BR102013029650B1 - Método e sistema de exibição de informação relacionada com operações para exibi-las com base na informação de deslocamento do trem - Google Patents
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Abstract
método e sistema de exibição de informação relacionada com operações para exibi-las com base na informação de deslocamento do trem como um sistema para notificar um operador de trem da informação de suporte operando um trem de acordo com uma programação, há tecnologia para suportar operações de trem exibindo a localização e a velocidade do trem em uma curva contínua que está de acordo com a programação das operações do trem. entretanto, a técnica anterior não leva em consideração a exibição, em tempo real, da informação de suporte das operações para o operador. portanto, a tecnologia para processar a informação de deslocamento do trem sempre mudando, e criar e exibir em tempo real a informação de suporte das operações, não foi descrita. portanto, a presente invenção transmite a informação a bordo em tempo real de um trem para um aparelho de terra. o aparelho de terra é configurado para realizar computações, juntando a informação a bordo com a informação da terra, para calcular as condições operacionais ótimas e para exibir esta informação em um visor para o operador, via uma rede.
Description
[001] A presente invenção refere-se genericamente a um sistema de suporte de operações que faz uso de informação de deslocamento de trem em tempo real e, mais particularmente, a um sistema para transmitir o método operacional ótimo para um operador de trem usando a informação em tempo real.
[002] Um operador de veículo ferroviário não é capaz de verificar a relação de embarque de passageiros nos vagões de trem durante operação ou as posições relativas de um trem precedente ou seguinte enquanto deslocando-se. Assim, a operação apropriada em conformidade com uma tabela de horário depende, em grande parte, da experiência e habilidade do operador. A Publicação do Pedido de Patente Japonesa No. 2009-29234 descreve a tecnologia para usar a informação de deslocamento de um trem. A Publicação do Pedido de Patente Japonesa No. 2009-29234 descreve a tecnologia para suportar operações de trem, mostrando o local e a velocidade próprios do trem em uma curva contínua de acordo com o horário das operações do trem.
[003] O documento US2012166025 A1 refere-se a um dispositivo de controle de trem automático incluindo um dispositivo de controle terra, que calcula uma posição de parada alvo de um trem, e um dispositivo de controle no veículo, que recebe a posição de parada alvo transmitida do dispositivo de controle terra e calcula os padrões de controle de velocidade para controlar a velocidade dos trens, respectivamente.
[004] Entretanto, a Publicação do Pedido de Patente Japonesa No. 200929234 não descreve o instante para calcular a localização e a velocidade de deslocamento próprios do trem. Assim, a exibição em tempo real das informações de suporte das operações a serem comunicadas ao operador não é levada em consideração. Portanto, a tecnologia para processar a informação de deslocamento do trem sempre mudando, e criar e exibir em tempo real informações de suporte das operações, não é descrita.
[005] Portanto, a presente invenção primeiro transmite a informação a bordo de um veículo ferroviário em tempo real para a terra. Em seguida, o lado da terra junta a informação a bordo com a informação terrestre, realiza computações automáticas, e exibe as condições operacionais ótimas em um visor do assento do operador. A presente invenção faz bom uso da informação disponível somente a bordo do trem e da informação disponível somente na terra, e adapta estas informações para o ambiente de deslocamento, a fim de transmitir as condições operacionais ótimas para o operador em tempo real, via uma rede sem fio. A presente invenção também é capaz de acelerar o processamento e melhorar o desempenho de transmissão da informação, usando as condições de deslocamento para realizar processos de determinação e estreitar as condições operacionais apropriadas pela tabela existente.
[006] De acordo com a presente invenção, são possíveis operações ótimas que mais proximamente apoiam-se à tabela de horário, operando de acordo com instruções em tempo real pela terra. Mesmo quando trens estão funcionando fora da programação, operações que estão mais próximas da tabela de horário original são possíveis, fazendo-se determinações em combinação com a última informação de programação disponível somente no lado da terra. Além disso, operações pontuais de acordo com a programação permitem a realização de operações mais precisas, reduzindo o tempo extra destinado a interrupções de serviço. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS - A Fig. 1 é um diagrama esquemático de um sistema de suporte de operações; - A Fig. 2 é um desenho das configurações de hardware de um aparelho instalado no trem e um aparelho de terra; - A Fig. 3 é um fluxograma mostrando o processamento para o sistema de suporte de operações como um todo; - A Fig. 4 é um fluxograma mostrando o processamento computacional para determinar a distância entre trens deslocando-se; - A Fig. 5 é um fluxograma mostrando o processamento para determinar as condições operacionais ótimas quando não há mudanças na tabela de horário; e - A Fig. 6 é um fluxograma mostrando o processamento para determinar as condições operacionais ótimas quando houve uma mudança na tabela de horário.
[007] Um aspecto desta forma de realização será descrito aqui utilizando os desenhos.
[008] A Fig. 1 é um diagrama esquemático de um sistema de suporte de operações. Um trem deslocando-se 101 continuamente transmite informação de velocidade, informação de relação de embarque, e informação de GPS em tempo real para um aparelho de terra 102. Aqui, tempo real significa sequencialmente transmitir informações para o aparelho de terra 102, em uma ocasião em que o aparelho instalado no trem adquire a informação de deslocamento do trem de vários dispositivos do trem (sensores e similares).
[009] O aparelho de terra 102 é configurado para realizar processamento de determinação, combinando a informação a bordo com a informação disponível somente no lado da terra, calculando as condições operacionais ótimas (informação de velocidade, informação de frenagem) e retornando estas informações para o trem 101. É suposto que a informação a bordo e os resultados da determinação da terra sejam transmitidos e recebidos via uma rede 3G existente ou conexão sem fio. Além disso, nesta forma de realização, admite-se que as comunicações em tempo real sejam realizadas em unidades de centenas de milissegundos, porém, a presente invenção não é limitada a elas. De acordo com esta forma de realização, condições operacionais ótimas, de acordo com a última situação de deslocamento, são instruídas em tempo real para o trem, desse modo tornando possível para o operador rapidamente verificar a situação e implementar uma operação mais próxima à operação ótima. Cada operador tem seus próprios hábitos operacionais, porém, continuamente emitir instruções operacionais do lado da terra torna possível a obtenção de operações uniformes.
[0010] A Fig. 2 é um exemplo das configurações de hardware do equipamento requerido nesta forma de realização. As simples configurações formadas do aparelho instalado no trem e do aparelho de terra permitem rápido processamento e transmissão da informação. Primeiro, uma descrição da configuração do aparelho instalado no trem 103 será dada. O aparelho instalado no trem 103 tem uma unidade de informações de trem 104 e um dispositivo visor no assento do operador 113. A unidade de informações do trem 104 é um dispositivo tendo uma CPU e compreende uma função de coleta de informações do trem, para coletar as informações do trem, uma unidade de empacotamento de informações do trem, para condensar as informações do trem, e uma função de transmissão de informações do trem, para transmitir a informação do trem para o lado da terra. O processamento envolvido nestas funções será descrito em detalhes utilizando-se a Fig. 3. O dispositivo visor no assento do operador 113 é configurado para exibir instruções operacionais para o operador.
[0011] Em seguida, será descrita a configuração do aparelho de terra 102. O aparelho de terra 102 tem uma unidade transceptora de informações do trem 106, para transmitir e receber dados para e do aparelho instalado no trem 103, um grupo DB, para armazenar informações recebidas do aparelho instalado no trem 103, (uma última programação DB 107, uma relação de embarque DB 108, um GPS DB 109, uma velocidade DB 110, e condições operacionais ótimas DB 111), e uma unidade de computação de informações do trem 112, para extrair informações dos DBs e computar as condições operacionais ótimas. A unidade de computação de informações do trem 112 é um dispositivo tendo uma CPU e possui uma função de computação de distância entre veículos para usar a informação de posição armazenada no GPS DB 109 para calcular a distância entre os trens, e uma função computacional de velocidade ótima para empregar a última programação DB 107, a relação de embarque DB 108, a velocidade DB 110, e as condições operacionais ótimas DB 111, para calcular a velocidade ótima. Cada método de computação será descrito em detalhes utilizando-se a Fig. 3. Em seguida, será descrito o fluxo de dados. A informação coletada pela unidade de informações do trem 104 é transmitida para a unidade transceptora de informações do trem 106, via um aparelho de rede 105, tal como um 3G ou uma LAN sem fio, e armazenada no grupo DB (última programação DB 107, relação de embarque DB 108, GPS DB 109, velocidade DB 110). Os resultados obtidos da unidade de computação de informações do trem 112 processando a informação armazenada são repetidamente transmitidos para o aparelho instalado no trem 103, via a unidade transceptora de informações do trem 106 e o aparelho de rede 105, e exibidos no dispositivo visor do assento do operador 113. As transmissões terra a bordo podem ser via um 3G ou via uma LAN sem fio e podem ser comutadas automaticamente, dependendo do local de deslocamento e da situação (dentro de um túnel) do trem, tornando possível a comunicação segura sob todos os tipos de situações e possibilitando que instruções operacionais sejam emitidas de uma maneira contínua. A computação de velocidade ótima é calculada usando- se uma tabela de padrão armazenado, e como tal, o processamento é completado rapidamente sem a necessidade de realização de um processo de computação complicado.
[0012] A Tabela 1 a seguir é um exemplo da tabela da última programação necessária para computar as condições operacionais ótimas. Tabela 1
[0013] A informação da última programação na ocasião de uma mudança de programação, devido a um acidente ou um mal funcionamento, é armazenada nesta tabela. Esta tabela compreende a informação do número do trem, que é o identificador do trem, informação da rota, mostrando a rota que o trem segue, informação do identificador em cada estação, e informação das horas de chegada/partida nestas estações. As horas de chegada não são mostradas no desenho para as estações intermediárias, porém a informação da hora de chegada pode ser armazenada na tabela. Esta tabela mantém a última informação, por ser atualizada a cada ocasião de mudança de programação. A última informação de programação não é conhecida no lado do trem e, portanto, desempenha um importante papel desta forma de realização.
[0015] A informação de relação de embarque obtida quando cada trem para em uma estação é armazenada nesta tabela. Utilizar a relação de embarque para mudar a maneira em que a frenagem é realizada torna possível obterem-se e cooperações que consomem a energia desperdiçada. O cálculo da relação de embarque pode ser determinado do peso total do trem, incluindo os passageiros, ou pode ser determinado empregando-se vários sensores dispostos dentro do trem.
[0017] Este é um exemplo em que as informações de posição do trem são armazenadas em períodos de tempo fixados. Entretanto, em razão da necessidade por controle cauteloso das distâncias entre os trens durante períodos de afluência, quando o intervalo de tempo entre os trens torna-se estreito, o dispositivo GPS sequencialmente escreve a informação do GPS na tabela de GPS e sequencialmente transmite esta informação para o aparelho de terra em período mais curto, desse modo tornando possível reagir em tempo real em condições operacionais instruídas. Isto possibilita o suporte de operações, mesmo quando as operações estão sendo realizadas sob condições extremamente rigorosas.
[0019] Este é um exemplo em que a velocidade do trem é armazenada em períodos fixados de tempo. A informação de velocidade nesta tabela prescreve a velocidade ótima na ocasião. A exibição de informações de velocidade sempre mudando é essencial para suporte operacional.
[0021] Esta tabela associa várias condições com a informação de operações ótimas sob estas condições. Com base nesta tabela, é possível extrair as condições operacionais ótimas, refinando-se as condições. Na coluna de condições operacionais ótimas, S representa velocidade e B representa frenagem. Nesta tabela, frenagem é somente ATIVAR ou DESATIVAR, porém, quando os freios são aplicados em múltiplas etapas, um registro pode ser criado nesta tabela para cada etapa.
[0022] A Fig. 3 é o processamento total desta forma de realização. Primeiro, a informação de velocidade em tempo real a bordo, informação de relação de embarque, e informação de GPS são coletadas de acordo com um processo de coleta de informações a bordo (S0001). Em um processo de empacotamento de informações coletadas (S0002), as informações coletadas são empacotadas em um formato para transmissão para o lado da terra. Em seguida, as informações empacotadas são transmitidas para o lado da terra, via uma rede 3G ou sem fio, de acordo com um processo de transmissão de informações do trem (S0003). Um trem deslocando-se gera uma enorme quantidade de informações, e o empacotamento destas informações antes da transmissão da informação para a terra possibilita um processamento mais rápido. O empacotamento é um processo para minimizar o tamanho dos dados e comprimi-los em um formato transmissível, extraindo-se, dentre uma enorme quantidade de dados binários, as partes dos dados necessárias para subsequente processamento, e/ou as partes em que os dados estão realmente contidos, ou cujas partes os dados mudaram (e descartar o resto).
[0023] O processamento até este ponto é realizado pela unidade de informações do trem 104 da Fig. 2. As informações transmitidas são recebidas pela unidade transceptora de informações do trem 106 (S0004), da Fig. 2, e armazenadas nas respectivas tabelas (S0005). Em seguida, as informações requeridas para realizar uma computação de distância entre trens, uma determinação de mudança de programação, uma computação das condições operacionais estáticas, e uma computação das condições operacionais dinâmicas, que são realizadas pela unidade de computação de informações do trem 112, da Fig. 2, são extraídas do grupo DB (S0006). Usando a informação de GPS extraída, primeiro uma computação da distância entre trens (S0007) é realizada para calcular a distância até o trem precedente.
[0024] Em seguida, uma determinação é feita quanto a se ou não aquela programação para aquele dia foi mudado devido a um acidente ou um mal funcionamento de material circulante (S0008). Este processo obtém informações de uma mudança de programação se unindo a um sistema de controle operacional (não mostrado nos desenhos) acoplado ao aparelho do solo. Em um caso onde a programação não mudou e o serviço de trem está operando como o habitual, um processo de computação de condições operacionais estáticas (S0009) é realizado para calcular as condições operacionais ótimas. Quando a programação do trem para o dia em questão mudou, um processo de computação das condições operacionais dinâmicas (S0010) é realizado utilizando-se a última informação de programação atualizada no DB para calcular as condições operacionais ótimas. A computação de distância entre trens, o processo de computação das condições operacionais estáticas, e o processo de computação das condições operacionais dinâmicas serão descritos em detalhes utilizando-se as Figs. 4, 5 e 6, respectivamente. O processamento pode ser acelerado realizando-se uma computação usando uma tabela (condição DB de velocidade ótima 111 da Fig. 2) preparada de antemão, quando a programação é normal como uma computação separada para determinar um caso especial (nesta forma de realização, a presença ou ausência de uma mudança de programação do trem). Em seguida, as condições operacionais ótimas, calculadas de acordo com o processo de computação das condições operacionais estáticas e o processo de computação das condições operacionais dinâmicas, são novamente transmitidas para o aparelho instalado no trem 103 da unidade transceptora de informações do trem 106 da Fig. 2 (S0011), e exibidas no dispositivo visor 113 do assento do operador (S0012).
[0025] A Fig. 4 é o processamento detalhado do processo de computação de distância entre trens da Fig. 3. Primeiro, informações do GPS do veículo N, que está transmitindo as instruções operacionais, e do precedente veículo ferroviário N-1 são adquiridas do DB (S0101). As informações do GPS dos dois veículos são comparadas (S0102), e a distância entre o veículo e o veículo precedente é calculada (S0103). Até agora, a distância entre trens não poderia ser verificada em tempo real, mas este processamento torna possível, possibilitando até mesmo operações mais rigorosas durante os períodos de rush.
[0026] A Fig. 5 é o processamento detalhado do processo de computação das condições operacionais estáticas da Fig. 3. Neste processo, uma tabela de condições operacionais ótimas, como aquela mostrada na Tabela 1, é armazenada antecipadamente para encurtar o tempo de processamento, e refinamentos são feitos de acordo com as condições de deslocamento e ambiente para calcular as condições operacionais ótimas. O tempo de processamento pode ser encurtado partindo-se do processo estreitamento da condição com a informação do veículo ferroviário para o qual as condições de seleção, tais como tipo de veículo e rota de deslocamento, são limitadas, e mudando-se para informação única em cada período de tempo, tal como a relação de embarque em tempo real e a localização do deslocamento.
[0027] Especificamente, primeiro um processo de determinação de tipo de veículo (S0201), um processo de determinação de rota (S0202), e um processo de determinação de chegada/saída (S0203) são realizados. Neste ponto, a localização do deslocamento atual é determinada a partir de informações do GPS, e a situação da rota na direção do deslocamento (inclinações, extensão das curvas, e assim por diante) é calculada a partir das determinações de rota e de chegada/saída. Em seguida, o processamento muda para informação de tempo real, um processo de determinação da distância entre trens (S0204), um processo para determinação de uma discrepância entre a tabela de horário e a localização do deslocamento atual (S0205), um processo de determinação da relação de embarque (S0206), e um processo de determinação da localização do deslocamento (S0207) são realizados, e condições operacionais ótimas, tais como “acelerar para ‘xxx” quilômetros por hora; freios DESLIGADOS” são calculadas (S0208), como mostrado na tabela da Tabela 5.
[0028] A Fig. 6 é o processamento detalhado do processo de computação das condições operacionais dinâmicas da Tabela 3. Quando a programação do trem é interrompida por um acidente ou um mal funcionamento de material circulante, o processamento divide-se para este processo de computação das condições operacionais ótimas. Primeiro, a última informação de programação adquirida do DB é adquirida (S0301), e um processo de determinação de distância entre trens (S0302), um processo de determinação de relação de embarque (S0303), e um processo de determinação da localização do deslocamento (S0304) são realizados usando- se os resultados calculados da informação em tempo real, e as condições operacionais ótimas são calculadas (S0305). Quando a programação fica interrompida, uma rápida correção de serviço é requerida para rapidamente retornar as operações para normal e não causar qualquer inconveniência aos passageiros e, incorporando-se a última informação de programação disponível somente no lado da terra no processo de computação, torna-se possível calcular as condições operacionais que possibilitam um atraso nas operações para serem aliviadas de preferência rapidamente.
Claims (10)
1. Método de exibição de informação relacionada com operações para exibir informações em um dispositivo visor no assento do operador relacionadas a operações com base em informação de deslocamento do trem compreendendo pelo menos informação de relação de embarque e informação de GPS, o método caracterizado pelo fato de que compreende: - uma etapa de transmissão da informação de deslocamento de transmitir sequencialmente informações de deslocamento do trem compreendendo pelo menos informação de relação de embarque e informação de GPS para um servidor, que não está instalado no trem (101), via uma rede no instante em que a informação de deslocamento é adquirida; - uma etapa de criação de informação relacionada com operações de criação, no servidor, informação relacionada com operações do trem a partir da informação de deslocamento; e - uma etapa de transmissão da informação relacionada com operações de transmissão da informação relacionada com operações criadas para o trem (101).
2. Método de exibição de informação relacionada com operações de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que: - o servidor compreende uma tabela de condições operacionais em que um estado de deslocamento do trem é associado com a informação relacionada com operações do estado de deslocamento, e - uma etapa de criação da informação de suporte cria a informação relacionada com operações a partir da informação de deslocamento e da tabela de condições operacionais.
3. Método de exibição de informação relacionada com operações de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que - a informação de deslocamento inclui a informação de posição do trem, e - a etapa de criação da informação de suporte identifica um trem precedente, que se desloca precedendo o trem (101) a partir da informação de programação, calcula uma distância entre o trem e o trem precedente a partir da informação de posição do trem precedente e da informação de posição do trem, e cria a informação relacionada com as operações a partir da distância entre os trens (101) e da tabela de condições operacionais.
4. Método de exibição de informação relacionada com operações de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma etapa de determinar se ou não houve uma mudança na programação.
5. Método de exibição de informação relacionada com operações de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que na etapa de transmissão da informação de deslocamento, a informação adquirida de um dispositivo de um trem (101) é transmitida para o servidor, que não está instalado no trem, após esta informação ser submetida a empacotamento.
6. Sistema de exibição de informação relacionada com operações para exibir informações relacionadas a operações com base em informação de deslocamento do trem compreendendo pelo menos informação de relação de embarque e informação de GPS, empregando-se um aparelho instalado no trem (103) e um aparelho de terra (102), o aparelho instalado no trem (103) caracterizado pelo fato de que compreende: - um processador de transmissão da informação de deslocamento configurado para sequencialmente transmitir a informação de deslocamento compreendendo pelo menos informação de relação de embarque e informação de GPS para um servidor, que não está instalado no trem (101), via uma rede, no instante em que a informação de deslocamento é adquirida; e - uma unidade de exibição configurada para exibir informação de suporte em um dispositivo visor no assento do operador transmitida do aparelho de terra (102), e o aparelho de terra (102) compreendendo: - uma unidade de computação da informação do trem, configurada para criar informação relacionada com as operações do trem (101) a partir da informação de deslocamento.
7. Sistema de exibição da informação relacionada com operações de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que: - o aparelho de terra (102) compreende uma tabela de condições operacionais em que um estado do deslocamento do trem (101) é associado com a informação relacionada com as operações do estado de deslocamento, e - a unidade de computação da informação do trem é configurada para criar a informação relacionada com as operações a partir da informação de deslocamento e da tabela de condições operacionais.
8. Sistema de exibição da informação relacionada com operações de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que: - a informação de deslocamento inclui a informação de posição do trem (101), e -a unidade de computação da informação do trem é configurada para identificar um trem precedente que se desloca precedendo o trem (101) a partir da informação de programação, calcula a distância entre o trem (101) e o trem precedente a partir da informação de posição do trem precedente e da informação de posição do trem (101), e cria a informação relacionada com as operações a partir da distância entre os trens (101) e a tabela de condições operacionais.
9. Sistema de exibição da informação relacionada com operações de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que: - a unidade de computação de informação do trem é também configurada para realizar um processo para determinar se ou não houve uma mudança na programação.
10. Sistema de exibição da informação relacionada com operações de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 9, caracterizado pelo fato de que: o processador de transmissão da informação de deslocamento é configurado para adquirir a informação de deslocamento de um dispositivo de um trem (101) e transmitir a informação de deslocamento para o servidor, que não está instalado no trem (101), após submeter a informação a empacotamento.
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