BR102016006590B1 - Sistema de controle de potência, método para ditar configurações de potência e método para controlar um sistema de veículos - Google Patents

Sistema de controle de potência, método para ditar configurações de potência e método para controlar um sistema de veículos Download PDF

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Abstract

SISTEMA DE CONTROLE DE POTÊNCIA E MÉTODO PARA DITAR CONFIGURAÇÕES DE POTÊNCIA A presente invenção se refere a um sistema de controle de potência para um sistema de veículos que identifica nós de engate no sistema de veículos para viagem do sistema de veículos ao longo de uma rota. Os nós de engate representam estados frouxos de engates entre veículos no sistema de veículos. O sistema determina também parâmetros de direção combinados em locais ao longo da rota em que um estado dos nós de engate no sistema de veículos irá mudar dentro do sistema de veículos durante o próximo movimento do sistema de veículos. O sistema determina uma restrição nas operações do sistema de veículos para controlar os nós de engate durante o próximo movimento do sistema de veículos e para distribuir os parâmetros de direção combinados dentre dois ou mais dos veículos.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO
[001] As realizações da matéria descrita no presente documento se referem à distribuição e limitação de potência dentre veículos geradores de propulsão em um sistema de veículos para controlar a dinâmica de nó dentro do sistema de veículos.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
[002] Alguns sistemas de veículos conhecidos incluem múltiplos veículos conectados entre si de modo que os veículos possam viajar em conjunto. Os sistemas de veículos podem ter veículos geradores de propulsão e, opcionalmente, veículos não geradores de propulsão que viajam em conjunto ao longo de uma rota. Alguns sistemas de veículos podem incluir um ou mais grupos de veículos geradores de propulsão chamados de composições.
[003] As operações dos veículos geradores de propulsão podem ser coordenadas uma com a outra. Em relação a veículos de trilho, algumas locomotivas podem ser remotamente controladas a partir de outra locomotiva no sistema de veículos. Por exemplo, o controle de potência distribuída (DP) das locomotivas pode envolver todas as locomotivas no sistema de veículos de trilho (por exemplo, um trem) que são controladas para terem as várias configurações de acelerador e/ou de freio ao mesmo tempo.
[004] Devido ao fato de os sistemas de veículos poderem ser muito longos, diferentes segmentos dos sistemas de veículos podem experimentar diferentes graus e/ou curvaturas em uma rota ao mesmo tempo. Dependendo dos locais dos veículos geradores de propulsão no sistema de veículos e do acelerador e/ou das configurações de freio dos veículos geradores de propulsão, um ou mais nós podem ser criados dentro do sistema de veículos.
[005] Durante o movimento de um sistema de veículos, os nós dentro do sistema de veículos podem se mover dentro do sistema de veículos. Em algumas circunstâncias, os nós podem se mover em direção um ao outro até que os nós plurais estejam no mesmo local dentro do sistema de veículos. Esse caso pode ser chamado de uma colisão de nó. Os sistemas de veículos podem se separar em segmentos menores em colisões de nó e/ou veículos dentro do sistema de veículos podem colidir um com o outro em colisões de nó. Adicionalmente, o movimento relativo e/ou colisão de nós no sistema de veículos pode prejudicar o manejo dos sistemas de veículos.
DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO
[006] Em uma realização, um sistema de controle de potência para um sistema de veículos inclui um ou mais processadores configurados para identificar nós de engate em um sistema de veículos para viagem do sistema de veículos ao longo de uma rota. Os nós de engate são representativos de estados frouxos de engates entre veículos no sistema de veículos. Os um ou mais processadores são configurados também para determinar um ou mais parâmetros de direção combinados em um ou mais locais ao longo da rota em que um estado de um ou mais dos nós de engate no sistema de veículos irá mudar dentro do sistema de veículos durante o próximo movimento do sistema de veículos. Os um ou mais processadores são configurados também para determinar uma restrição em operações do sistema de veículos para controlar os nós de engate durante o próximo movimento do sistema de veículos e para distribuir os um ou mais parâmetros de direção combinados dentre dois ou mais dos veículos com uma determinação de parâmetros de direção individuais para os dois ou mais veículos com base na restrição que é determinada. Os parâmetros de direção individuais incluem uma ou mais configurações de acelerador ou configurações de freio dos veículos.
[007] Em uma realização, um método para ditar as configurações de potência para um sistema de veículos inclui identificar nós de engate em um sistema de veículos para viagem do sistema de veículos ao longo de uma rota. Os nós de engate representam estados frouxos de engates conectados a um ou mais veículos no sistema de veículos. O método inclui também determinar um ou mais parâmetros de direção combinados em um ou mais locais ao longo da rota em que um estado de um ou mais dos nós de engate no sistema de veículos irá mudar dentro do sistema de veículos durante o próximo movimento do sistema de veículos e determinar um parâmetro de direção individual para um ou mais veículos com base na restrição que é determinada. O parâmetro de direção individual inclui uma configuração de potência dos um ou mais veículos.
[008] Em uma realização, um método para controlar um sistema de veículos inclui determinar um local ao longo de uma rota durante uma próxima viagem de um sistema de veículos em que nós de engate no sistema de veículos irão colidir um com o outro e distribuir uma saída de potência dentre dois ou mais veículos geradores de propulsão em lados opostos de pelo menos um dos nós de engate no sistema de veículos. A saída de potência impede que os nós de engate colidam um com o outro no local ao longo da rota. O método inclui também gerar um plano de viagem para os veículos geradores de propulsão no sistema de veículos com base na saída de potência que é distribuída. O plano de viagem indica uma ou mais velocidades de movimentação, configurações de acelerador ou configurações de freio do sistema de veículos como uma função de distância ao longo da rota.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[009] É feita referência aos desenhos anexos nos quais as realizações particulares e benefícios adicionais da invenção são ilustrados conforme descrito em mais detalhes na descrição abaixo, em que: A Figura 1 ilustra um diagrama esquemático de um exemplo de um sistema de veículos que viaja ao longo de uma rota; A Figura 2 ilustra esquematicamente o movimento do sistema de veículos ao longo de um segmento de uma rota que tem um vale e um pico de acordo com um exemplo de uma colisão de nó; A Figura 3 ilustra esquematicamente o movimento do sistema de veículos ao longo de outro segmento da rota mostrado na Figura 2; A Figura 4 ilustra esquematicamente o movimento do sistema de veículos ao longo de outro segmento da rota mostrado na Figura 2; A Figura 5 ilustra esquematicamente o movimento do sistema de veículos ao longo de outro segmento da rota mostrado na Figura 2; A Figura 6 ilustra esquematicamente o movimento do sistema de veículos ao longo de outro segmento da rota mostrado na Figura 2; A Figura 7 ilustra uma realização de um sistema de controle de potência e um veículo gerador de propulsão do sistema de veículos mostrado na Figura 1; A Figura 8 ilustra um fluxograma de uma realização de um método para controlar um sistema de veículos; A Figura 9 ilustra um exemplo da determinação de marcadores de limite de potência nas configurações de potência combinadas do sistema de veículos mostrado na Figura 1 em vários locais ao longo de uma rota; A Figura 10 ilustra outro exemplo da determinação dos marcadores de limite de potência nas configurações de potência combinadas do sistema de veículos mostrado na Figura 1 em vários locais ao longo de uma rota; A Figura 11 ilustra outro exemplo da determinação dos marcadores de limite de potência nas configurações de potência combinadas do sistema de veículos mostrado na Figura 1 em vários locais ao longo de uma rota; A Figura 12 ilustra como marcadores de limite de potência mostrados nas Figuras 9 a 11 são determinados de acordo com um exemplo; A Figura 13 ilustra como marcadores de limite de potência mostrados nas Figuras 9 a 11 são determinados de acordo com outro exemplo; A Figura 14 ilustra como marcadores de limite de potência mostrados nas Figuras 9 a 11 são determinados de acordo com outro exemplo; A Figura 15 ilustra parâmetros de direção alternativos que podem ser selecionados pelo controlador de veículo mostrado na Figura 7 em resposta às operações do sistema de veículos mostradas na Figura 1 que se desviam do plano de viagem de acordo com um exemplo; A Figura 16 ilustra parâmetros de direção alternativos que podem ser selecionados pelo controlador de veículo mostrado na Figura 7 em reposta às operações do sistema de veículos mostradas na Figura 1 que se desviam do plano de viagem de acordo com outro exemplo; e A Figura 17 ilustra um exemplo de linhas de colisão que definem zonas de colisão para viagem do sistema de veículos mostrado na Figura 1.
DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO
[010] De acordo com uma ou mais realizações da matéria da invenção descritas no presente documento, são fornecidos métodos e sistemas de controle de potência que identificam parâmetros de direção (por exemplo, configurações de potência tais como configurações de acelerador, configurações de freio, velocidades de movimentação, força ou esforço de frenagem e/ou tração, aceleração, taxa de mudança na força ou esforço de frenagem e/ou tração, etc.), condições (por exemplo, que veículos estão freando ou gerando esforço propulsor em vários momentos e/ou locais, graus da rota, curvaturas de uma rota, etc.), e/ou transições (por exemplo, frenagem excessiva e/ou rápida com veículos localizados remotamente no sistema de veículos) que podem resultar em dinâmicas indesejáveis. Essas dinâmicas podem resultar em colisões de grandes grupos de veículos no sistema de veículos, quebras no sistema de veículos entre diferentes grupos de veículos, etc. e são impedidas ou eliminadas pelos sistemas e métodos ao longo de uma viagem do sistema de veículos.
[011] Os sistemas e métodos podem identificar as posições e movimentos de nós como locais entre pares de veículos no sistema de veículos em que há movimento relativo entre os veículos nos pares com pouco ou nenhum efeito nas forças exercidas nos engates entre os veículos nos pares. Um nó pode representar um local de um engate no sistema de veículos que é conectado com pelo menos um veículo (mas não necessariamente entre dois veículos) que está em um estado frouxo. Um engate em um estado frouxo pode ser um engate que experimenta relativamente pouca força. Como um exemplo, um engate que conecta dois veículos pode estar em um estado frouxo (e, portanto, representar um nó) quando o engate não está sob tensão (por exemplo, não está acima de um limiar designado, tal como 10% da carga de tensão máxima permitida que o engate tem capacidade de suportar sem quebrar) e não está sob compressão (por exemplo, não está acima de um limiar designado, tal como 10% do carregamento de compressão máxima permitida que o engate tem capacidade de suportar sem quebrar). Como outro exemplo, um engate que conecta dois veículos pode estar em um estado frouxo e, portanto, representar um nó quando o engate pode se mover entre e em relação a esses veículos enquanto a força exercida no engate muda muito pouco. Por exemplo, a porcentagem ou fração de mudança no movimento ou posição do engate em relação aos veículos conectados pelo engate pode mudar em uma quantidade maior do que mudança na força exercida no engate. Em outro exemplo, um engate pode estar em um estado frouxo e representar um nó quando o engate está entre outro engate que está sob tensão e outro engate que está sob compressão. Em outro exemplo, um engate pode estar em um estado frouxo e representar um nó quando o engate se localiza em uma extremidade do sistema de veículos e o engate não está sob qualquer carga (por exemplo, não está comprimido entre o sistema de veículos e um objeto externo).
[012] Os nós podem ser identificados com base em um modelo de força em estado estável do sistema de veículos ou simulação dinâmica de movimento do sistema de veículos. Por exemplo, os sistemas e métodos descritos no presente documento podem identificar onde colisões de nó irão ocorrer ou têm mais probabilidade de ocorrer durante uma próxima viagem ou próximo segmento de um sistema de veículos. Opcionalmente, os sistemas e métodos descritos no presente documento podem identificar outros tipos de casos de nó, tais como o movimento de nós dentro de um sistema de veículos, velocidades de movimento dos nós dentro do sistema de veículos (que diferem da velocidade de movimentação do sistema de veículos), o número de nós, a criação de nós e/ou a eliminação de nós no sistema de veículos.
[013] Os sistemas e métodos podem, então, criar ou modificar um plano de viagem que indica parâmetros de direção (por exemplo, configurações de potência tais como configurações de acelerador, configurações de freio ou outras configurações operacionais que controlam o movimento do sistema de veículos) como uma função de tempo e/ou distância ao longo de uma rota. Em um exemplo, o plano de viagem pode designar configurações de freio pneumático, configurações de freio dinâmicas ou outras configurações relacionadas ao freio. Os parâmetros de direção designados pelo plano de viagem podem distribuir de modo eficiente a potência entre os veículos geradores de propulsão de modo a impedir ou eliminar colisões de nó, controlar (por exemplo, reduzir ou aumentar) o movimento de nós dentro do sistema de veículos e/ou criar ou eliminar um ou mais nós. Apesar de a descrição no presente documento foca nos parâmetros de direção que são configurações de acelerador e/ou de freio, alternativamente, os parâmetros de direção podem representar velocidades de movimentação do sistema de veículos, potência de tração ou esforço gerado por veículos no sistema de veículos, esforço ou potência de frenagem gerados pelos veículos no sistema de veículos, aceleração de veículos no sistema de veículos, taxa de mudança em força ou esforço de frenagem e/ou tração, etc.
[014] Os sistemas e métodos podem identificar condições em que frenagem excessiva de veículos remotos (por exemplo, veículos geradores de propulsão que não se localizam na extremidade frontal ou condutora do sistema de veículos) pode ser perigosa para a operação do sistema de veículos. Os sistemas e métodos podem opcionalmente identificar condições em que a aceleração excessiva pode ser perigosa para forças entre veículos no sistema de veículos e/ou identificar condições em que as mudanças de aceleração e/ou frenagem excessivas em veículos condutores podem ser perigosas. Os planos de viagem podem ser criados e/ou modificados para impedir esses tipos de situação. Os sistemas e métodos podem identificar envelopes de parâmetro de direção (por exemplo, faixas de parâmetros de direção permitidos) para as configurações de freio e/ou acelerador que eliminam ou reduzem colisões de nó (por exemplo, em relação ao sistema de veículos que viaja ao longo da mesma rota de acordo com outros parâmetros de direção, tais como aqueles parâmetros de direção que fazem o sistema de veículos viajar no limite da velocidade da rota). Opcionalmente, os sistemas e métodos podem identificar os envelopes de parâmetro de direção ou faixas permitidas que controlam (por exemplo, reduzem ou aumentam) o movimento de nós dentro do sistema de veículos e/ou criam ou eliminam um ou mais nós.
[015] O plano de viagem e/ou limitações determinados pelos sistemas e métodos podem ser aplicados usando-se estratégias de controle automático, tais como por um controlador do sistema de veículos que controla automaticamente o sistema de veículos de acordo com o plano de viagem. Opcionalmente, o plano de viagem e/ou as limitações podem ser usados para notificar ou instruir uma operação de um sistema de veículos em relação a como controlar o sistema de veículos. O plano de viagem pode ser usado pelo controlador do sistema de veículos para impedir ou evitar que um operador controle o movimento do sistema de veículos de um modo que contradiz ou está fora das limitações designadas pelo plano de viagem.
[016] Um modelo matemático do sistema de veículos pode descrever o comportamento dos nós no sistema de veículos como uma função da velocidade do sistema de veículos, configurações de freio e/ou acelerador em locais individuais no sistema de veículos e/ou terreno de rota (por exemplo, graus e/ou curvaturas da rota). Uma variedade de modelos com base na física pode ser usada para descrever o comportamento de nós, tais como um modelo com base em corda, um modelo de massa concentrada ou outro modelo, conforme descrito no presente documento.
[017] Com tal modelo, subconjuntos ou conjuntos de combinações de configurações de potência de esforço de tração dentre veículos geradores de propulsão no sistema de veículos são determinados e garantem que os nós no sistema de veículos estejam dentro de uma região segura (por exemplo, sem colisão de nós) ou garantem que os nós estão se movendo dentro do sistema de veículos em velocidades seguras (por exemplo, os nós não estejam se movendo em direção um ao outro em uma velocidade que é mais rápida do que a velocidade de movimentação do sistema de veículos). Uma combinação de esforço de tração pode incluir a força ou o esforço propulsor total gerado pelo sistema de veículos e/ou a força ou o esforço de frenagem total gerado pelo sistema de veículos.
[018] Os veículos geradores de propulsão em um sistema de veículos podem ter capacidade de mudar configurações de entalhe entre valores de oito negativos (o que indica aplicar freios em um limite de frenagem superior) para oito positivos (o que indica aplicar a aceleração em um limite de aceleração superior). Uma configuração de potência combinada de -0,89 MN (2x105 libras-força negativas) pode representar uma configuração de freio eficaz de 0,89 MN (2x105 libras-força) para os veículos geradores de propulsão. Nem todos os veículos geradores de propulsão podem usar a mesma configuração para fornecer a configuração de potência combinada de -0,89 MN (2x105 libras-força negativas), contudo. Por exemplo, um número maior de veículos pode usar uma configuração de -0,44 MN (9,89x104 libras-força negativas), enquanto um número menor de veículos no mesmo sistema de veículos pode usar uma configuração de -2,67 MN (6x105 libras-força negativas) para fornecer uma configuração de frenagem eficaz para todos esses veículos de -0,89 MN (2x105 libras-força negativas).
[019] Uma vez que as combinações de esforço de tração que são perigosas em termos de comportamento de nó são identificadas, o esforço de tração pode ser distribuído dentre os veículos geradores de propulsão a fim de impedir colisões de nó, para controlar (por exemplo, reduzir ou aumentar) o movimento de nós dentro do sistema de veículos e/ou criar ou eliminar um ou mais nós. Os sistemas e métodos podem identificar configurações de potência combinadas (por exemplo, configurações de entalhe) que fornecem graus suficientes de liberdade para permitir a combinação de esforço de tração ser particionada ou dividida dentre os veículos para impedir colisões de nó, para controlar o movimento de nós dentro do sistema de veículos e/ou para criar ou eliminar um ou mais nós. Por exemplo, algumas configurações de potência combinadas podem não permitir que a força propulsiva total e/ou força de frenagem total seja dividida dentre os veículos geradores de propulsão enquanto impedem colisões de nó e controlam o movimento de nós dentro do sistema de veículos e/ou enquanto criam ou eliminam um ou mais nós. Os sistemas e métodos podem determinar envelopes que ditam faixas permitidas de configurações de potência combinadas para fornecer graus de liberdade suficientes para permitir que o esforço de tração seja dividido dentre os veículos no sistema de veículos.
[020] Alternativamente, em vez de determinar configurações de potência para dois ou mais conjuntos ou grupos diferentes de veículos geradores de propulsão no mesmo sistema de veículos, as configurações de potência podem ser determinadas para um único grupo ou um único veículo. Por exemplo, um veículo ou grupo de veículos pode ser controlado de acordo com determinadas configurações de potência para impedir uma colisão de nó ou, de outro modo, controlar nós dentro de um sistema de veículos, sem determinar também configurações de potência para outro veículo ou grupo de veículos.
[021] Os sistemas e métodos podem examinar desvios que podem existir com a aplicação da solução de fato. Por exemplo, o plano de viagem que controla nós pode ser criado ou modificado para uma próxima viagem ou segmento de uma viagem. O controle de nós pode incluir impedir colisões de nó, controlar o movimento de nós dentro do sistema de veículos e/ou criar ou eliminar um ou mais nós. Durante a viagem do sistema de veículos até a próxima viagem ou segmento da viagem, o esforço de tração gerado pelo sistema de veículos pode se desviar do esforço de tração ditado pelo plano de viagem. Esses desvios podem ser o resultado de uma variedade de fatores, tais como diferentes arraste, vento, restrições de viagem (por exemplo, ordens lentas), ou similares, diferentes dos fatores usados para criar ou modificar o plano de viagem. Os sistemas e métodos fornecem direções apropriadas para o controlador de veículo ou para o operador do sistema de veículos que devem ser seguidas se mais ou diferentes forças propulsoras e/ou forças de frenagem forem necessárias, enquanto controlam os nós. Essas direções podem incluir instruções de como dividir esforço de tração e/ou esforço de frenagem adicionais que são necessários dentre os veículos geradores de propulsão.
[022] Com a limitação dos parâmetros de direção (por exemplo, configurações de potência) que podem ser usados pelos veículos geradores de propulsão para fazer com que o sistema de veículos gere combinações de esforço de tração seguras (por exemplo, a configuração de potência eficaz dos veículos), os sistemas e métodos descritos no presente documento podem fornecer a viagem segura do sistema de veículos. As colisões de nó que podem resultar na quebra do sistema de veículos em segmentos menores são impedidas e o número de vezes que freios pneumáticos nos sistemas de veículos são usados pode ser reduzido quando comparado a regras heurísticas que existem no campo da técnica. Por exemplo, freios pneumáticos podem ser usados em alguns sistemas de veículos de trilho para impedir choques ou fugas entre segmentos dos sistemas de veículos, mas o desgaste de freios pneumáticos pode fazer com que os freios pneumáticos sejam superaquecidos e causem um risco significativo à segurança dos sistemas de veículos de trilho.
[023] Alguns sistemas conhecidos usam regras heurísticas que impedem os operadores de usar frenagem dinâmica (DB) em locomotivas remotas de um sistema de veículos de trilho durante a viagem por certas características do terreno. Isso reduz a potência de DB do sistema de veículos de trilho, o que pode aumentar a necessidade de maior uso de freio pneumático. Contudo, conforme descrito acima, o uso aumentado de freios pneumáticos pode causar um risco à segurança significativo.
[024] Os sistemas e métodos descritos no presente documento podem ditar limitações nos parâmetros de direção para controlar os nós, enquanto também diminuem o uso de freios pneumáticos em relação a outros sistemas usando-se as regras heurísticas descritas acima. Isso permite impedir casos críticos de manejo de veículo (por exemplo, colisões de nó) com pequenos impactos no consumo de combustível e/ou tempo de viagem.
[025] Alguns sistemas de veículos incluem engates com amortecedor de extremidade de carro (EOCC) em um ou mais veículos dos sistemas de veículos. Os nós que experimentam forças em valores pré-carga e os nós em engates que estão em uma posição de curso completo podem criar colisões que quebram os engates. Os sistemas e métodos descritos no presente documento podem criar planos de viagem que atenuam significativamente quebras nos sistemas de veículos que têm engates EOCC.
[026] Em uma realização, os sistemas e métodos descritos no presente documento podem identificar parâmetros de direção com probabilidade de causar colisões de nó e/ou parâmetros de direção que impedem as colisões de nó sem entrada de sensores integrados no sistema de veículos, tais como sensores que medem forças exercidas em engates (“forças de engate”). Alternativamente, os sistemas e métodos podem usar forças de engate medidas pelos sensores para criar e/ou modificar um plano de viagem conforme descrito no presente documento. Outros tipos de sensores podem ser usados para fornecer medições mais confiáveis da elevação e inclinação conforme o sistema de veículos passa (por uma seção em que um bando de dados existente não está completo, por exemplo) para aprimorar o desempenho da matéria da invenção descrita no presente documento.
[027] A Figura 1 ilustra um diagrama esquemático de um exemplo de um sistema de veículos 100 que viaja ao longo de uma rota 102. O sistema de veículos 100 inclui diversos veículos 104, 106 acoplados de modo operável um ao outro. Os veículos podem ser acoplados de modo mecânico um ao outro, tal como através de engates 108. Os veículos 104 (por exemplo, veículos 104A a G) representam veículos geradores de propulsão, tais como veículos com capacidade para gerar força propulsora para impulsionar o sistema de veículos 100 ao longo da rota 102. Os exemplos de veículos geradores de propulsão 104 incluem locomotivas, outros veículos que circulam fora da estrada (por exemplo, veículos que não são projetados ou permitidos viajar em estradas públicas), automóveis (por exemplo, veículos que são projetados para viajar em estradas públicas), embarcações marítimas e similares. Em uma realização, os veículos 104 representam locomotivas e os veículos 106 representam carros de trilho. Os veículos 104 podem ser veículos acionados por combustível (por exemplo, motores que consumem combustível são usados para gerar força propulsora com a criação de corrente elétrica para acionar mecanismos motores ou para girar eixos e rodas), veículos acionados por eletricidade (por exemplo, fontes integradas ou não integradas de corrente elétrica são usadas para acionar mecanismos motores para gerar força propulsora) e/ou veículos acionados de modo híbrido (por exemplo, veículos que são acionados por motores consumidores de combustível e outros recursos de corrente elétrica). Os veículos 106 (por exemplo, veículos 106A a I) representam veículos não geradores de propulsão, tais como carros de trilho ou outras unidades que são impulsionadas ao longo da rota 102 pelos veículos geradores de propulsão 104.
[028] O termo “veículo” conforme usado no presente documento pode ser definido como uma máquina móvel que transporta pelo menos uma pessoa, pessoas ou um carregamento. Por exemplo, um veículo pode ser, mas não está limitado a ser, um carro de trilho, um recipiente intermodal, uma locomotiva, uma embarcação marinha, um equipamento de mineração, equipamento de construção, um automóvel e similares. Um “sistema de veículos” inclui dois ou mais veículos que são interconectados um ao outro para viajar ao longo de uma rota. Por exemplo, um sistema de veículos pode incluir dois ou mais veículos que são diretamente conectados entre si (por exemplo, por um engate) ou que são indiretamente conectados entre si (por exemplo, por um ou mais outros veículos e engates). Os grupos ou conjuntos 110, 112, 114 de um ou mais veículos 104 em cada grupo ou conjunto podem ser chamados de composições. Um conjunto 110, 112, 114 que está à frente de outro conjunto 110, 112, 114 ao longo de uma direção de viagem do sistema de veículos 100 pode ser chamado de conjunto de condução enquanto o outro conjunto pode ser chamado de um conjunto de seguimento ou remoto.
[029] “Software” ou “programas de computador” conforme usado no presente documento inclui, mas não se limita a, um ou mais instruções de computador legíveis e/ou executáveis que fazem um computador ou outro dispositivo eletrônico realizar funções, ações e/ou se comportar de uma maneira desejada. As instruções podem ser incorporadas de várias formas tais como rotinas, algoritmos, módulos ou programas que incluem aplicações separadas ou códigos de bibliotecas ligadas de modo dinâmico. O software pode ser também implantado de várias formas tais como um programa independente, uma chamada de função, um pequeno servidor, um pequeno aplicativo, um aplicativo, instruções armazenadas em uma memória, parte de um sistema operacional ou outro tipo de instruções executáveis. “Computador” ou “elemento de processamento” ou “dispositivo de computador” conforme usado no presente documento inclui, mas não está limitado a, qualquer dispositivo eletrônico programado ou programável que pode armazenar, recuperar e processar dados. “Meios legível por computador não transitório” incluem, mas não estão limitados a, um CD-ROM, um cartão de memória rápida removível, um disco rígido, uma fita magnética e um disquete. “Memória de computador” conforme usado no presente documento se refere a um dispositivo de armazenamento configurado para armazenar dados digitais ou informações que podem ser recuperadas por um computador ou elemento de processamento. “Controlador”, “unidade” e/ou “módulo” conforme usado no presente documento pode se referir a circuitos de lógica e/ou elementos de processamento e software ou programa associados envolvidos no controle de um sistema de armazenamento de energia. Os termos “sinal”, “dados” e “informações” podem ser usados de modo intercambiável no presente documento e podem se referir às formas digital ou analógica.
[030] Pelo menos um efeito técnico descrito no presente documento inclui determinar parâmetros de direção para uma viagem de um sistema de veículos. Os parâmetros de direção podem ditar configurações operacionais (por exemplo, configurações de potência tais como configurações de entalhe de aceleração, configurações de freio ou outras configurações) de veículos geradores de propulsão no sistema de veículos que controla nós. Os parâmetros de direção podem ser gerados antes de o sistema de veículos embarcar na viagem e/ou gerados enquanto o sistema de veículos está se movendo ao longo de uma rota durante a viagem. Os parâmetros de direção podem ser definidos por um plano de viagem.
[031] Em uma realização, configurações de potência (por exemplo, configurações de acelerador tais como saída de potência, potência em h.p., velocidade e similares e/ou configurações de freio) do sistema de veículos 100 podem ser os parâmetros de direção que são controlados para direcionar o sistema de veículos 100 ao longo da rota 102 a partir de um local de origem até um local de destino. Os parâmetros de direção podem ser controlados automaticamente de modo que as configurações de aceleração e/ou configurações de frenagem dos veículos 104, 106 sejam controladas sem intervenção de operador envolvida na mudança desses parâmetros. Alternativa ou adicionalmente, o sistema de veículos 100 pode fornecer lembretes e notificações para um operador que direcionam o operador em relação a como controlar manualmente o sistema de veículos 100 de acordo com os parâmetros de direção. Por exemplo, o sistema 100 pode fornecer lembretes a um operador para instruir o operador sobre que parâmetros de direção usar em um momento atual e/ou que configurações usar nos próximos momentos quando o sistema 100 chega a um ou mais dos próximos locais.
[032] Os parâmetros de direção podem ser controlados com a indicação de configurações operacionais do sistema de veículos 100 em um ou mais locais ao longo da rota 102. Como forma de exemplo, essas configurações operacionais podem incluir configurações de potência (por exemplo, configurações de entalhe de aceleração) que controlam a saída de potência a partir dos veículos geradores de propulsão 104 e configurações de freio (por exemplo, configurações de freio dinâmicas) que controlam os esforços de frenagem dos veículos geradores de propulsão 104 e/ou dos veículos não geradores de propulsão 106. As configurações operacionais que são projetadas para uma viagem do sistema de veículos 100 de um primeiro local para um segundo local diferente ao longo da rota 102 podem ser chamadas de um plano de viagem. As configurações operacionais designadas podem ser expressas como uma função do tempo transcorrido durante uma viagem ao longo da rota 102 e/ou distância ao longo da rota 102 no plano de viagem. As configurações operacionais designadas podem ser computadas a fim de aprimorar o manejo (por exemplo, controle) do sistema de veículos 100 com o controle ou mudança de um estado de um ou mais nós no sistema de veículos. Por exemplo, as configurações operacionais designadas podem ser determinadas a fim de reduzir ou eliminar colisões de nó ou, de outro modo, controlar os nós. Embora a descrição no presente documento se concentre em impedir colisões de nó, as mesmas realizações podem ser usadas para, de outro modo, controlar os nós, por exemplo, controlando-se o movimento dos nós dentro do sistema de veículos 100, criando-se um ou mais nós dentro do sistema de veículos 100 ou eliminando-se um ou mais nós do sistema de veículos 100.
[033] As Figuras 2 a 6 ilustram esquematicamente o movimento do sistema de veículos 100 ao longo de um segmento da rota 102 que tem um vale 200 e um pico 202 de acordo com um exemplo de uma colisão de nó. O sistema de veículos 100 é ilustrado nas Figuras 2 a 6 como uma linha contínua, com diferentes segmentos da linha que representam diferentes veículos 104, 106. Durante a viagem pela rota 102 em direção ao vale 200, um veículo de condução gerador de propulsão 104A pode estar gerando esforço de frenagem a fim de reduzir o movimento do sistema de veículos 100 em direção ao vale 200. Um veículo gerador de propulsão remoto 104G (por exemplo, localizado na periferia do sistema de veículos 100) pode estar operando em ponto morto não gerando esforço propulsor ou esforço de frenagem. Todo o sistema de veículos 100 pode estar experimentando forças compressivas (carregamento) ou forças que impulsionam o sistema de veículos 100 para frente e em direção ao vale 200 devido ao grau negativo da rota 102 que é percorrida e/ou às forças propulsoras geradas por um ou mais dos veículos geradores de propulsão 104.
[034] Conforme mostrado na Figura 3, na medida em que o sistema de veículos 100 viaja sobre o pico 202 na rota 102, um conjunto 300 de veículos 104 e/ou 106 no sistema de veículos 100 podem se tornar distendidos em relação aos outros veículos 104, 106. Por exemplo, o pico 202 pode fazer com que os veículos 104 e/ou 106 em lados opostos do pico 202 se movam para mais longe uns dos outros em relação a outros pares de veículos 104 e/ou 106 no sistema de veículos 100.
[035] Conforme mostrado na Figura 4, na medida em que o sistema de veículos 100 continua a viajar sobre o pico 202 e o vale 200 na rota 102, o primeiro conjunto 300 de veículos distendidos 104 e/ou 106 no sistema de veículos 100 cresce e um segundo conjunto 400 de veículos 104 e/ou 106 no sistema de veículos 100 se torna distendido em relação um ao outro. O segundo conjunto 400 de veículos distendidos pode ser criado pelo veículo 104G quando o mesmo gera forças de frenagem dinâmica para reduzir o movimento em direção ao vale 202. Os engates 108 entre os veículos nos conjuntos distendidos 300, 400 podem estar experimentando forças de tensão (tração), enquanto os engates 108 entre os veículos no sistema de veículos 100, porém exteriores ou não incluídos nos conjuntos 300, 400 podem estar experimentando forças compressivas (carregamento). Como resultado, nós 402, 404 são criados no sistema de veículos 100 entre o conjunto 300 e os veículos 104 e/ou 106 entre os conjuntos 300, 400 e entre o conjunto 400 e os veículos 104 e/ou 106 entre os conjuntos 300, 400.
[036] Conforme mostrado na Figura 5, na medida em que o sistema de veículos 100 continua a viajar sobre o pico 202 e o vale 200 na rota 102, os tamanhos dos conjuntos distendidos 300, 400 de veículos no sistema de veículos 100 continuam a aumentar. Os tamanhos crescentes desses conjuntos 300, 400 indicam que mais engates 108 estão em tensão e os nós 402, 404 entre os conjuntos 300, 400 e os veículos entre os conjuntos 300, 400 estão se movendo em direção uns aos outros.
[037] Conforme mostrado na Figura 6, na medida em que o sistema de veículos 100 continua a viajar sobre o pico 202 e o vale 200 na rota 102 e os tamanhos dos conjuntos distendidos 300, 400 de veículos no sistema de veículos 100 continuam a aumentar, os nós 402, 404 se movem em direção um ao outro até que os nós 402, 404 colidam em uma colisão de nó local 600. Essa colisão de nó local 600 representa um local em que os conjuntos distendidos 300, 400 de veículos no sistema de veículos 100 colidem um com o outro. A colisão de nó local 600 pode representar um local em que veículos nos conjuntos 300, 400 colidem um com o outro (comportamento de âncora) e potencialmente quebram um ou mais engates 108 no sistema de veículos 100.
[038] Os sistemas e métodos descritos no presente documento determinam colisões de locais de nó potenciais e determinam limitações nos parâmetros de direção dos veículos para impedir que as colisões de nó ocorram. Em uma realização, os locais de colisões de nó podem ser determinados ou previstos com base em um ou mais modelos do sistema de veículos 100 e/ou nos engates 108 no sistema de veículos 100. Por exemplo, os engates 108 entre os veículos 104, 106 podem ser modelados como molas que tem constantes de mola k e um abafador (por exemplo, a massa dos veículos 104 e/ou 106 aos quais a mola modelada é acoplada). Devido aos esforços de tração (por exemplo, emissões de potência) fornecidos pelos veículos geradores de propulsão 104, os estados do sistema de veículos 100 podem sofrer uma transição e as forças exercidas nos engates 108 e/ou as energias armazenadas nos engates 108 que resultam dessa transição em diferentes locais ao longo da rota 102 podem ser calculadas (por exemplo, estimadas ou simuladas) como uma função dos esforços de tração fornecidos pelos veículos geradores de propulsão 104 nos diferentes locais.
[039] Apenas como forma de exemplo, um primeiro engate 108 pode ser esperado se tornar comprimido devido à desaceleração esperada de um primeiro veículo gerador de propulsão de condução 104 e a aceleração esperada de um primeiro veículo gerador de propulsão de seguimento 104 que são causadas mudando-se o grau da rota 102 durante a viagem de acordo com o plano de viagem síncrono (por exemplo, ao atravessar um vale ou ponto baixo na rota 102). Outro, segundo engate 108 pode ser esperado se tornar distendido devido à aceleração esperada de um segundo veículo gerador de propulsão de condução 104 e a desaceleração esperada de um segundo veículo gerador de propulsão de seguimento 104 que são causadas mudando- se o grau da rota 102 durante viagem de acordo com o plano de viagem síncrono (por exemplo, ao atravessar um pico ou ponto alto na rota 102). O primeiro engate 108 pode ser estimado ter uma força compressiva maior do que o segundo engate 108 nesse exemplo.
[040] Como outro exemplo, um modelo de corda rígida do sistema de veículos 100 pode ser usado. Em tal modelo, os engates 108 são tratados como não estando frouxos conforme o sistema de veículos 100 viaja ao longo da rota 102. Não são identificados como nós os locais em que os engates 108 são estimados terem forças compressivas relativamente grandes ou forças de tensão relativamente grandes devido aos esforços de tração e/ou de frenagem designados pelo plano de viagem e devido aos graus na rota 102. Outros locais em que os engates 108 são estimados terem forças compressivas ou de tração relativamente pequenas são identificados como nós. Alternativamente, outro modelo pode ser usado e/ou os locais de nós e/ou colisões de nó podem ser determinados a partir de viagens anteriores do sistema de veículos 100.
[041] A Figura 7 ilustra uma realização de um sistema de controle de potência 700 e de um veículo gerador de propulsão 104 do sistema de veículos 100. O sistema de controle de potência 700 pode determinar os locais de nós no sistema de veículos 100 durante uma próxima viagem ou segmento de uma viagem, determinar se colisões de nó irão ou provavelmente irão ocorrer e/ou pode determinar limitações nos parâmetros de direção do sistema de veículos 100 para impedir colisões de nó. O sistema de controle de potência 700 pode ser disposto de modo não integrado ao sistema de veículos 100 ou pode ser parcialmente ou inteiramente disposto integrado ao sistema de veículos 100.
[042] O sistema de controle de potência 700 inclui um ou mais dispositivos de entrada 702 que recebem informações usadas para identificar colisões de nó potenciais. Os dispositivos de entrada 702 podem incluir antena, tela sensível ao toque, teclados, conexões de rede, um mouse eletrônico, caneta, microfone, todos sem fio ou similares. As informações que são usadas para identificar as colisões de nó potenciais incluem os tipos de veículos 104, 106 no sistema de veículos 100, os pesos e/ou comprimentos dos veículos 104, 106, as capacidades de esforço de frenagem e/ou de propulsão dos veículos 104, 106 (por exemplo, quanta força de propulsão e/ou força de frenagem os vários veículos 104, 106 podem gerar), o terreno da rota 102 (por exemplo, curvaturas, graus, etc. da rota 102), locais dos veículos 104, 106 no sistema de veículos 100 e/ou outras informações que podem ser úteis na determinação de locais de nó e/ou colisões de nó.
[043] O sistema de controle de potência 700 inclui também um ou mais controladores de processadores 704. Os processadores 704 representam conjunto de circuitos de hardware que inclui e/ou é conectado a um ou mais processadores (por exemplo, microprocessadores, arranjos de portas programáveis em campo e/ou circuitos integrados) que são programados para realizar as operações descritas no presente documento. Em uma realização, as operações descritas no presente documento caso sejam incluídas ou não no fluxograma mostrado na Figura 8 podem representar software usado para controlar os processadores 704 ou podem ser usadas para gerar software usado para controlar os processadores 704.
[044] Um dispositivo de memória 714 do sistema de controle de potência 700 pode representar um ou mais memórias legíveis por computador não transitórias e tangíveis, tais como um disco rígido de computador, um CD- ROM, um DVD-ROM, um cartão de memória rápida removível, uma fita magnética, etc. O dispositivo de memória 714 pode ser usado para armazenar informações conforme descrito no presente documento para uso na determinação de parâmetros de direção, planos de viagem, linhas de colisão, modelos do sistema de veículos 100 ou outras informações.
[045] Os processadores de controlador 704 determinam onde nós irão ocorrer no sistema de veículos 100 durante a viagem para uma próxima viagem ou segmento de uma viagem com base em um modelo do sistema de veículos 100 e nas informações recebidas através dos dispositivos de entrada 702 (e/ou armazenados no dispositivo de memória 714). Conforme descrito no presente documento, os processadores de controlador 704 podem determinar um plano de viagem que inclui parâmetros de direção designados para os veículos 104, 106 (por exemplo, configurações de freio e/ouacelerador, conforme aplicável, para diferentes veículos e designadas como uma função do tempo e/ou da distância ao longo da rota 102) e/ou que incluem restrições aos parâmetros de direção. Os parâmetros de direção e/ou restrições designados nos parâmetros de direção do sistema de veículos 100 são criados para controlar nós durante a viagem ou próximo segmento da viagem. O plano de viagem pode ser comunicado para um controlador de veículo 706 do veículo gerador de propulsão 104 do sistema de veículos 100. Por exemplo, o sistema de controle de potência 700 e o veículo 104 podem incluir dispositivos de comunicação 720, tais como antenas 718 com conjunto de circuitos transceptores, para comunicar o plano de viagem dos processadores 704 para o controlador de veículo 706.
[046] O controlador 706 pode usar o plano de viagem para controlar de modo autônomo a operação de um sistema de freio 708 e/ou sistema de propulsão 710 do veículo 104 mostrado na Figura 7 e/ou de outros veículos 104, 106 no mesmo sistema de veículos 100. Por exemplo, o controlador 706 pode comunicar sinais a outros veículos 104, 106 paracontrolar os sistemas de freio 708 e/ou sistemas de propulsão 710 daqueles outros veículos 104, 106 de acordo com o plano de viagem. O controlador 706 representa um conjunto de circuitos de hardware que inclui e/ou é conectado a um ou mais processadores que controlam o movimento do veículo e/ou do sistema de veículos.
[047] Um dispositivo de memória 716 do veículo 104 pode representar um ou mais memórias legíveis por computador não transitórias e tangíveis, tais como um disco rígido de computador, um CD-ROM, um DVD- ROM, um cartão de memória rápida removível, uma fita magnética, etc. O dispositivo de memória 716 pode ser usado para armazenar informações conforme descrito no presente documento para uso no controle do sistema de veículos 100, tais como parâmetros de direção, planos de viagem, linhas de colisão, modelos do sistema de veículos 100 ou outras informações.
[048] Os sistemas de propulsão 710 podem representar motores, mecanismos motores, baterias ou similares que geram esforço de tração para impulsionar o veículo e o sistema de veículos. Os sistemas de frenagem 708 podem representar freios, tais como, freios dinâmicos, freios pneumáticos e/ou outros freios do veículo e do sistema de veículos. Um ou mais dispositivos de saída 712 do sistema de controle de potência 700 comunica o plano de viagem ao controlador 706. Os dispositivos de saída 712 podem representar conjunto de circuitos de transceptor, antenas, conexões com fio ou similares. Opcionalmente, um ou mais dispositivos de saída 712 podem ser dispostos integrados ao veículo e podem instruir o operador do veículo em relação a como controlar o sistema de veículos de acordo com o plano de viagem. Por exemplo, um dispositivo de saída pode incluir um visor e/ou alto-falante integrado ao veículo para instruir o operador sobre como controlar o sistema de veículos de acordo com o plano de viagem.
[049] Adicional ou alternativamente, o controlador 706 integrado ao veículo pode impedir que o operador controle manualmente o sistema de veículos de uma maneira que é inconsistente com o plano de viagem. Por exemplo, se o operador tenta fazer com que um veículo use uma configuração de acelerador e/ou configuração de freio que está fora ou viola as restrições estabelecidas pelo plano de viagem, o controlador 706 pode desconsiderar ou modificar a entrada fornecida pelo operador de modo que o sistema de veículos é controlado dentro das restrições estabelecidas pelo plano de viagem.
[050] A Figura 8 ilustra um fluxograma de uma realização de um método 800 para controlar um sistema de veículos. O método 800 pode ser usado para controlar ou limitar o movimento do sistema de veículos 100 para impedir colisões de nó. O método 800 pode representar operações realizadas pelo sistema de controle de potência 700 mostrado na Figura 7. Em 802, são obtidas informações representativas do sistema de veículos 100, de uma próxima viagem do sistema de veículos 100 e/ou um próximo segmento de uma viagem que o sistema de veículos 100 está atualmente realizando. Conforme descrito acima, essas informações podem incluir pesos dos veículos no sistema de veículos, curvaturas da rota 102, graus da rota 102, etc.
[051] Em 804, uma ou mais restrições nas configurações de potência combinadas do sistema de veículos 100 são determinadas. Essas restrições podem incluir limitações nos parâmetros de direção tais como configurações de potência (por exemplo, configurações de acelerador, configurações de freio, velocidades, acelerações, etc.) dos veículos no sistema de veículos 100 em diferentes locais ao longo da rota 102 a fim de controlar nós no sistema de veículos 100. Por exemplo, restrições nas configurações de acelerador e/ou configurações de frenagem dos veículos no sistema de veículos 100 podem ser determinadas para impedir que os nós que são previstos em 802 colidam no sistema de veículos 100. As restrições nas configurações de potência combinadas podem ser chamadas de marcadores de limite de potência. Conforme descrito acima, uma configuração de potência combinada pode representar a configuração de potência eficaz dos veículos (por exemplo, os veículos geradores de propulsão) no sistema de veículos.
[052] As Figuras 9 a 11 ilustram exemplos da determinação de marcadores de limite de potência nas configurações de potência combinadas do sistema de veículos 100 em vários locais ao longo da rota 102. Em cada uma das Figuras 9 a 11, um primeiro gráfico 1000 representa parâmetros de direção combinados 1002 (por exemplo, configurações de potência) de dois ou mais grupos de veículos 104 no mesmo sistema de veículos 100. Um eixo geométrico horizontal 1004 representa parâmetros de direção de um primeiro grupo de veículos 104 e um eixo geométrico vertical 1006 representa parâmetros de direção de um segundo grupo diferente de veículos 104 no mesmo sistema de veículos 100. O primeiro grupo de veículos 104 pode estar à frente do segundo grupo de veículos 104 ao longo de uma direção de viagem do sistema de veículos 100. Os valores positivos dos parâmetros de direção ao longo dos eixos geométricos 1004, 1006 indicam que esforço de tração está sendo gerado, os valores negativos dos parâmetros de direção indicam que esforço de frenagem está sendo gerado e valores de zero indicam que os veículos 104 estão em ponto morto.
[053] Diversas caixas 1008 (por exemplo, caixas 1008A a E) representam limites de parâmetro de direção em diferentes velocidades designadas. As velocidades representadas pelas caixas 1008 indicam diferentes velocidades nas quais o sistema de veículos 100 pode viajar. A caixa 1008A representa o sistema de veículos 100 que viaja a 32 quilômetros por hora (20 milhas por hora), a caixa 1008B representa o sistema de veículos 100 que viaja a 40 quilômetros por hora (25 milhas por hora), a caixa 1008C representa o sistema de veículos 100 que viaja a 48 quilômetros por hora (30 milhas por hora), a caixa 1008D representa o sistema de veículos 100 que viaja a 56 quilômetros por hora (35 milhas por hora) e a caixa 1008E representa o sistema de veículos 100 que viaja a 64 quilômetros por hora (40 milhas por hora).
[054] A linha 1002 representa diferentes combinações de parâmetros de direção usadas pelo primeiro grupo de veículos 104 e o parâmetro de direção usado pelo segundo grupo de veículos 104. Por exemplo, a linha 1002 pode representar diferentes combinações de parâmetros de direção que geram colisões de nó (por exemplo, colisões distendidas). Portanto, combinações que deveriam ser impedidas. Nesse exemplo, a linha 1002 não deveria ser ultrapassada a partir de cima da linha 1002 para baixo da linha 1002, visto que essa transição indica que dois nós colidiram. Uma área de proteção 1010 em torno do parâmetro de direção combinado 1002 representa uma margem de segurança que pode opcionalmente ser usada. Os parâmetros de direção combinados 1002 podem ser determinados a partir do modelo do sistema de veículos.
[055] Os gráficos 1012 em cada uma das Figuras 9 a 11 indicam marcadores de limite de potência 1014 dos veículos 104 nos conjuntos de veículos em diferentes locais ao longo da rota 102. Um marcador de limite de potência 1014 representa limites nas configurações de potência combinadas (por exemplo, configurações de freio e/ou acelerador) que podem ser geradas pelos veículos 104 nos conjuntos do sistema de veículos 100 em diferentes locais ao longo da rota 102. Conforme descrito acima, as configurações de potência combinadas podem representar as configurações de acelerador ou freio eficazes dos veículos 104 no sistema de veículos 100.
[056] Os marcadores de limite de potência 1014 são mostrados juntamente a um eixo geométrico horizontal 1016 representativo da distância ao longo da rota 102 e juntamente a um eixo geométrico vertical 1018 representativo dos limites inferiores nas configurações de potência combinadas. Os marcadores de limite de potência 1014 representam limites nas configurações de potência combinadas dos veículos 104 que não deveriam ser ultrapassados a fim de controlar nós no sistema de veículos (por exemplo, impedir que nós colidam).
[057] Por exemplo, um marcador de limite de potência com um valor de dois negativos indica que as configurações de potência eficazes dos veículos 104 no sistema de veículos 100 não deveriam mudar de um negativo (ou zero ou um valor positivo) para três negativos (ou valor mais negativos) a fim de assegurar que graus suficientes de liberdade existirão para controlar os nós e/ou impedir colisões de nó.
[058] Os valores dos marcadores de limite de potência 1014 são determinados com base em onde as interseções entre a área de proteção 1010 ou o parâmetro de direção combinado 1002 e uma ou mais das caixas 1008 ocorrem. Por exemplo, o gráfico 1000 mostrado em cada uma das Figuras 9 a 11 representa um local diferente ao longo da rota 102. Uma interseção 1020 entre a área de proteção 1010 e/ou o parâmetro de direção combinado 1002 e uma ou mais das caixas 1008 indica que os parâmetros de direção dos veículos 104 nos conjuntos podem ser restringidos a fim de impedir que nós colidam dentro do sistema de veículos 100 entre os conjuntos de veículos 104 se o sistema de veículos 100 viaja na velocidade representada pela caixa correspondente 1008. O gráfico 1000 na Figura 9 representa um local que fica a 5,23 quilômetros (3,25 milhas) de um local de viagem designado (por exemplo, o início da viagem). Nesse local, a área de proteção 1010 e o parâmetro de direção combinado 1002 indicam que, se o sistema de veículos 100 irá viajar a 64 quilômetros por hora (40 milhas por hora) no local que está a 5,23 quilômetros (3,25 milhas) do local designado, então a área de proteção 1010 cruza com a caixa 1008E em uma interseção 1020E.
[059] Essa interseção 1020E indica que há marcadores de limite de potência 1014E na configuração de potência combinada dos veículos 104. Esses marcadores de limite de potência 1014E podem ser determinados para terem um valor, tal como quatro negativos no exemplo da Figura 9. Os marcadores de limite de potência 1014 podem ser calculados com uma determinação de quais configurações de freio e/ou configurações de acelerador do primeiro conjunto de veículos 104 e quais configurações de freio e/ou configurações de acelerador do segundo conjunto de veículos 104 podem ser usadas para impedir que se cause uma colisão de nó na velocidade associada às caixas 1008 e ao local representado pela Figura 9.
[060] Em outras velocidades do sistema de veículos 100, nem a área de proteção 1010 nem o parâmetro de direção combinado 1002 cruzam com qualquer das outras caixas 1008A a D. Isso indica que não há marcadores de limite de potência 1014 na configuração de potência combinada dos veículos 104 nos conjuntos quando o sistema de veículos 100 está viajando em velocidades associadas às caixas 1008A a D. O sistema de veículos 100 pode viajar nas velocidades associadas às caixas 1008A a D com graus de liberdade suficientes para impedir colisões de nó dentro do sistema de veículos 100 no local associado à Figura 9.
[061] Em relação à Figura 10, os gráficos 1000, 1012 são associados a outro local ao longo da rota 102, tal como 5,6 quilômetros (3,5 milhas) do local designado. Nesse local, os parâmetros de direção combinados 1002 e a área de proteção 1010 do sistema de veículos 100 cruzam com as caixas 1008B a E em interseções correspondentes 1020B, 1020C, 1020D, 1020E. Se o sistema de veículos 100 irá viajar na velocidade associada com a caixa 1008E no local associado com a Figura 10, então a interseção 1020E indica que o marcador de limite de potência 1014E na configuração de potência combinada dos veículos 104 nos conjuntos dos veículos 104 no sistema de veículos 100 é três negativos ou menos. Outras interseções entre as caixas 1008B a D e a área de proteção 1010 ou parâmetros de direção combinados 1002 entre os locais da Figura 9 e da Figura 10 fornecem marcadores de limite de potência adicionais 1014B a D nas configurações de potência combinadas. Esses marcadores de limite de potência adicionais definem o formato das restrições 1014B a D mostradas no gráfico 1012.
[062] Se o sistema de veículos 100 irá viajar na velocidade associada à caixa 1008D no local associado à Figura 10, então a interseção 1020D indica que um marcador de limite de potência 1026 na configuração de potência combinada dos veículos 104 nos conjuntos dos veículos 104 no sistema de veículos 100 é três negativos ou menos. Outras interseções entre as caixas 1008 e a área de proteção 1010 ou parâmetros de direção combinados 1002 entre os locais da Figura 9 e da Figura 10 fornecem marcadores de limite de potência adicionais 1014 na configuração de potência combinada.
[063] Marcadores de limite de potência adicionais 1014C, 1014B para as configurações de potência combinadas dos veículos 104 podem ser determinados pela comparação das diferentes velocidades do sistema de veículos 100 (conforme representado pelas caixas 1008) com os parâmetros de direção combinados 1002 e/ou área de proteção 1010 em diferentes locais. As interseções 1020C, 1020B entre essas caixas 1008 e os parâmetros de direção combinados 1002 e/ou área de proteção 1010 ditam os marcadores de limite de potência 1014C, 1014B nas configurações de potência combinadas dos veículos 104 em diferentes locais ao longo da rota 102.
[064] Em relação à Figura 11, os gráficos 1000, 1012 são associados a outro local ao longo da rota 102, tal como 6,04 quilômetros (3,75 milhas) do local designado. Nesse local, os parâmetros de direção combinados 1002 e área de proteção 1010 do sistema de veículos 100 não cruzam com qualquer das caixas 1008. Portanto, os valores dos marcadores de limite de potência 1014A a E associados às velocidades das diferentes caixas 1008A a E são eliminados (por exemplo, não aparecem no gráfico 1012). Como resultado, no local da Figura 11, não há marcador de limite de potência (por exemplo, restrição) na configuração de potência combinada dos veículos 104 que seja necessário para impedir uma colisão de nó. Alternativamente, os marcadores de limite de potência poderiam ser computados com base em uma velocidade de referência em vez de considerar uma faixa de valores de velocidade (conforme mostrado nas Figuras 9 a 11). Por exemplo, a velocidade de um plano de viagem não restringido do sistema de veículos 100 poderia ser usada.
[065] As Figuras 12 a 14 ilustram como marcadores de limite de potência 1014 mostrados nas Figuras 9 a 11 são determinados de acordo com alguns exemplos. Essas figuras incluem um eixo geométrico horizontal 1200 representativo de diferentes parâmetros de direção dos veículos 104 no sistema de veículos 100 em um primeiro conjunto, composição ou grupo dos veículos 104. Um eixo geométrico vertical 1202 representa diferentes parâmetros de direção dos veículos 104 no sistema de veículos 100 em um conjunto, composição ou grupo diferente dos veículos 104. O primeiro conjunto de veículos 104 pode estar à frente do segundo conjunto de veículos 104 ao longo de uma direção de movimento do sistema de veículos 100. Os parâmetros de direção podem representar as configurações de acelerador ou configurações de freio usadas pelos veículos 104 em cada um dos conjuntos. Por exemplo, um parâmetro de direção de +X ao longo do eixo geométrico horizontal 1200 indica que os veículos 104 no primeiro conjunto estão impulsionando eles mesmos e o sistema de veículos 100 com uma configuração de acelerador de X, enquanto um parâmetro de direção de -X ao longo do eixo geométrico horizontal 1200 indica que os veículos 104 no primeiro conjunto estão freando com uma configuração de freio de X. Um parâmetro de direção de +Y ao longo do eixo geométrico vertical 1202 indica que os veículos 104 no segundo conjunto estão impulsionando eles mesmos e o sistema de veículos 100 com uma configuração de acelerador de Y, enquanto um parâmetro de direção de -Y ao longo do eixo geométrico vertical 1202 indica que os veículos 104 no segundo conjunto estão freando com uma configuração de freio de Y.
[066] As limitações de parâmetros de direção 1204 estão ilustradas nas Figuras 12 a 14 como uma caixa, mas alternativamente podem ter outro formato. As limitações 1204 restringem quanto de uma configuração de acelerador (ao longo das direções positivas dos eixos geométricos 1200, 1202) que os veículos 104 no primeiro e no segundo conjuntos podem usam e quanto de uma configuração de freio (ao longo das direções negativas dos eixos geométricos 1200, 1202) que os veículos 104 no primeiro e no segundo conjuntos podem usar. Cada uma das Figuras 12 a 14 ilustra como marcadores de limite de potência são determinados para um local diferente ao longo da rota 102 e/ou para diferentes velocidades do sistema de veículos 100. Por exemplo, a Figura 12 ilustra como um marcador de limite de potência pode ser determinado para um primeiro local ao longo da rota 102 e/ou uma primeira velocidade do sistema de veículos 100 no primeiro local, a Figura 13 ilustra como um marcador de limite de potência pode ser determinado para um segundo local diferente ao longo da rota 102 e/ou uma segunda velocidade diferente do sistema de veículos 100 no primeiro local ou em outro local e a Figura 14 ilustra como um marcador de limite de potência pode ser determinado para um terceiro local diferente ao longo da rota 102 e/ou uma terceira velocidade diferente do sistema de veículos 100 no primeiro local ou em outro local.
[067] Uma relação de parâmetro de direção síncrona 1206 representa parâmetros de direção comuns que podem ser usados para os veículos 104 no primeiro e no segundo conjuntos no sistema de veículos 100. Durante o movimento do sistema de veículos 100, certa quantidade de força propulsora pode ser necessária para fazer com que o sistema de veículos 100 se mova em uma velocidade designada ou certa quantidade de força de frenagem pode ser necessária para reduzir o sistema de veículos 100 a uma velocidade designada. A quantidade de força de propulsão ou de frenagem pode ser determinada a partir de modelos do sistema de veículos 100, a partir de simulação de viagem do sistema de veículos 100 e/ou a partir de viagens anteriores do sistema de veículos 100.
[068] A quantidade de força propulsora ou força de frenagem necessária para o sistema de veículos 100 pode representar um ou mais locais ao longo da relação síncrona 1206. Por exemplo, em vários locais ao longo da relação síncrona 1206, os veículos 104 no primeiro e no segundo conjuntos do sistema de veículos 100 são usados na mesma configuração de acelerador ou configuração de freio para fornecer diferentes quantidades totais de força propulsora ou força de frenagem para o sistema de veículos 100. Uma vez que a quantidade de força propulsora e/ou força de frenagem é determinada, um local 1210 ao longo da relação síncrona 1206 pode ser identificado. O local 1210 representa uma saída de potência total dos veículos geradores de propulsão 104 no sistema de veículos 100 (ou em conjuntos dos veículos não sobrepostos diferentes 104 que podem estar em lados opostos de um nó sendo controlado).
[069] Uma vez que o local 1210 ao longo da relação síncrona 1206 é determinado, a saída de potência total representada pelo local 1210 pode ser distribuída dentre os veículos 104, tal como com a determinação de configurações de acelerador e freio individuais dos veículos 104 em diferentes conjuntos do sistema de veículos 100. A fim de distribuir a saída de potência total, uma relação de parâmetro de direção independente 1208 pode ser examinada para determinar se há qualquer grau de liberdade para mudar os parâmetros de direção dos diferentes veículos 104. A relação independente 1208 representa parâmetros de direção assíncronos que podem ser usados para os veículos 104 no primeiro e no segundo conjuntos no sistema de veículos 100. Em vários locais ao longo da relação independente 1208, os veículos 104 no primeiro conjunto ou conjunto de condução de veículos 104 no sistema de veículos 100 usam diferentes configurações de acelerador ou de freio do que os veículos 104 no segundo conjunto ou conjunto de seguimento de veículos 104 no sistema de veículos 100. Após o local 1210 ao longo da relação síncrona 1206 ser identificado, um local ao longo da relação independente 1208 pode ser selecionado para definir os parâmetros de direção dos veículos 104 no conjunto de condução e os parâmetros de direção dos veículos 104 no conjunto de seguimento. A relação independente 1208 pode ser orientada a noventa graus com respeito à relação síncrona 1206. Alternativamente, a relação independente 1208 pode estar em outra orientação com respeito à relação síncrona 1206.
[070] Em operação, o modelo do sistema de veículos 100, simulação de viagem ou exame de viagem anteriores do sistema de veículos 100 ao longo da rota 102 pode ser usado para identificar locais ao longo da rota 102 em que certas combinações de parâmetros de direção usadas pelos veículos 104 nos conjuntos de condução e seguimento fazem com que colisões de nó ocorram. Esses locais podem ser identificados por modelagem ou simulação do movimento do sistema de veículos 100 em velocidades designadas diferentes em vários locais ao longo da rota 102 para determinar os parâmetros de direção necessários para viajar nas velocidades designadas. O modelo ou simulação revela também onde os nós se localizam, onde os nós se movem e onde as colisões de nó irão ou provavelmente irão ocorrer (por exemplo, mais probabilidade de ocorrer do que de não ocorrer).
[071] No local ao longo da rota 102 representado pela Figura 12, não há restrições nos parâmetros de direção síncronos ou independentes que podem ser usados pelos veículos 104. O local associado à Figura 12 não causa qualquer risco ou qualquer risco significativo (por exemplo, um risco maior do que 3%, maior do que 5% ou maior do que 10%) de uma colisão de nó independentemente dos parâmetros de direção usados pelos veículos 104. Portanto, não há marcador de limite de potência definido para o local associado à Figura 12, similar ao fato de não haver marcadores de limite de potência definidos para os locais de 4,4 quilômetros a 5,07 quilômetros (2,7 milhas a 3,15 milhas) para o sistema de veículos 100 que viaja em qualquer das velocidades designadas mostradas nos exemplos das Figuras 9 a 11.
[072] Em relação ao local ao longo da rota 102 associado à Figura 13, contudo, há riscos de colisões de nó para várias combinações de parâmetros de direção. Os processadores do sistema de controle de potência 700 podem identificar as combinações de parâmetro de direção que criam um risco de colisões de nó com base nos modelos do sistema de veículos 100, simulação de viagem do sistema de veículos 100 e/ou com base nas viagens anteriores do sistema de veículos 100.
[073] As linhas de colisão 1300, 1302 representam limiares que não podem ser ultrapassados pela mudança nos parâmetros de direção dos veículos 104 no primeiro e no segundo conjuntos. Por exemplo, a mudança dos parâmetros de direção síncronos ao longo da relação 1206 e/ou a mudança dos parâmetros de direção independentes ao longo da relação 1208 para fazer com que os parâmetros de direção atravessem qualquer uma das linhas de colisão 1300, 1302 causará ou provavelmente causará uma colisão de nó no local associado à Figura 13. Enquanto as linhas de colisão 1300, 1302 são mostradas como linhas retas, uma ou mais das linhas de colisão 1300, 1302 podem ter um formato não linear, tais como um formato ondulante, um formato parabólico, outro formato curvo ou outro formato.
[074] Com base no tamanho, orientação e local das linhas de colisão 1300, 1302, os processadores do sistema de controle de potência 700 podem determinar uma região segura 1304. A região segura 1304 representa as combinações de parâmetros de direção que podem ser usadas pelos veículos 104 no primeiro e no segundo conjuntos no sistema de veículos 100 para impedir que se cause uma colisão de nó entre o primeiro e o segundo conjuntos dos veículos 104. A região segura 1304 pode ser identificada ou definida como faixas de combinações de parâmetros de direção ligadas pelos limites 1204 nos parâmetros de direção e separadas das linhas de colisão 1300, 1302 por uma distância de proteção 1306, conforme mostrado na Figura 13. A distância de proteção pode ser uma porcentagem ou fração da faixa total de parâmetros de direção englobados pelos limites 1204, tais como 3%, 5% ou 10%. Alternativamente, a região segura 1304 pode se estender, mas não incluir, as linhas de colisão 1300, 1302.
[075] Com base na região segura 1304, os processadores do sistema de controle de potência 700 podem identificar faixas permitidas de parâmetros de direção para os veículos 104 no primeiro e no segundo conjuntos. Por exemplo, o sistema de controle de potência 700 pode determinar que uma força de frenagem exigida para controlar o movimento do sistema de veículos 100 para uma velocidade designada no local associado à Figura 13 seja fornecida pelos parâmetros de direção síncronos definidos no local 1210 ao longo da relação síncrona 1206.
[076] O local 1210 ao longo da relação síncrona 1206 define onde a relação independente 1208 cruza com a relação síncrona 126. Devido ao fato de a linha de colisão 1300 atravessas a relação independente 1208 mostrada na Figura 13, nem todos os parâmetros de direção definidos ao longo da relação independente 1208 podem ser usados pelos veículos 104 nos conjuntos de condução e seguimento. Por exemplo, uma faixa 1310 da relação independente 1208 que é disposta dentro da região segura 1304 representa os parâmetros de direção que podem ser usados pelos veículos 104 nos conjuntos de condução e seguimento para controlar um ou mais nós. A faixa permitida 1310 de parâmetros de direção pode ser ligada por limites de potência superior e inferior em um ou mais dos veículos 104, tais como um limite de potência inferior na configuração de freio e um limite de potência superior na configuração de acelerador dos um ou mais veículos 104.
[077] Os parâmetros de direção que estão dentro da faixa 1310 definem o marcador de limite de potência para o local ao longo da rota 102 da viagem representado pela região segura 1304 mostrada na Figura 13. O valor do marcador de limite de potência mostrado nos gráficos 1012 pode ser alto o suficiente para englobar a faixa 1310 dos parâmetros de direção, mas não tão alto de modo que o marcador de limite de potência inclua parâmetros de direção que estejam fora da faixa 1310. Por exemplo, se o valor dos parâmetros de direção na interseção da relação independente 1208 com a região segura 1310 (por exemplo, a extremidade mais à direita na faixa 1310 da Figura 13) representa um parâmetro de direção de cinco negativos para os veículos 104 no conjunto de condução e um parâmetro de direção de três negativos para os veículos 104 no conjunto de seguimento, então o marcador de limite de potência pode ser um resumo desses parâmetros de direção, tal como oito negativos, para o local representado pela Figura 13.
[078] A Figura 14 ilustra uma região segura 1404 e as linhas de colisão 1400, 1402 para outro local ao longo da rota 102 e/ou para outra velocidade do sistema de veículos 100. O local 1210 representa uma saída de potência total dos veículos geradores de propulsão 104 no sistema de veículos 100 (ou em conjuntos dos veículos não sobrepostos diferentes 104 que podem estar em lados opostos de um nó sendo controlado). Em um exemplo, a saída de potência total pode ser representada pelos parâmetros de direção necessários para fornecer força de frenagem suficiente (ou força propulsora) para mover o sistema de veículos 100 em uma velocidade designada no local ao longo da rota 102 representado pela Figura 13.
[079] Conforme mostrado na Figura 13, a região segura 1404 é pequena demais para cruzar a relação independente 1208 que cruza a relação síncrona 1206 no local 1210. Portanto, não há valores dos parâmetros de direção ao longo da relação independente 1208 que possam ser usados pelos veículos 104 nos conjuntos de condução e seguimento do sistema de veículos 100 para impedir uma colisão de nó na rota local e velocidade representadas pela Figura 13. Um marcador de limite de potência de zero (ou outro valor) pode ser definido para essa rota local e velocidade, visto que não há combinações dos parâmetros de direção que possam tanto fornecer força propulsora ou força de frenagem suficiente para mover o sistema de veículos 100 na velocidade designada e impedir colisões de nó.
[080] Diversos marcadores de limite de potência podem ser definidos com base na faixa 1310 de parâmetros de direção permitidos para diferentes locais de rota e velocidades. Os marcadores de limite de potência representam as restrições em esforços de tração combinados do sistema de veículos 100 que são determinados. Retornando à descrição do fluxograma do método 800 mostrado na Figura 8, em 806, um ou mais planos de viagem são criados usando-se as restrições nos esforços de tração combinados do sistema de veículos 100. Os planos de viagem podem ser criados pela indicação das velocidades do sistema de veículos 100 em diferentes locais ao longo da rota 102, sendo que as velocidades alcançadas pelos veículos 104 nos conjuntos de condução e seguimento no sistema de veículos 100 são fornecidas pelos veículos 104 que operam com o uso de parâmetros de direção dentro das faixas 1310 dos marcadores de limite de potência em vários locais de rota.
[081] Em 808, as restrições nos esforços de tração combinados dos veículos 104 no sistema de veículos 100 são examinadas para identificar malhas de potência distribuída (DP) independentes viáveis. Uma malha de DP independente viável representa uma ou mais combinações de parâmetros de direção que podem ser usadas por diferentes veículos 104 no conjunto de condução e/ou no conjunto de seguimento para fornecer os esforços de tração combinados dentro das restrições definidas pelos marcadores de limite de potência. Os parâmetros de direção dentro de uma faixa permitida (por exemplo, a faixa 1310) de um marcador de limite de potência incluem várias combinações de configurações de freio e/ou acelerador para os veículos 104 nos conjuntos de condução e seguimento do sistema de veículos 100.
[082] Por exemplo, um local ao longo da faixa permitida 1310 pode representar um parâmetro de direção de seis negativos (por exemplo, aplicar os freios em uma configuração de seis dentre oito) para os veículos 104 no conjunto de condução do sistema de veículos 100 e um parâmetro de direção de três negativos (por exemplo, aplicar os freios em uma configuração de três dentre oito) para os veículos 104 no conjunto de seguimento do sistema de veículos 100. Outro local ao longo da mesma faixa permitida 1310 pode representar um parâmetro de direção de sete negativos (por exemplo, aplicar os freios em uma configuração de sete dentre oito) para os veículos 104 no conjunto de condução do sistema de veículos 100 e um parâmetro de direção de dois negativos (por exemplo, aplicar os freios em uma configuração de dois dentre oito) para os veículos 104 no conjunto de seguimento do sistema de veículos 100. Outros locais dentro da mesma faixa permitida 1310 podem representar outras combinações de parâmetros de direção ou parâmetros de direção combinados.
[083] Em uma realização, os processadores do sistema de controle de potência 700 podem examinar os parâmetros de direção dentro da faixa de parâmetros de direção permitidos definida pelos marcadores de limite de potência e selecionar os parâmetros de direção para diferentes locais de rota com base em quão longe os parâmetros de direção estão das linhas de colisão. Por exemplo, se cinco diferentes parâmetros de direção estão dentro da faixa de parâmetros de direção permitidos definida por um marcador de limite de potência para um primeiro local ao longo da rota, então o sistema de controle de potência 700 pode selecionar o parâmetro de direção dentre os cinco que está mais longe da linha de colisão associada ao primeiro local ao longo da rota do que um ou mais, ou todos os parâmetros de direção dentro da faixa permitida. Alternativamente, o sistema de controle de potência 700 pode selecionar o parâmetro de direção da faixa de parâmetros de direção permitidos que está mais perto da linha de colisão do que um ou mais, ou todos os parâmetros de direção dentro da faixa permitida. Em um exemplo, o sistema de controle de potência 700 pode selecionar parâmetros de direção que estão fora da área de proteção em torno das linhas de colisão.
[084] Opcionalmente, os processadores do sistema de controle de potência 700 podem examinar um ou mais parâmetros de manejo do sistema de veículos 100 para determinar quais dos parâmetros de direção combinados dentro das faixas permitidas definidas pelos marcadores de limite de potência usar no plano de viagem para o sistema de veículos 100. Um parâmetro de manejo pode incluir uma medição de controle do sistema de veículos 100. Em uma realização, o sistema de controle de potência 700 pode selecionar os parâmetros de direção combinados a fim de reduzir ou minimizar os parâmetros de manejo. Por “minimizar” (e formas do mesmo) compreende- se que o valor de um parâmetro de manejo é reduzido em relação a um parâmetro de manejo que ocorreria se outro parâmetro de direção combinado (por exemplo, um parâmetro de direção combinado que excede o marcador de limite de potência ou que não está, de outro modo, dentro da faixa permitida de parâmetros de direção definida pelo marcador de limite de potência). “Minimizar” (e formas do mesmo) pode também significar reduzir o valor de um parâmetro de manejo para pelo menos um limite designado, mas não necessariamente o menor valor possível.
[085] Os exemplos de parâmetros de manejo incluem forças exercidas em um ou mais engates 108 no sistema de veículos 100, momento linear e mudanças de aceleração. As forças exercidas em engates (por exemplo, forças de engate) podem ser medidas por sensores de força acoplados aos engates 108 ou por sensores de distância (por exemplo, radar, lidar, etc.). Adicional ou alternativamente, as forças de engate podem ser determinadas a partir de uma viagem anterior do sistema de veículos 100 (por exemplo, com base em medições anteriores). Opcionalmente, as forças de engate podem ser determinadas usando-se dados de rota que são representativos da rota 102 (por exemplo, curvatura e/ou grau) e/ou dados de veículo que são representativos do tamanho (por exemplo, massa) do sistema de veículos 100 e/ou de um segmento do sistema de veículos 100:
Figure img0001
em que Fi representa a força natural exercida no iésimo engate 108 no sistema de veículos 100, Fi-1 representa a força natural exercida no (i-1)ésimo engate 108 no sistema de veículos 100, mi representa a massa do iésimo veículo 104 ou 106, gi representa o grau médio, mediano ou eficaz da rota 102 debaixo do sistema de veículos 100 e v representa a aceleração do sistema de veículos 100. A aceleração (v) pode ser a aceleração que é causada pela força gravitacional e pode ser representada como:
Figure img0002
[086] Como resultado, a força natural exercida no iésimo engate 108 pode ser definida como:
Figure img0003
[087] Se a força é positiva em um engate 108 (por exemplo, maior do que zero), a força pode indicar que a gravidade tende a distender o engate 108. De modo contrário, se a força é negativa no engate 108 (por exemplo, menos do que zero), a força pode indicar que a gravidade tende a comprimir o engate 108. O sistema de controle de potência pode selecionar os parâmetros de direção combinados para vários locais ao longo da rota 102 para reduzir as forças de engate, para eliminar ou mudar os locais de nós no sistema de veículos 100 ou, de outro modo, controlar as forças exercidas nos engates 108.
[088] Por exemplo, os processadores do sistema de controle de potência 700 podem selecionar o parâmetro de direção combinado em um local ao longo da rota 102 que reduz as forças totais exercidas nos engates 108 (por exemplo, em relação a um local anterior) ou que minimiza as forças totais exercidas nos engates 108. As forças totais (FT) exercidas nos engates 108 podem ser determinadas a partir de:
Figure img0004
[089] Alternativamente, as forças totais exercidas nos engates 108 podem ser determinadas calculando-se a raiz quadrada de uma soma de quadrados da força exercida em cada um dos engates 108 (ou um subconjunto dos engates 108) no sistema de veículos 100.
[090] Em relação ao momento linear sendo usado como um parâmetro de manejo, o sistema de controle de potência pode selecionar o parâmetro de direção combinado em um local e uma velocidade do sistema de veículos 100 que resultará ou direcionará o sistema de veículos 100 e/ou um ou mais veículos 104, 106 a reduzir (em relação a uma velocidade prévia) de modo que o momento linear do sistema de veículos 100 e/ou um ou mais grupos de veículos 104, 106 diminua (em relação a um momento linear anterior). Alternativamente, o sistema de controle de potência pode selecionar o parâmetro de direção combinado que ocasiona ou direciona o sistema de veículos 100 a aumentar o momento linear de um ou mais conjuntos dos veículos 104, 106 para aumentar até um momento linear designado, tal como o momento linear de outro conjunto dos veículos 104, 106 no mesmo sistema de veículos 100 para dentro de uma faixa designada do momento linear do outro conjunto dos veículos 104, 106 (por exemplo, dentro 1%, 3%, 5%, 10%, ou outra faixa) ou outro valor. Selecionar os parâmetros de direção combinados para controlar o momento linear de diferentes veículos 104, 106 ou conjuntos de veículos no mesmo sistema de veículos 100 para serem os mesmos ou estarem dentro de uma faixa designada pode reduzir as forças exercidas nos engates 108 entre os veículos 104, 106 e/ou pode eliminar ou reduzir nós no sistema de veículos e, assim, aprimorar parâmetros de manejo do sistema de veículos.
[091] Em relação às mudanças de acelerador sendo usadas como um parâmetro de manejo, os processadores do sistema de controle de potência 700 podem selecionar o parâmetro de direção combinado que impede uma mudança no acelerador ou na configuração de freio. Se os parâmetros de direção para os veículos 104 podem ser ajustados para um local para impedir que se tenha de mudar a configuração de acelerador ou freio a partir de uma configuração usada anterior ou atualmente, então o sistema de controle de potência 700 pode selecionar os parâmetros de direção que impedem uma mudança na configuração. Por exemplo, se o sistema de controle de potência 700 determina que os veículos 104 no conjunto de condução, de seguimento ou outro conjunto de veículos 104 no sistema de veículos 100 devem usar uma configuração de acelerador de quatro em um primeiro local ao longo da rota 102 e o marcador de limite de potência restringe a configuração de acelerador a um valor de três, quatro, cinco ou seis em um segundo local subsequente ao longo da rota 102, então o sistema de controle de potência 700 pode ditar que os veículos 104 usem a configuração de acelerador de quatro no segundo local para reduzir ou eliminar o número de mudanças de configuração de acelerador no plano de viagem. Como outro exemplo, o sistema de controle de potência 700 pode selecionar a configuração de acelerador ou freio que está mais perto de uma configuração de acelerador ou freio anterior. Se o sistema de controle de potência 700 determina que os veículos 104 no conjunto de condução, de seguimento ou outro conjunto de veículos 104 no sistema de veículos 100 devem usar uma configuração de freio de dois em um terceiro local ao longo da rota 102 e o marcador de limite de potência restringe a configuração de freio a um valor de cinco, seis ou sete em um quarto local subsequente ao longo da rota 102, então o sistema de controle de potência 700 pode ditar que os veículos 104 usem a configuração de freio de cinco no quarto local para reduzir os graus de mudança na configuração de freio entre os locais.
[092] Ao retornar à descrição do fluxograma do método 800, as configurações de freio e/ou acelerador que são selecionadas a partir de dentro das faixas permitidas definidas pelos marcadores de limite de potência como as malhas de DP independentes viáveis em 808. Em um exemplo, um único parâmetro de direção pode ser selecionado para cada local (por exemplo, cada milha ou quilômetro ao longo da rota ou cada uma dentre uma série de milhas ou quilômetros ao longo da rota) ao longo da rota 102. Opcionalmente, diversos parâmetros de direção podem ser selecionados para cada local. Por exemplo, em vez de selecionar um único parâmetro de direção, dois ou mais ou todos os parâmetros de direção dentro da faixa permitida ditada pelo marcador de limite de potência podem ser selecionados para inclusão no plano de viagem para o local associado ao marcador de limite de potência. Indicando-se diversos parâmetros de direção para um local pode permitir que o sistema de veículos 100 ou operador do sistema de veículos 100 use uma variedade de parâmetros de direção em um ou mais locais ao longo da rota 102.
[093] Em 810, um plano de viagem é definido ou revisado para uma próxima viagem ou um próximo segmento da viagem com base ou usando-se os parâmetros de direção (por exemplo, configurações de freio e/ou acelerador) selecionados com base nos parâmetros permitidos definidos pelos marcadores de limite de potência em diferentes locais de rota. O sistema de veículos pode então se mover ao longo da rota 102 usando o plano de viagem, tal como usando as configurações de freio e/ou acelerador designadas para os diferentes locais de rota com base nos marcadores de limite de potência.
[094] Em 812, o sistema de veículos se move ao longo da rota 102 para a viagem ou uma porção da viagem usando os parâmetros de direção definidos pelo plano de viagem. O sistema de veículos 100 pode ser automaticamente controlado de acordo com o plano de viagem pelo controlador 706 que controla a propulsão e os sistemas de freio 710, 708 do sistema de veículos 100 de acordo com os parâmetros de direção definidos pelo plano de viagem. Opcionalmente, o controlador pode direcionar o dispositivo de saída 712 para apresentar instruções para um operador humano do sistema de veículos 100 que direciona o operador em relação a como controlar a propulsão e os sistemas de freio 710, 708 de acordo com o plano de viagem.
[095] Em 814, as operações do sistema de veículos 100 são monitoradas durante o movimento de acordo com os parâmetros de direção designados pelo plano de viagem a fim de identificar desvios ou outras diferenças entre a operação do sistema de veículos 100 e o plano de viagem. Durante o movimento do sistema de veículos 100, um ou mais fatores podem fazer com que as configurações de acelerador ou de freio usadas pelo sistema de veículos 100 durante o movimento se desviem dos parâmetros de direção ditados pelo plano de viagem.
[096] Por exemplo, ventos dianteiros (isto é, vento que flui em uma direção que é oposta ou, de outro modo, contrária à direção de viagem do sistema de veículos 100) podem resultar no fato de o controlador 706 ou operador usar configurações de acelerador aumentadas (por exemplo, configurações que façam com que o sistema de propulsão 710 gere mais esforço de tração ou força do que configurações de acelerador reduzidas) e/ou configurações de freio reduzidas (por exemplo, configurações que façam com que o sistema de frenagem 708 gere menos esforço de frenagem ou força do que configurações de freio aumentadas) do que as designadas pelo plano de viagem. Alternativamente, ventos traseiros (isto é, vento que flui em uma direção que é a mesma que ou, de outro modo, não é contrária à direção de viagem do sistema de veículos 100) podem resultar no fato de o controlador 706 ou operador usar configurações de acelerador reduzidas e/ou configurações de freio aumentadas em relação às designadas pelo plano de viagem.
[097] Como outro exemplo, as diferenças em atrito ou adesão entre as rodas do sistema de veículos 100 e o atrito ou adesão nos quais o plano de viagem tem base podem resultar no fato de o controlador 706 ou operador usar diferentes configurações de freio e/ou acelerador do que as designadas pelo plano de viagem.
[098] Em outro exemplo, diferenças em peso dos veículos 104 e/ou 106, diferenças em locais de veículos 104 e/ou 106 no sistema de veículos 100 ou outras diferenças entre o sistema de veículos 100 e/ou condições externas em que o sistema de veículos 100 está viajando e os detalhes do sistema de veículos 100 e/ou condições externas em que o plano de viagem tem base podem resultar no fato de o controlador 706 e/ou operador usar parâmetros de direção diferentes daqueles designados pelo plano de viagem em um ou mais locais ao longo da rota 102.
[099] Os parâmetros de direção que são usados para controlar movimento do sistema de veículos 100 que são diferentes dos parâmetros de direção designados pelo plano de viagem podem ser chamados de parâmetros de direção desviantes enquanto os parâmetros de direção ditados pelo plano de viagem podem ser chamados de parâmetros de direção designados. As operações do sistema de veículos 100 podem ser monitoradas pelo controlador 706, tal como pelo controlador 706 que examina a posição da configuração de acelerador e/ou configuração de freio.
[0100] Em 816, as operações do sistema de veículos 100 monitoradas se comparados com os parâmetros de direção designados pelo plano de viagem para determinar se as operações se desviam do plano de viagem. Se as operações monitoradas (por exemplo, configurações de freio e/ou acelerador) são diferentes dos parâmetros de direção designados, então o controlador 706 pode determinar que os parâmetros de direção designados podem precisar ser alterados para manter o sistema de veículos 100 se movendo de acordo com o plano de viagem ou para fazer com que o sistema de veículos 100 retorne a se mover de acordo com o plano de viagem. Por exemplo, o controlador 706 pode determinar que as configurações de acelerador precisam ser intensificadas ou as configurações de freio precisam ser reduzidas para acelerar o sistema de veículos 100 de volta aos parâmetros do plano de viagem designados ou que as configurações de acelerador precisam ser reduzidas ou as configurações de freio precisam ser intensificadas para desacelerar o sistema de veículos 100 de volta aos parâmetros do plano de viagem designados.
[0101] Se o controlador 706 determina que as operações monitoradas diferem do plano de viagem, então o fluxo do método 800 pode prosseguir em direção 818 a fim de alterar o movimento do sistema de veículos 100. Por outro lado, se o controlador 706 determina que as operações monitoradas não diferem do plano de viagem (por exemplo, as operações monitoradas estão dentro de um limiar designado, tais como 10%, posição de um entalhe, ou similares, do parâmetro designado do plano de viagem), então o fluxo do método 800 pode retornar em direção 812 de modo que o sistema de veículos 100 pode continuar a se mover de acordo com o plano de viagem com as operações sendo monitoradas em relação a desvios do plano de viagem. Opcionalmente, o método 800 pode terminar, tal como quando a viagem foi completada.
[0102] Em 818, um ou mais parâmetros de direção alternativos são selecionados para fazer com que o sistema de veículos 100 viaje de acordo com o plano de viagem enquanto impede uma colisão de nó dentro do sistema de veículos 100. Conforme descrito acima, o sistema de controle de potência 700 pode determinar linhas de colisão que indicam os parâmetros de direção que têm mais probabilidade de resultar em colisões de nó dentro do sistema de veículos 100. As linhas de colisão podem ser comunicadas do sistema de controle de potência 700 para o controlador de veículo 706 de modo que o controlador 706 possa determinar que parâmetros de direção usar a fim de fazer com que o sistema de veículos 100 viaje de acordo com o plano de viagem enquanto impede colisões de nó.
[0103] A Figura 15 ilustra parâmetros de direção alternativos 1500 que podem ser selecionados pelo controlador de veículo 706 mostrado na Figura 7 em reposta às operações do sistema de veículos 100 que se desviam do plano de viagem de acordo com um exemplo. Os parâmetros de direção alternativos 1500 são mostrados juntamente com um eixo geométrico horizontal 1502 representativo de parâmetros de direção de um conjunto de veículos 104 no sistema de veículos 100 (por exemplo, o conjunto de condução de veículos 104) e um eixo geométrico vertical 1504 representativo de parâmetros de direção de outro conjunto de veículos 104 no mesmo sistema de veículos 100 (por exemplo, o conjunto de seguimento de veículos 104). Números positivos ao longo dos eixos geométricos 1502, 1504 indicam configurações de acelerador ou esforços de propulsão gerados pelos veículos 104, enquanto números negativos ao longo dos eixos geométricos 1502, 1504 indicam configurações de freio ou esforços de frenagem gerados pelos veículos 104.
[0104] Os parâmetros de direção alternativos 1500 mostrados na Figura 15 se estendem ao longo de uma linha a partir de um primeiro parâmetro de direção combinado 1506 até um segundo parâmetro de direção combinado 1508. O primeiro parâmetro de direção combinado 1506 representa os veículos 104 nos dois conjuntos que aplicam freios na mesma configuração (por exemplo, aproximadamente três negativos) e o segundo parâmetro de direção combinado 1508 representa os veículos 104 nos conjuntos que geram esforço de tração com os aceleradores na mesma configuração (por exemplo, aproximadamente três positivos). O controlador 706 pode selecionar um local ao longo da linha que representa os parâmetros de direção alternativos 1500 responsivos às operações do sistema de veículos 100 que se desviam do plano de viagem.
[0105] Por exemplo, se esforço de tração adicional é necessário para fazer com que o sistema de veículos 100 viaje de acordo com o plano de viagem, então o controlador 706 pode selecionar parâmetros de direção para os veículos 104 ao longo da linha que define os parâmetros de direção alternativos 1500 que fornecem o esforço de tração adicional. Contrariamente, se esforço de frenagem adicional é necessário para fazer com que o sistema de veículos 100 viaje de acordo com o plano de viagem, então o controlador 706 pode selecionar parâmetros de direção para os veículos 104 ao longo da linha que define os parâmetros de direção alternativos 1500 que fornecem o esforço de frenagem adicional. No exemplo ilustrado dos parâmetros de direção alternativos 1500, não há linhas de colisão. Como resultado, o controlador 706 tem capacidade para selecionar uma variedade de parâmetros de direção a partir dos parâmetros de direção alternativos 1500 sem risco de uma colisão de nó.
[0106] Os parâmetros de direção alternativos que podem ser usados pelo controlador 706 para fazer com que o sistema de veículos 100 viaje de acordo com o plano de viagem podem variar com base no local ao longo da rota 102. Por exemplo, os parâmetros de direção alternativos 1500 mostrados na Figura 15 podem ser diferentes para outro local ao longo da rota 102.
[0107] A Figura 16 ilustra parâmetros de direção alternativos 1600 que podem ser selecionados pelo controlador de veículo 706 mostrado na Figura 7 em reposta às operações do sistema de veículos 100 que se desviam do plano de viagem de acordo com outro exemplo. Os parâmetros de direção alternativos 1600 são mostrados juntamente aos eixos geométricos 1502, 1504 descritos acima. Os parâmetros de direção alternativos 1600 podem ser definidos pelos processadores 704 do sistema de controle de potência 700 para uma rota local diferente da rota local associada aos parâmetros de direção alternativos 1500. Os parâmetros de direção alternativos 1600 diferem dos parâmetros de direção alternativos 1500 devido ao fato de que os parâmetros de direção alternativos 1600 se estendem ao longo de diferentes combinações de parâmetros de direção para impedir que se atravesse as linhas de colisão 1602, 1604.
[0108] As linhas de colisão 1602, 1604 podem ser similares às linhas de colisão 1300, 1302 mostradas na Figura 13 sendo que as linhas de colisão 1602, 1604 representam parâmetros de direção combinados dos veículos 104 no sistema de veículos 100 que resultam em uma ou mais colisões de nó dentro do sistema de veículos 100. Por exemplo, mudar os parâmetros de direção dos veículos 104 para fazer com que os parâmetros de direção atravessem ou se estendam sobre a linha de colisão 1602 e/ou 1604 resulta em uma colisão de nó dentro do sistema de veículos 100. Em contraste com as linhas de colisão 1300, 1302, as linhas de colisão 1602, 1604 têm um formato curvo ou não linear. Como resultado, os parâmetros de direção alternativos 1600 se estendem ao longo de duas linhas diferentes que não se estendem ao longo das mesmas direções. Uma linha dos parâmetros de direção alternativos 1600 se estende a partir de um limite de frenagem inferior 1606 (por exemplo, aproximadamente configurações de frenagem de quatro para os veículos 104 no conjunto de condução e dois para os veículos 104 no conjunto de seguimento) para configurações de frenagem e configurações de aceleração de zero e outra linha dos parâmetros de direção alternativos 1600 se estende das configurações de frenagem e configurações de aceleração de zero até um limite de acelerador superior 1608 (por exemplo, aproximadamente configurações de acelerador de dois para os veículos 104 no conjunto de condução e quatro para os veículos 104 no conjunto de seguimento).
[0109] Os parâmetros de direção alternativos 1600 são definidos pelas linhas de colisão 1602, 1604 nas quais os parâmetros de direção alternativos 1600 estão dispostos acima das linhas de colisão 1602, 1604 em relação às configurações de acelerador para os veículos 104 no conjunto de seguimento ou remoto e para a esquerda das linhas de colisão 1602, 1604 em relação às configurações de freio para os veículos 104 no conjunto de condução. Por exemplo, os parâmetros de direção alternativos 1600 impedem que se definam parâmetros de direção para os veículos 104 que têm configurações de acelerador reduzidas ou configurações de frenagem aumentadas em relação às definidas pelas linhas de colisão 1602, 1604.
[0110] Retornando à descrição do fluxograma do método 800 mostrado na Figura 8, em 818, um ou mais parâmetros de direção alternativos são selecionados para fazer com que o sistema de veículos 100 viaje de acordo com o plano de viagem enquanto impedem uma colisão de nó dentro do sistema de veículos 100. Os parâmetros de direção alternativos podem ser selecionados para impedir as linhas de colisão 1300, 1302, 1602, 1604,conforme descrito acima. O controlador 706 pode controlar o sistema de veículos 100 ou instruir o operador do sistema de veículos 100 para controlar o sistema de veículos 100 para usar os parâmetros de direção alternativos para voltar a viajar de acordo com o plano de viagem, enquanto impede colisões de nó. O fluxo do método 800 pode retornar em direção ao 812 de modo que o sistema de veículos 100 possa continuar a se mover de acordo com o plano de viagem com as operações sendo monitoradas em relação a desvios do plano de viagem. Opcionalmente, o método 800 pode terminar, tal como quando a viagem foi completada.
[0111] A Figura 17 ilustra um exemplo de linhas de colisão 1700, 1702 que definem zonas de colisão 1704 para a viagem do sistema de veículos 100 mostrado na Figura 1. As linhas de colisão 1700, 1702 e as zonas de colisão 1704 são mostradas juntamente a um eixo geométrico horizontal 1706 representativo das configurações de acelerador e freio (por exemplo, parâmetros de direção) para os veículos 104 no conjunto de condução do sistema de veículos 100 e um eixo geométrico vertical 1706 representativo das configurações de acelerador e freio (por exemplo, parâmetros de direção) para os veículos 104 no conjunto de seguimento ou remoto do sistema de veículos 100.
[0112] As zonas de colisão 1704 representam as áreas entre as linhas de colisão 1700, 1702. Similar às linhas de colisão 1300, 1302, 1602, 1604 mostradas nas Figuras 13 e 16, as linhas de colisão 1700, 1702 representam parâmetros de direção combinados que resultam em colisões de nó dentro do sistema de veículos 100. Por exemplo, mudar os parâmetros de direção dos veículos 104 no sistema de veículos 100 para atravessar as linhas de colisão 1700, 1702 para dentro ou fora das zonas de colisão 1704 resulta em uma colisão de nó dentro do sistema de veículos 100. As linhas de colisão 1700, 1702 podem representar diferentes tipos de colisões de nó. As linhas de colisão 1700 podem representar colisões de nó que ocorrem em um local no sistema de veículos 100 entre os conjuntos de condução e seguimento de veículos 104 o que resulta do fato de os conjuntos de veículos 104 se moverem em direção um ao outro. Esse tipo de movimento relativo dentro do sistema de veículos 100 comprime um ou mais engates 108 entre os conjuntos de veículos 104. Esse tipo de colisão de nó pode ser chamada de uma colisão comprimida.
[0113] Em contraste, as linhas de colisão 1702 podem representar colisões de nó que ocorrem em um local no sistema de veículos 100 entre os conjuntos de condução e seguimento de veículos 104 o que resulta dos conjuntos de veículos 104 que se afastam um do outro dentro do sistema de veículos 100. Esse tipo de movimento relativo resulta na distensão de um ou mais engates 108 entre os conjuntos de veículos 104. Esse tipo de colisão de nó pode ser chamada de uma colisão distendida.
[0114] As colisões de nó comprimidas e distendidas podem ser identificadas com base em modelos do sistema de veículos 100, com base em viagens anteriores do sistema de veículos 100, ou similares, conforme descrito acima. As linhas de colisão 1700, 1702 podem ser usadas para determinar que parâmetros de direção podem e não podem ser usados em vários locais durante uma viagem do sistema de veículos 100 para impedir diferentes tipos de colisões de nó, conforme descrito acima. Quando uma colisão de nó acontece, o número de nós (n) é reduzido para (n-2), visto que dois nós colidiram e desapareceram. Com base nas linhas de colisão, o número de nós para cada combinação de esforço de tração pode ser mapeado. As linhas de colisão definem zonas de colisão e o número de nós no sistema de veículos para o local representado pelas linhas de colisão.
[0115] Os parâmetros de direção alternativos 1500 mostrados na Figura 15 se estendem ao longo de uma linha a partir de um primeiro parâmetro de direção combinado 1506 até um segundo parâmetro de direção combinado 1508. O primeiro parâmetro de direção combinado 1506 representa os veículos 104 nos dois conjuntos que aplicam freios na mesma configuração (por exemplo, aproximadamente três negativos) e o segundo parâmetro de direção combinado 1508 representa os veículos 104 nos conjuntos que geram esforço de tração com os aceleradores na mesma configuração (por exemplo, aproximadamente três positivos). O controlador 706 pode selecionar um local ao longo da linha que representa os parâmetros de direção alternativos 1500 responsivos às operações do sistema de veículos 100 que se desviam do plano de viagem.
[0116] Por exemplo, se esforço de tração adicional é necessário para fazer com que o sistema de veículos 100 viaje de acordo com o plano de viagem, então o controlador 706 pode selecionar parâmetros de direção para os veículos 104 ao longo da linha que define os parâmetros de direção alternativos 1500 que fornecem o esforço de tração adicional. Contrariamente, se esforço de frenagem adicional é necessário para fazer com que o sistema de veículos 100 viaje de acordo com o plano de viagem, então o controlador 706 pode selecionar parâmetros de direção para os veículos 104 ao longo da linha que define os parâmetros de direção alternativos 1500 que fornecem o esforço de frenagem adicional. No exemplo ilustrado dos parâmetros de direção alternativos 1500, não há linhas de colisão. Como resultado, o controlador 706 tem capacidade para selecionar uma variedade de parâmetros de direção a partir dos parâmetros de direção alternativos 1500 sem risco de uma colisão de nó.
[0117] Em uma realização, um sistema de controle de potência para um sistema de veículos inclui um ou mais processadores configurados para identificar nós de engate em um sistema de veículos para viagem do sistema de veículos ao longo de uma rota. Os nós de engate são representativos de estados frouxos de engates entre veículos no sistema de veículos. Os um ou mais processadores são configurados também para determinar um ou mais parâmetros de direção combinados em um ou mais locais ao longo da rota em que um estado de um ou mais dos nós de engate no sistema de veículos irá mudar dentro do sistema de veículos durante o próximo movimento do sistema de veículos. Os um ou mais processadores são configurados também para determinar uma restrição em operações do sistema de veículos para controlar os nós de engate durante o próximo movimento do sistema de veículos e para distribuir os um ou mais parâmetros de direção combinados dentre dois ou mais dos veículos com uma determinação de parâmetros de direção individuais para os dois ou mais veículos com base na restrição que é determinada. Os parâmetros de direção individuais incluem uma ou mais configurações de acelerador ou configurações de freio dos veículos.
[0118] Opcionalmente, os parâmetros de direção que são determinados incluem uma ou mais dentre uma configuração de acelerador de um ou mais dos veículos, uma configuração de freio de um ou mais dos veículos, uma velocidade de movimentação de um ou mais dos veículos, uma potência de tração gerada por um ou mais dos veículos, um esforço de tração gerado por um ou mais dos veículos, uma força de frenagem gerada por um ou mais dos veículos e/ou uma aceleração de um ou mais dos veículos.
[0119] Em um exemplo, os engates incluem pelo menos uma extremidade de engate amortecedor de carro e os um ou mais processadores são configurados para determinar os um ou mais parâmetros de direção combinados com uma determinação de onde o estado de pelo menos uma extremidade de engate amortecedor de carro muda. Os nós de engate representam opcionalmente locais no sistema de veículos em que os veículos se movem em relação um ao outro dentro do sistema de veículos enquanto os engates entre os veículos permanecem nos estados frouxos.
[0120] Os um ou mais parâmetros de direção combinados nos um ou mais locais ao longo da rota em que o estado dos nós de engate no sistema de veículos muda são determinados pelos um ou mais processadores com base em uma ou mais características da rota ou do sistema de veículos em um exemplo. Opcionalmente, os parâmetros de direção combinados representam configurações de potência síncrona dos veículos em um primeiro conjunto dos veículos no sistema de veículos e dos veículos em um segundo conjunto diferente dos veículos no sistema de veículos. Os um ou mais processadores são configurados para determinar a restrição nas operações do sistema de veículos com uma determinação de um ou mais dentre um limite de potência inferior ou um limite de potência superior em pelo menos um dos veículos no sistema de veículos em um exemplo.
[0121] Em uma realização, um método para ditar as configurações de potência para um sistema de veículos inclui identificar nós de engate em um sistema de veículos para viagem do sistema de veículos ao longo de uma rota. Os nós de engate representam estados frouxos de engates conectados a um ou mais veículos no sistema de veículos. O método inclui também determinar um ou mais parâmetros de direção combinados em um ou mais locais ao longo da rota em que um estado de um ou mais dos nós de engate no sistema de veículos irá mudar dentro do sistema de veículos durante o próximo movimento do sistema de veículos e determinar um parâmetro de direção individual para um ou mais veículos com base na restrição que é determinada. O parâmetro de direção individual inclui uma configuração de potência dos um ou mais veículos.
[0122] Opcionalmente, o parâmetro de direção individual é determinado para cada dois ou mais dos veículos. Os parâmetros de direção que são determinados incluem um ou mais dentre uma configuração de acelerador de um ou mais dos veículos, uma configuração de freio de um ou mais dos veículos, uma velocidade de movimentação de um ou mais dos veículos, uma potência de tração gerada por um ou mais dos veículos, um esforço de tração gerado por um ou mais dos veículos, uma força de frenagem gerada por um ou mais dos veículos e/ou uma aceleração de um ou mais dos veículos em um exemplo.
[0123] Opcionalmente, os engates incluem pelo menos uma extremidade de engate amortecedor de carro e determinar os um ou mais parâmetros de direção combinados inclui determinar onde o estado da pelo menos uma extremidade de engate amortecedor de carro muda. Os nós de engate representam locais no sistema de veículos onde os veículos se movem em relação um ao outro dentro do sistema de veículos enquanto os engates entre os veículos permanecem nos estados frouxos em um exemplo. Opcionalmente, um ou mais parâmetros de direção combinados nos um ou mais locais ao longo da rota onde o estado dos nós de engate no sistema de veículos muda são determinados com base em uma ou mais características da rota ou no sistema de veículos.
[0124] Os parâmetros de direção combinados podem representar configurações de potência síncrona dos veículos em um primeiro conjunto dos veículos no sistema de veículos e dos veículos em um segundo conjunto diferente dos veículos no sistema de veículos. Opcionalmente, determinar a restrição nas operações do sistema de veículos inclui determinar um ou mais dentre um limite de potência inferior ou um limite de potência superior em pelo menos um dos veículos no sistema de veículos.
[0125] Em um exemplo, o método pode também incluir determinar uma ou mais mudanças nos um ou mais parâmetros de direção combinados causadas por um ou mais fatores externos ao sistema de veículos e redistribuir os um ou mais parâmetros de direção combinados dentre os dois ou mais veículos durante a viagem do sistema de veículos ao longo da rota. O método inclui opcionalmente apresentar instruções a um operador do sistema de veículos para direcionar o operador para controlar o sistema de veículos de acordo com os parâmetros de direção individuais que são determinados.
[0126] Em uma realização, um método para controlar um sistema de veículos inclui determinar um local ao longo de uma rota durante uma próxima viagem de um sistema de veículos em que nós de engate no sistema de veículos irão colidir um com o outro e distribuir uma saída de potência dentre dois ou mais veículos geradores de propulsão em lados opostos de pelo menos um dos nós de engate no sistema de veículos. A saída de potência impede que os nós de engate colidam um com o outro no local ao longo da rota. O método inclui também gerar um plano de viagem para os veículos geradores de propulsão no sistema de veículos com base na saída de potência que é distribuída. O plano de viagem indica uma ou mais velocidades de movimentação, configurações de acelerador ou configurações de freio do sistema de veículos como uma função de distância ao longo da rota.
[0127] Opcionalmente, os nós de engate representam locais no sistema de veículos onde segmentos de um ou mais veículos conectados por um engate no sistema de veículos se movem em relação um ao outro dentro do sistema de veículos enquanto o engate permanece em um estado frouxo. A saída de potência representa uma configuração de potência síncrona para os veículos geradores de propulsão no sistema de veículos para gerar a saída de potência em um exemplo. Opcionalmente, distribuir a saída de potência inclui distribuir de modo assíncrono a saída de potência dentre os veículos geradores de propulsão para fazer com que os veículos geradores de propulsão gerem a saída de potência total.
[0128] Deve-se entender que a descrição supracitada é destinada a ser ilustrativa, e não restritiva. Por exemplo, as realizações (e/ou aspectos das mesmas) descritas acima podem ser utilizadas em combinação entre si. Além disso, diversas modificações podem ser realizadas para adaptar uma situação ou material específicos aos ensinamentos da invenção sem que se afaste do seu escopo. Embora as dimensões e tipos de materiais descritos no presente documento sejam destinados a definir os parâmetros da matéria de invenção, os mesmos não são limitantes de modo algum e são realizações exemplificativas. Muitas outras realizações serão evidentes às pessoas de habilidade comum na técnica mediante revisão da descrição acima. O escopo da matéria de invenção deve, portanto, ser determinado com referência às reivindicações anexas, juntamente com todo o escopo de equivalentes aos quais tais reivindicações sejam designadas. Nas reivindicações anexas, os termos “que inclui” e “no(a) qual” são usados como equivalentes simples dos termos respectivos “que compreende” e “em que”. Além disso, nas reivindicações a seguir, os termos “primeiro”, “segundo”, “terceiro” e assim em diante, são usados meramente como denominações e não se destinam a impor exigências numéricas em seus objetivos. Adicionalmente, as limitações das reivindicações a seguir não são escritas em um formato de meios-mais-função e não são destinadas a ser interpretadas com base em 35 U.S.C. § 112(f), a menos que e até que tais limitações de reivindicações usem expressamente a expressão “meios para” seguida por um enunciado de suspensão de função ou estrutura adicional.
[0129] Esta descrição escrita usa exemplos para revelar diversas realizações da matéria de invenção e também para permitir que uma pessoa de habilidade comum na técnica pratique as realizações da matéria de invenção, o que inclui fazer e usar quaisquer dispositivos ou sistemas e realizar quaisquer métodos incorporados. O escopo patenteável da matéria de invenção pode incluir outros exemplos que ocorram às pessoas de habilidade comum na técnica. Tais outros exemplos se destinam a estar dentro do escopo das reivindicações se possuírem elementos estruturais que não os diferenciem da linguagem literal das reivindicações, ou se os mesmos incluírem elementos estruturais equivalentes com diferenças insubstanciais em relação à linguagem literal das reivindicações.
[0130] A descrição supracitada de certas realizações da matéria de invenção será melhor entendida quando lida em conjunto com os desenhos anexos. Até o ponto em que as figuras ilustram os diagramas dos blocos funcionais de várias realizações, os blocos funcionais não são necessariamente indicativos da divisão entre o conjunto de circuitos de hardware. Dessa forma, por exemplo, um ou mais dos blocos funcionais (por exemplo, processadores ou memórias) podem ser implantados em uma peça única de hardware (por exemplo, um processador de sinal de propósito geral, microcontrolador, memória de acesso aleatório, disco rígido e similares). De modo similar, os programas podem ser programas independentes, podem ser incorporados como sub-rotinas em um sistema operacional, podem ser funções em um pacote de software instalado e similares. As várias realizações não são limitadas às disposições e instrumentalidades mostradas nos desenhos.
[0131] Conforme usado no presente documento, um elemento ou etapa referidos no singular e precedido da palavra “um(a)” deve ser entendido não como uma exclusão de elementos ou etapas no plural, a não ser que tal exclusão seja declarada explicitamente. Além disso, referências a “uma realização” ou “uma (1) realização” da matéria de invenção não são destinadas a serem interpretadas como excludentes da existência de modalidades adicionais que também incorporem as características referidas. Além disso, a menos que explicitamente estabelecido o contrário, as realizações “que compreendem”, “que incluem”, ou “que têm” um elemento ou uma pluralidade de elementos que têm uma propriedade particular podem incluir adicionais tais como elementos que não tenham essa propriedade.
[0132] Visto que certas alterações podem ser feitas nos sistemas e métodos mencionados acima sem sair do espírito e escopo da matéria de invenção envolvida no presente documento, pretende-se que todas as matérias de invenção da descrição acima ou mostradas nos desenhos anexos devam ser interpretadas meramente como exemplos que ilustram o conceito de invenção do presente documento e não devam ser interpretadas como limitantes da matéria de invenção.
[0133] Conforme usado no presente documento, uma estrutura, limitação ou elemento que é “configurado para” realizar uma tarefa ou operação é particularmente formado, construído, programado ou adaptado de modo estrutural de uma maneira que corresponda à tarefa ou operação. Para propósitos de clareza e para evitar dúvidas, um objeto que tem meramente a capacidade de ser modificado para desempenhar a tarefa ou operação não é “configurado para” desempenhar a tarefa ou operação conforme usado presente documento. Ao contrário, o uso de “configurado para” conforme usado no presente documento denota adaptações estruturais ou características que programam a estrutura ou elemento para desempenhar a tarefa ou operação correspondente de uma maneira que é diferente de uma estrutura ou elemento “pronto para uso” que não é programada para desempenhar a tarefa ou operação e/ou denota exigências estruturais de qualquer estrutura, limitação, ou elemento que é descrito como sendo “configurados para” desempenhar a tarefa ou operação.

Claims (15)

1. SISTEMA DE CONTROLE DE POTÊNCIA (700) para um sistema de veículos (100), caracterizado pelo sistema de controle de potência (700) compreender: um ou mais processadores (704) configurados para identificar nós (402, 404) de engate (108) no sistema de veículos (100) para viagem do sistema de veículos (100) ao longo de uma rota (102), sendo que os nós (402, 404) de engate (108) são representativos de estados frouxos de engates entre veículos no sistema de veículos (100), sendo que os um ou mais processadores (704) são configurados também para determinar um ou mais parâmetros de direção combinados em um ou mais locais ao longo da rota (102) em que um estado de um ou mais dentre os nós de engate (402, 404) no sistema de veículos (100) irá mudar dentro do sistema de veículos (100) durante o próximo movimento do sistema de veículos (100), em que os um ou mais processadores (704) são configurados também para determinar uma restrição nas operações do sistema de veículos (100) para controlar os nós (402, 404) de engate (108) durante o próximo movimento do sistema de veículos (100) e para distribuir os um ou mais parâmetros de direção combinados dentre dois ou mais dos veículos com a determinação de parâmetros de direção individuais para os dois ou mais veículos com base na restrição que é determinada, sendo que os parâmetros de direção individuais incluem uma ou mais configurações de acelerador ou configurações de freio dos veículos.
2. SISTEMA DE CONTROLE DE POTÊNCIA (700), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelos parâmetros de direção que são determinados incluírem um ou mais dentre uma configuração de acelerador de um ou mais dos veículos, uma configuração de freio de um ou mais dos veículos, uma velocidade de movimentação de um ou mais dos veículos, uma potência de tração gerada por um ou mais dos veículos, um esforço de tração gerado por um ou mais dos veículos, uma força de frenagem gerada por um ou mais dos veículos, ou uma aceleração de um ou mais dos veículos.
3. SISTEMA DE CONTROLE DE POTÊNCIA (700), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelos engates (108) incluírem pelo menos uma extremidade de engate amortecedor de carro e os um ou mais processadores (704) serem configurados para determinar os um ou mais parâmetros de direção combinados com a determinação de onde o estado da pelo menos uma extremidade de engate amortecedor de carro muda.
4. SISTEMA DE CONTROLE DE POTÊNCIA (700), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelos nós (402, 404) de engate (108) representarem locais no sistema de veículos (100) em que os veículos se movem uns em relação aos outros dentro do sistema de veículos (100) enquanto os engates entre os veículos permanecem nos estados frouxos.
5. SISTEMA DE CONTROLE DE POTÊNCIA (700), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelos parâmetros de direção combinados representarem configurações de potência síncrona dos veículos em um primeiro conjunto dos veículos no sistema de veículos (100) e dos veículos em um segundo conjunto diferente dos veículos no sistema de veículos (100).
6. SISTEMA DE CONTROLE DE POTÊNCIA (700), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelos um ou mais processadores (704) serem configurados para determinar a restrição nas operações do sistema de veículos (100) com uma determinação de um ou mais dentre um limite de potência inferior ou um limite de potência superior em pelo menos um dos veículos no sistema de veículos (100).
7. MÉTODO PARA DITAR CONFIGURAÇÕES DE POTÊNCIA para um sistema de veículos (100), caracterizado pelo método compreender as etapas de: identificar nós (402, 404) de engate (108) no sistema de veículos (100) para viagem do sistema de veículos (100) ao longo de uma rota (102), sendo que os nós (402, 404) de engate (108) são representativos de estados frouxos de engates conectados a um ou mais veículos no sistema de veículos (100); determinar um ou mais parâmetros de direção combinados em um ou mais locais ao longo da rota (102) em que um estado de um ou mais dos nós de engate no sistema de veículos (100) irá mudar dentro do sistema de veículos (100) durante o próximo movimento do sistema de veículos (100); e determinar um parâmetro de direção individual para um ou mais veículos com base em uma restrição que é determinada, sendo que o parâmetro de direção individual inclui uma configuração de potência dos um ou mais veículos.
8. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelos parâmetros de direção que são determinados incluírem uma ou mais dentre uma configuração de acelerador de um ou mais dos veículos, uma configuração de freio de um ou mais dos veículos, uma velocidade de movimentação de um ou mais dos veículos, uma potência de tração gerada por um ou mais dos veículos, um esforço de tração gerado por um ou mais dos veículos, uma força de frenagem gerada por um ou mais dos veículos, ou uma aceleração de um ou mais dos veículos.
9. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelos nós (402, 404) de engate (108) representarem locais no sistema de veículos (100) em que os veículos se movem uns em relação aos outros dentro do sistema de veículos (100) enquanto os engates (108) entre os veículos permanecem nos estados frouxos.
10. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelos parâmetros de direção combinados representarem configurações de potência síncrona dos veículos em um primeiro conjunto dos veículos no sistema de veículos (100) e dos veículos em um segundo conjunto diferente dos veículos no sistema de veículos (100).
11. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado em que determinar a restrição nas operações do sistema de veículos (100) inclui determinar um ou mais dentre um limite de potência inferior ou um limite de potência superior em pelo menos um dos veículos no sistema de veículos (100).
12. MÉTODO PARA CONTROLAR UM SISTEMA DE VEÍCULOS (100), caracterizado pelo método compreender as etapas de: determinar um local ao longo de uma rota (102) durante uma próxima viagem do sistema de veículos (100) em que nós (402, 404) de engate (108) no sistema de veículos (100) irão colidir um com o outro; distribuir uma saída de potência dentre dois ou mais veículos geradores de propulsão (104) em lados opostos de pelo menos um dos nós (402, 404) de engate (108) no sistema de veículos (100), sendo que a saída de potência impede que os nós (402, 404) de engate (108) colidam um com o outro no local ao longo da rota (102); determinar uma restrição nas operações do sistema de veículos (100) para controlar os nós (402, 404) de engate (108); e gerar um plano de viagem para os veículos geradores de propulsão (104) no sistema de veículos (100) com base na saída de potência que é distribuída e na restrição das operações determinadas para controlar os nós (402, 404) de engate (108), sendo que o plano de viagem indica uma ou mais velocidades de movimentação, configurações de acelerador ou configurações de freio do sistema de veículos como uma função de distância ao longo da rota (102).
13. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelos nós (402, 404) de engate (108) representarem locais no sistema de veículos (100) em que segmentos de um ou mais veículos conectados por um engate (108) no sistema de veículos (100) se movem em relação um ao outro dentro do sistema de veículos (100) enquanto o engate (108) permanece em um estado frouxo.
14. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pela saída de potência representar uma configuração de potência síncrona para os veículos geradores de propulsão (104) no sistema de veículos (100) para gerar a saída de potência.
15. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pela etapa de distribuir a saída de potência incluir uma subetapa de distribuir de modo assíncrono a saída de potência dentre os veículos geradores de propulsão (104) para fazer com que os veículos geradores de propulsão (104) gerem a saída de potência total.
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