登上山頂，自動登頂控制系統(tǒng)就開始降低油門或在列車中部遠程機車上施加動態(tài)制動。
[0076]隨著列車中部機車繼續(xù)位于下坡坡度上，近側(cè)的前方動車趨于向伸展狀態(tài)發(fā)展并開始拉動列車中部機車。前掛鉤力繼續(xù)指向遠離列車中部機車的方向并且大小增加，如由引導機車與列車中部機車之間的動車數(shù)量和引導機車所施加的力所決定的。
[0077]因而，如現(xiàn)在可理解的，列車中部機車上的后掛鉤力在列車中部機車和足夠數(shù)量的后方動車已登上山頂之后改變方向。隨著列車中部機車穿越上坡坡度，該力由具有一定大小和第一方向(遠離列車中部機車)的第一矢量代表。該大小隨著列車中部機車接近山頂而減小并在列車中部機車和足夠數(shù)量的后方動車已通過山頂之后變成第二方向(指向列車中部機車)。
[0078]前掛鉤力在列車中部機車爬山時由第三矢量(指向列車中部機車)代表且其大小在列車中部機車到達山頂時減小。在列車中部機車經(jīng)過山頂之后，隨著該力改變方向，該力由第四矢量代表。
[0079]該實施例的系統(tǒng)基于掛鉤力的方向的變化檢測列車中部機車(和引導機車)何時已登上山頂。引導機車和列車中部遠程機車的速度和加速度可基于山峰坡度、動車的重量分布和動態(tài)制動動作或牽引動作的施加來確定。
[0080]可執(zhí)行分析以基于坡度、動車的重量分布以及引導機車和列車中部遠程機車的特點來確定用于引導機車和遠程機車的典型掛鉤力。將實際力與這些典型的掛鉤力進行比較以確定機車何時上坡行駛或下坡行駛以及它們何時已登上山頂。
[0081]圖7的流程圖258示出了本發(fā)明的自動登頂控制實施例。在步驟254，操作員選擇自動登頂控制特征。在步驟260，如上所述測量掛鉤力并將其傳送到機車控制系統(tǒng)。
[0082]在步驟264，確定控制機車的速度和/或加速度。在步驟268，系統(tǒng)按需控制控制機車以控制加速度和/或速度，從而將列車速度維持在預選值或預選值以下。
[0083]在一個實施例中，檢測前掛鉤力和后掛鉤力兩者以確定機車何時登上山頂。參看步驟260。在另一實施例中，可能僅需確定掛鉤力的其中一個并從測出的加速度或速度數(shù)據(jù)推導另一掛鉤力。在引導機車的前聯(lián)接器處的掛鉤力為零，因為沒有動車與前聯(lián)接器聯(lián)接，并且在列車尾部機車的后掛鉤的掛鉤力也為零。
[0084]鐵路系統(tǒng)業(yè)主/操作員可執(zhí)行測試以確定列車在特定配置的列車(例如，動車重量分布、連續(xù)機車之間的動車數(shù)量)穿越特定的山頂(例如，特定山峰坡度)時如何做出響應(例如，預期的前、后掛鉤力)。與實際測出的加速度數(shù)據(jù)相結(jié)合的預期列車響應可確定何時希望開始對每臺機車降低油門以及何時開始對每臺機車施加動態(tài)制動。
[0085]自動登頂控制系統(tǒng)還可在加速度或速度超過自動控制系統(tǒng)的控制能力時向操作員提供警報指示。在流程圖258的決定步驟270，做出系統(tǒng)是否可維持選定速度的判斷。如果系統(tǒng)能夠維持該速度，則過程返回控制步驟268。如果系統(tǒng)無法維持該速度，則在步驟274發(fā)出警報。該警報提醒操作員采取額外的動作(例如，施加列車空氣制動)。
[0086]根據(jù)另一實施例，該系統(tǒng)代替啟動操作員警報或除啟動操作員警報以外自動施加列車空氣制動。
[0087]根據(jù)又一實施例，輸入系統(tǒng)的編組數(shù)據(jù)(包括例如引導機車與遠程機車之間的動車數(shù)量)允許計算引導機車與遠程機車之間的距離。當引導機車已登上山頂時，距離計數(shù)器可確定第一遠程機車何時到達山頂。了解每臺遠程機車何時登上山頂通過輔助速度控制。備選地，每臺機車車載的GPS單元確定每臺機車相對于山頂?shù)奈恢貌⑶伊熊嚳刂扑惴ǜ鶕?jù)該位置控制每臺機車。
[0088]根據(jù)適用于配置成用于前組/后組控制的DP系統(tǒng)的再另一實施例，監(jiān)視掛鉤力并且系統(tǒng)調(diào)節(jié)前組機車和后組機車的油門和動態(tài)制動，以在每臺機車登上山頂時安全并有效地控制列車的速度。具體而言，在每臺遠程機車處的掛鉤力的變化識別遠程機車何時已登上山頂。然后，系統(tǒng)自動“移動籬笆”以使該機車從后組移入前組。系統(tǒng)還控制前組機車和后組機車兩者的油門和動態(tài)制動以控制列車速度。
[0089]除如上所述使用測出的掛鉤力來控制列車以外，還可使用收集的數(shù)據(jù)來分析各種列車構(gòu)造中的掛鉤力。這些測量結(jié)果允許更好的列車建模和推薦的列車構(gòu)造的優(yōu)化。
[0090]根據(jù)又一實施例，可在列車穿越山峰時使用列車的路線地圖和實時列車位置信息(來自安裝在引導機車中的GPS單元或來自路旁傳感器或收發(fā)器)控制列車。路線上的每個軌道區(qū)間與用于穿越該特定軌道區(qū)間的油門和/或動態(tài)制動器設置或列車速度控制算法相關聯(lián)。在后一種情形中，所述算法使用列車編組信息(每臺動車的重量、機車之間的距離等)來確定期望的列車速度。
[0091]盡管某些前述實施例包括確定機車位置，但這不是必需的。例如，可從機車車載的傳感器例如傾斜度傳感器、電解傾斜傳感器、基于陀螺儀的裝置等直接確定軌道坡度。此類傳感器可以從例如新澤西州Linden市的Advanced Orientation Systems公司購得。
[0092]另一實施例涉及一種用于控制列車的方法。該方法包括根據(jù)第一控制方面(例如，牽引動作或制動動作)自動控制列車中的第一機車組。第一機車組包括一臺或更多機車。第一控制方面基于與第一機車組相關的一個或更多運行狀況，例如軌道坡度和車軸負荷。該方法還包括根據(jù)第二控制方面控制列車中的第二機車組。第二控制方面不同于第一控制方面，并且基于與第二機車組相關的一個或更多運行狀況。第二機車組遠離第一機車組，意味著至少一臺動車將第二組與第一組分離。在另一實施例中，第二機車組與第一組明顯不同，并由此包括列車中不是第一機車組的一部分的一臺或更多臺動車。在再另一實施例中，通過對查找表格、公式或算法應用相應運行狀況而確定相應控制方面。
[0093]呈現(xiàn)的各個實施例的一個要件包括防止列車在各種DP模式下運行期間發(fā)生災難和事故的安全互鎖裝置。當列車控制(或缺乏適當?shù)牧熊嚳刂?觸犯列車運行狀況(稱之為安全互鎖條件)時，運行互鎖裝置自動命令列車達到安全運行狀況。例如，在引導機車與遠程機車之間失去無線電通信的情況下或在無法執(zhí)行命令的操作(其中根據(jù)來自遠程機車的狀態(tài)應答消息判斷故障)的情況下，DP系統(tǒng)將機車置于安全油門狀態(tài)，例如油門怠速模式，直到該狀況被修正。而且，互鎖裝置防止(并用警報通知)例如可能導致列車斷裂的潛在的危險初期條件。[0094]貫穿本說明書，已將各種論述的機車描述為單級(single)機車，例如，未與另一機車聯(lián)接，而是僅與動車聯(lián)接。然而，各種實施例的教導也適用于機車編組(即，聯(lián)接在一起的至少兩臺機車，其中引導編組機車通過經(jīng)連接機車的MU線傳送的信號控制拖掛編組機車)。各種實施例的概念可僅應用于每個機車編組中的引導機車，因為拖掛編組機車由引導編組機車控制。而且，在包括附加機車(例如，除引導機車14以及遠程機車12A和12B)的列車中，可將這些附加機車分配給前組或后組。
[0095]貫穿本說明書，術語“無線電鏈路”、“ RF鏈路”和“ RF通信”以及類似術語描述了網(wǎng)絡中的兩個鏈路之間的通信方法。應當理解的是，系統(tǒng)中的節(jié)點(機車)之間的通信信道或鏈路并不限于無線電或RF系統(tǒng)等并且意味著涵蓋所有可通過其將消息從一個節(jié)點傳送到另一節(jié)點或多個其它節(jié)點的技術，包括但不限于磁性系統(tǒng)、聲學系統(tǒng)、有線系統(tǒng)或光學系統(tǒng)。同樣，結(jié)合其中在節(jié)點之間使用無線電(RF)鏈路并且其中各種構(gòu)件與此類鏈路兼容的實施例描述了該系統(tǒng)；然而，對目前優(yōu)選的實施例的此描述并非試圖將本發(fā)明限制于該特定實施例。
[0096]當在上述流程圖中實施時，本發(fā)明可以計算機執(zhí)行的過程和用于實施這些過程并用于控制鐵路列車及構(gòu)成鐵路列車的機車的裝置的形式實施。本發(fā)明還可以以計算機程序代碼的形式實施，該計算機程序代碼包括在有形介質(zhì)例如軟盤、CD-ROM、硬盤、閃速驅(qū)動器或任何其它計算機可讀的存儲介質(zhì)中包含的計算機可讀指令。當計算機程序代碼加載到計算機或處理器中并由其執(zhí)行時，該計算機或處理器變成用于實施本發(fā)明的裝置。本發(fā)明還可以以例如計算機程序代碼(制品)的形式實施，不論是存儲在存儲介質(zhì)中、加載到計算機中和/或由計算機執(zhí)行還是經(jīng)傳輸介質(zhì)例如經(jīng)電線或電纜、通過光纖或經(jīng)由電磁輻射傳輸，其中當計算機程序代碼被加載到計算機或處理器中并由其執(zhí)行時，計算機或處理器變成用于實施本發(fā)明的裝置。當在通用計算機上實施時，計算機程序代碼節(jié)段將計算機配置成形成專用邏輯電路或處理模塊。
[0097]此外，本領域技術人員會理解，本發(fā)明的實施例可采用各種計算機系統(tǒng)配置實施，包括手持式設備、多處理器系統(tǒng)、基于微處理器或可編程的消費電子設備、微型計算機、主計算機、基于web的系統(tǒng)、客戶端/服務器系統(tǒng)等。本發(fā)明也可在其中通過由通信網(wǎng)絡鏈接的遠程處理裝置執(zhí)行任務的分布式計算環(huán)境中實施。在分布式計算環(huán)境中，程序模塊可位于本地和遠程計算機存儲介質(zhì)兩者中，包括記憶存儲設備。這些本地和遠程計算環(huán)境可完全包含在受控的機車內(nèi)、與受控機車相同的機車編組內(nèi)的機車內(nèi)、通過一臺或更多動車與受控的機車分離的遠程機車內(nèi)，或非車載而在其中無線通信提供本地計算環(huán)境與遠程計算環(huán)境之間的連接的路旁設備或中心辦公室中。
[0098]此書面描述使用了包括最佳模式在內(nèi)的實例來公開本發(fā)明，并且還使本領域的任何技術人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明，包括制造并利用任何裝置或系統(tǒng)并且執(zhí)行任何所結(jié)合的方法。本發(fā)明可取得專利權(quán)的范圍通過權(quán)利要求來限定，并且可包括本領域技術人員想到的其它實例。如果此類其它實例沒有不同于權(quán)利要求的文字語言所描述的結(jié)構(gòu)元件，或者它們包括與權(quán)利要求的文字語言無實質(zhì)性區(qū)別的等同結(jié)構(gòu)元件，則認為此類其它實例包含在權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于控制鐵路列車的引導機車和遠程機車的方法，所述引導機車和所述遠程機車由一臺或更多動車分離，所述方法包括: 確定在所述引導機車的后端處的掛鉤力以確定所述引導機車何時已登上山頂； 在所述引導機車登上山頂以后，確定所述引導機車的速度和加速度中的至少一者； 選擇最大列車速度；以及 控制所述引導機車以在所述引導機車已登上山頂之后將所述引導機車的速度維持在所述最大列車速度以下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制步驟還包括進一步響應于已登上山頂?shù)膭榆嚁?shù)量或在所述引導機車的后端處的掛鉤力對所述引導機車應用動態(tài)制動或?qū)λ鲆龑C車降低油門。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括確定在所述遠程機車的前端和后端處的相應掛鉤力，并且其中所述控制步驟還包括響應于所述遠程機車的前端掛鉤力和所述引導機車和所述遠程機車中的每一者的相應后端掛鉤力控制所述引導機車。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法還包括響應于在所述遠程機車的前端和后端處的掛鉤力控制所述遠程機車。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括確定在所述遠程機車的后端和前端處的 實際掛鉤力，并確定在所述引導機車的后端處的預期掛鉤力以及在所述遠程機車的后端和前端處的相應預期掛鉤力，所述預期掛鉤力響應于確定的山峰坡度和列車構(gòu)造中的至少一者，其中所述控制步驟還響應于所述預期掛鉤力和所述實際掛鉤力。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括當所述控制步驟不能將所述速度維持在所述最大列車速度以下時啟動警報。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括確定在所述遠程機車的前端和后端處的相應掛鉤力以確定所述遠程機車何時已登上山頂。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括使用GPS裝置或路旁收發(fā)器來確定所述引導機車或所述遠程機車何時已登上山頂。
9.一種用于在每臺機車穿越坡度時控制鐵路列車的引導機車和列車中部機車的方法，所述列車中部機車和所述引導機車由一臺或更多動車分離，所述方法包括: 確定施加在所述引導機車的后掛鉤上的力； 確定施加在所述列車中部機車的前掛鉤上的力和施加在所述列車中部機車的后掛鉤上的力； 響應于確定的掛鉤力控制所述引導機車和所述列車中部機車。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法還包括選擇最大列車速度，并且其中所述控制步驟還包括控制所述引導機車和所述列車中部遠程機車中的至少一者以將所述引導機車的速度維持在所述最大列車速度或所述最大列車速度以下。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，確定所述引導機車的后掛鉤上的力的步驟包括確定所述引導機車的后掛鉤上的力的方向和大小中的至少一者，并且確定所述列車中部機車的前掛鉤和后掛鉤上的力的步驟包括確定所述列車中部機車的前掛鉤上的力的方向和大小中的至少一者以及確定所述列車中部機車的后掛鉤上的力的方向和大小中的至少一者。
12.一種用于控制列車的方法，所述方法包括: 根據(jù)第一控制方面自動控制所述列車中的第一機車組，所述第一控制方面基于與所述第一機車組相關的一個或更多個運行狀況；以及 根據(jù)第二控制方面自動控制所述列車中的第二機車組，所述第二控制方面不同于所述第一控制方面并基于與所述第二機車組相關的一個或更多運行狀況，其中所述第二機車組遠離所述第一機車組。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，對于所述第一機車組和第二機車組中的每一個，所述運行狀況包括所述機車的車軸的車軸負荷、所述列車在其上行駛的軌道的軌道坡度、所述列車在其上行駛的地形、所述軌道的狀況、當日時間、速度約束、燃料消耗、排放和天氣狀況。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述第一控制方面和所述第二控制方面包括牽引動作或制動動作 的施加和所述牽引動作或制動動作的大小。
【文檔編號】B61L3/00GK103754229SQ201410020249
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2009年9月21日 優(yōu)先權(quán)日:2009年3月14日
【發(fā)明者】C.西達帕, R.莫菲特 申請人:通用電氣公司