BRPI0613210A2 - sistema e método para o manuseio melhorado de trem e para o consumo de combustìvel - Google Patents

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BRPI0613210A2
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Glenn R Shaffer
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Gen Electric
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Abstract

Sistema e método para o manuseio melhorado de trem e para o consumo de combustível. Um método para que se venha a efetuar o controle da operação de uma via férrea, a qual possui uma composição ferroviária, composição a qual é constituída por uma ou mais locomotivas férreas, para que se melhore a eficiência no consumo de combustível do grupo de locomotivas motrizes, o método incluindo o ato de se efetuar, a bordo do grupo de locomotivas motrizes, do cálculo de uma carga para o trem o qual se encontra em movimento, movido pelo conjunto de locomotivas motrizes, tendo como base a medição do movimento do trem, tendo como base a resposta do trem ao ajuste para a potência do conjunto de locomotivas motrizes, e do efetuar a bordo do conjunto de locomotivas motrizes uma identificação da posição na qual o trem se encontra, para o dado momento no tempo, do efetuar a identificação a bordo do conjunto de locomotivas motrizes, de uma alteração no percurso, antes de que o trem chegue a essa alteração de condição no percurso, e de se efetuar a bordo do conjunto de locomotivas motrizes, o ajuste para a potência do conjunto de locomotivas motrizes, para que venha a se otimizar o consumo de combustível do conjunto de locomotivas motrizes, com base na carga a qual foi calculada para o trem, na medida em que o trem se aproxima da alteração na condição do percurso.

Description

Sistema β método para o manuseio melhorado de trem e para o consumo decombustível.
ANTECEDENTES DA PRESENTE INVENÇÃO
A presente invenção se encontra relacionada às operaçõesde locomotivas, e de uma maneira ainda mais em especifico, a um sistema e a ummétodo para que, de forma autônoma, se possa efetuar a melhoria no manuseio e para oconsumo de combustível, quando se encontram alterações no terreno, para o percurso.
Dependendo do nível de experiência a qual o condutor dotrem venha a possuir, a sua dedicação, e mesmo a forma com a qual ele vem a se sentirem um dia em determinado, o manuseio de um trem ferroviário irá se mostrar diferenteentre os diferentes operadores, os quais por sua própria vez irão trazer como resultadoas diferenças para a taxa de consumo de combustível nas missões para as quais édesignado o trem, e da mesma forma como na diferenças das forças para o trem.
Assim, por exemplo, um operador o qual venha a possuir habilidade e destreza, e o qualé dedicado de uma maneira bem aguçada, e atencioso, irá com certeza ser mais familiarcom o percurso dos trilhos ferroviários, e desta forma irá prever com antecipação asalterações para as rampas e para as curvas, antes de que estas alterações venham a serencontradas, e então venha a efetuar a diminuição da velocidade (ou a desaceleração)ou então o incremento da velocidade (ou a aceleração), do trem, como uma antecipaçãopara essas referidas mudanças do percurso. Isto irá trazer como resultado, em umaoperação a qual será mais suave para o trem, da mesma forma em que irá acarretar emuma queima de uma menor quantidade de combustível no decorrer da missão, dequando se vem a efetuar a comparação com um operador o qual não venha a estarfamiliarizado com o percurso em questão e as suas características.
Apesar do fato de que outros sistemas podem vir a serencontrados, no presente momento, estes sistemas para que se auxilie o operador detrem no minimizar do consumo de combustível da missão, tais sistemas, de uma maneirabem típica, irão requerer a gravação de dados com relação ao desempenho para omanuseio, para que em um momento posterior, venham a fazer o processamento o qualirá auxiliar no processo de definição de qual é a melhor forma de se minimizar o uso decombustível, o qual é destinado a execução da dada missão. Tais sistemas normalmentenão são capazes de efetuar o processamento que é necessário para os dados, para quese venha a efetuar a contabilização de outros fatores externos, e em tempo real, fatoresestes tais como o clima, enquanto que o trem se encontra em movimento.
BREVE DESCRIÇÃO DA PRESENTE INVENÇÃO
Para que venha a se atingir esta finalidade, um método, umsistema e código de software se fazem necessários, para que se permita com que seexecute a avaliação da situação, a bordo, e para que venha a se determinar a velocidadedo trem, na medida em que ele passa a se aproximar de uma alteração para a condiçãodo percurso, no qual a tal informação é então usada para que se efetue o ajuste davelocidade do trem, para que se melhore a eficiência no consumo de combustível nomanuseio do trem. Em uma das formas preferenciais de realização, a presente invençãoirá ser direcionada para um processo para a auto-aprendizagem e a auto-correção dosistema. Em uma outra das formas preferenciais de realização, através do auto-aprendizado, a interação a qual ocorre com o operador pode vir a ser requerida para quevenha a se implementar a presente invenção. Desta forma, a presente invenção iráapresentar um método, um sistema, e um software para o uso por meio de umcomputador, para que se venha a controlar as operações de um trem ferroviário, o qualpossui um grupo de locomotivas motrizes, o qual é composto por uma ou maislocomotivas ferroviárias, e para que venha ser melhorado a eficiência com relação aocombustível, no conjunto de locomotivas motrizes. O referido método compreende oefetuar do cálculo, a bordo do conjunto de locomotivas motrizes, de uma carga para oreferido trem, o qual se encontra em movimento, por meio do conjunto de locomotivasmotrizes, tendo como base a medição do movimento do trem, como uma resposta aosajustes para a potência do conjunto de locomotivas motrizes. O método iráadicionalmente compreender que se faça a determinação, a bordo do conjunto delocomotivas motrizes, da localização para aquele dado momento no tempo, do trem. Aidentificação, a bordo do conjunto de locomotivas motrizes, de uma mudança nacondição do referido percurso, com anterioridade em relação ao momento no qual o tremdeve se avizinhar da referida mudança das condições do percurso, também se constituicomo uma parte integrante do método, o qual é aqui ensinado. O método também incluio efetuar do ajuste, a bordo do conjunto de locomotivas motrizes, do ajuste para apotência do conjunto de locomotivas motrizes, para que venha a se otimizar o consumopara o combustível do conjunto de locomotivas motrizes, tomando como base a referidacarga a qual foi calculada para o referido trem na medida em que o referido trem passe ase aproximar da referida alteração na condição do percurso.
O sistema irá compreender um dispositivo para que sevenha a fazer a determinação da posição, um banco de dados o qual irá possuir o perfildo percurso, percurso o qual irá compreender elementos como: o terreno e os dadossobre os contornos do percurso ferroviário, e um processador o qual irá compreender umalgoritmo para que se venha a calcular uma carga para o referido trem, e um algoritmode alimentação para a frente, para que se venha a determinar ao menos um elementoentre os seguintes: uma taxa para a aceleração, ou então uma taxa para adesaceleração para o referido trem, e com base na referida carga a qual foi calculada, eo terreno que está por vir de um percurso ferroviário. As mudanças nas condições dopercurso virão a ser definidas a bordo do conjunto de locomotivas motrizes, e o ajustepara a potência do conjunto de locomotivas motrizes irá então ser ajustado para que sevenha a otimizar o consumo para o combustível do conjunto de locomotivas motrizes,tendo como base a carga a qual já foi calculada para o trem, na medida em que este seaproxima da alteração na condição do percurso.
Já o código de software para computador irá compreenderum modulo de software para que venha a ser efetuado o cálculo de uma carga para otrem o qual se encontra em movimento, movimento este gerado por meio do conjunto delocomotivas motrizes, e com base na medição do movimento do trem, como sendo umaresposta ao ajuste do ajuste para a potência do conjunto de locomotivas motrizes. Ummódulo de software para que se venha a determinar as condições que devem vir, para opercurso, em antecedência à chegada do trem à condição de alteração do percurso,também virá a ser fornecido. O código de software também possui um módulo desoftware para que se venha a calcular ao menos um elemento entre os seguintes: umataxa para a aceleração ou uma taxa para a desaceleração para o referido trem, para quevenha a se otimizar o consumo para o combustível tendo como base a carga a qual foicalculada, e a alteração que está por vir, na condição do percurso.
O efeito técnico, é o de se poder proporcionar o módulo desoftware o qual é capaz de efetuar o processamento de dados com relação ao trem, eque se use tal informação para que venha se melhorar a eficiência de manuseio noconsumo de combustível, por meio do ajuste da velocidade do trem, em anteriorídade aomomento de se alcançar as alterações no percurso da ferrovia.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
As características e as vantagens da presente invenção irãose tornar mais claras, a partir das seguintes e detalhadas descrição as quais são feitaspara a presente invenção, e quando lidas em conjunto com os desenhos os quaisacompanham este presente trabalho, no qual:
- A figura 1 apresenta um diagrama de blocos, em uma locomotiva, de elementos osquais são exemplares da presente invenção;
- A figura 2 apresenta um diagrama de blocos de uma visão geral dos passos os quaissão exemplares da presente invenção;
- A figura 3 apresenta um diagrama o qual ilustra os valores os quais são exemplaresde combustível versus a potência para uma locomotiva;
- A figura 4 apresenta um diagrama de fluxos o qual ilustra os passos os quais sãoexemplares da presente invenção; e
- A figura 5 apresenta um diagrama de fluxos o qual ilustra os elementos os quais sãoexemplares de código de software os quais são exemplares da presente invenção.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA PRESENTE INVENÇÃO
Fazendo-se referência às figuras que foram mencionadas,as formas preferenciais de realização da presente invenção virão a ser descritas, desteponto em diante. Antes de que se venha a fazer a descrição em detalhes do sistema emparticular e do método, deve vir a ser observado que a presente invenção reside, de umaforma primária, em uma nova combinação de componentes e passos os quais emconseqüência disto irão advir. Da mesma forma, o sistema e os passos do método irãoser representados por meio de elementos convencionais nos desenhos, aonde virão aser exibidos somente aqueles detalhes em especifico, os quais são pertinentes apresente invenção, de tal forma a não obscurecer a presente apresentação, comdetalhes de estrutura, os quais irão se tornar aparente, de forma imediata, para todosaqueles indivíduos os quais venham a possuir fluência na arte, com o benefício dasdescrições as quais aqui se encontram. De uma forma adicional, a fraseologia, bemcomo a terminologia as quais virão a ser aqui empregadas, são somente com o propósitode apresentar a descrição, e portanto não devem vir a serem tomadas com relação aos,ou imposições dos, seus limites. Em direção a este fim, os termos os quais venham aserem usados no singular, devem também vir a ser entendidos como de abrangência tal,que venham a englobar o termo da mesma forma como que se estivesse sendo usadoem sua forma plural. Este mesmo processo de raciocínio também se aplica no seusentido inverso. Assim, por exemplo, quando do uso do termo "invenção", deve vir a serentendido como também possuindo o significado do termo "invenções", e quando do usodo termo "invenções", também deve vir a ser entendido como também possuindo osignificado do termo "invenção".
Uma referência geral a uma locomotiva também é usada portoda a extensão do presente trabalho. A presente invenção pode vir a ser aplicada atodos os tipos de locomotivas, o que irá incluir, mas não se encontrará somente limitadoa: as locomotivas diesel, as locomotivas elétricas, aos sistemas híbridos, o que irá incluir,mas não se encontrará somente limitado a: os sistema diesel-elétricos, os sistema diesel-hidráulicos e os sistema hidráulico-elétricos. Da mesma forma, o uso para o termo ajustepara a potência é usado de uma forma genérica, uma vez que vários sistemas de direçãopodem vir a ser usados, tendo como base o tipo da locomotiva, tal como, mas não seencontrará somente limitado a: as direções mecânicas e as direções hidráulicas. Combase no sistema de direção e no tipo da locomotiva, todos aqueles indivíduos os quaisvenham a possuir fluência na arte, irão reconhecer que a velocidade para umalocomotiva é estabelecida de uma forma diferente de outros tipos de direção e delocomotivas.
A figura de número 1 apresenta uma ilustração a qual éexemplar de uma locomotiva 5. Em um trem ferroviário, uma ou mais locomotivas 5podem vir a ser partes do referido trem, no qual as locomotivas devem vir a serconsideradas como um conjunto de locomotivas motrizes. A figura de número 1 tambémilustra representações de diagramas de blocos de elementos exemplares da presenteinvenção. Apesar do fato que a exibição apresenta como localizados em uma únicalocomotiva 5, os referidos elementos podem vir a ser localizados em outras partes dotrem, ou ainda em outras locomotivas, as quais se encontram dentro do conjunto delocomotivas motrizes. Também é ainda possível, que os elementos não venham a ser denenhuma forma localizada em um único elemento da composição, ou da locomotiva 5.
Em outras palavras, os elementos podem vir a ser localizados em diversas partes asquais pertençam ao trem, e conectados para que mesmo desta forma, possam vir aexecutar as funções designadas pela presente invenção.
Como é adicionalmente ilustrado por meio da figura denúmero 1, um dispositivo para a determinação da posição 12 é fornecido no trem. Estedispositivo se encontra conectado a um processador 14. Um banco de dados de perfil dopercurso 16 irá incluir informações tais como o terreno e os dados que se referem aocontorno, sobre um percurso ferroviário 17. Um dispositivo de memória para que sevenha a efetuar o armazenamento 26 é fornecido para que venha a se efetuar osarmazenamentos, tanto sob uma forma que é temporária, quanto quando para os longosperíodos de tempo, para os dados os quais irão ser fornecidos, ou então que virão a sercalculados por meio do referido processador 14, para o uso durante a operação para odado momento do trem, ou então para o uso durante uma operação a qual venha aocorrer em momento posterior. Os dispositivos que se encontram disponíveis para acoleta da operação do trem 30, também virão a ser fornecidos no trem, e se encontramconectados ao processador 14. Os dispositivos para a coleta da operação do trem 30 seencontram em operações para que se possa determinar, mas não estar somente limitadoa determinação de: a velocidade de identição (chamada), a potência de tração, o ajustepara a tubulação de frenagem, a velocidade, o ajuste para a potência e o consumo parao combustível, e a taxa para a aceleração e a taxa para a desaceleração do trem. Ainformação a qual é adquirida pode vir a ser usada pelos algoritmos 20, 21, 28, os quaisirão ser discutidos abaixo, para que se ajude a garantir uma temporização com maiorprecisão, de quando se deve acelerar, ou então, de quando se deve desacelerar o trem.
O processador possui um certo número de algoritmos 20,21, 28 os quais vem a ser processados por meio do processador 14. Um algoritmo 20 éfornecido para que se efetue o calculo da carga do trem. Um outro algoritmo 21 virá a serfornecido como o algoritmo de alimentação para a frente, o qual irá determinar a taxapara a aceleração, ou então a taxa para a desaceleração do trem, tendo como base acarga a qual foi calculada, e tendo em vista o terreno o qual se aproxima e o contorno dopercurso ferroviário. Um terceiro algoritmo 28 que é disponível pode vir a ser usado comoo que define a precisão para um valor de carga o qual foi calculado. Isto pode vir a serobtido por meio do cálculo de um segundo valor para a carga do trem, e a primeira cargaa qual foi calculada versa sobre o segundo cálculo. Exemplos para a técnica a qual foidiscutida para os algoritmos acima incluem, mas não estarão somente limitados asexpansões para a série de Taylor as quais dependem do tempo, ou então da variação dotempo. Todo aquele indivíduo o qual vem a possuir fluência na arte irão perceber que taisalgoritmos, com o uso dos filtros Kalman podem vir a ser usados, uma vez que elesfazem o suporte de estimativas de estado passadas, presentes e mesmo futuras, mesmoquando a natura precisa do sistema o qual se encontra em modelagem não é deconhecimento.
Em uma das formas preferenciais de realização, uma certacarga vem a ser assumida e / ou se encontra disponível, e então um cálculo é efetuadocom o uso de um terceiro algoritmo 28, o qual tem como base os dados os quais foramanteriormente armazenados no dispositivo de memória para o armazenamento 26, o queirá incluir um horário e uma localização, para quando o trem irá atravessar por sobre umpercurso especifico do percurso ferroviário 17. O segundo cálculo é então comparadocom o valor original para a carga, e a carga para o dado momento a qual é usada paracálculo adicional é então ajustada de acordo. Em uma outra das formas preferenciais derealização, o tempo de início e a localização de início do trem vem a ser comparadascom uma certa localização pela qual o trem já passou. Tomando-se esta informação eincluindo-se a informação a qual pertence a um ajuste para a potência da locomotiva 5durante esse referido intervalo de tempo, uma carga vem a ser calculada, este valor paraa carga é então comparado com o valor original obtido para a carga, e que atualmente seencontra em uso pela presente invenção e o valor para a carga a qual é usada parapresente invenção vem a ser ajustado de acordo.
A figura de número 2 exibe um diagrama de blocos parauma visão geral de blocos exemplares, os quais contém os passos exemplares dapresente invenção. A informação do trem (dados para o trem) 40, especialmente comrelação ao grupo de locomotivas motrizes, é colecionado por meio do dispositivo para acoleta da operação do trem 30. A localização do trem (localização do trem) 42 deve vir aser determinada. A localização pode vir a ser determinada com, mas não estandosomente limitada ao uso de um sistema GPS a bordo, um contador de quilometragempassada o qual faz parte do sistema de controle de locomotiva, por meio de sistemas deacompanhamento e / ou por meio de outras locomotivas as quais pertencem ao conjuntode locomotivas motrizes. Um mapa para o percurso 44 é também fornecido, de tal formaque a localização do trem pode vir a ser identificada. O mapa irá incluir, mas não estarásomente limitado a informações tais como as rampas de subida, as rampas de descida,as curvas, as localizações rurais, de cidade e residencial (para o caso no qual certoslimites para a velocidade venham a ser aplicados).
Um algoritmo, ou então diversos algoritmos, é usado paraque se venha a calcular a taxa para o consumo do combustível 46. As taxas para oconsumo do combustível vem a ser calculadas com base na carga do trem e nalocalização do trem. Os dados os quais são colecionados são então correlacionados coma localização do trem. Em uma das formas preferenciais de realização, uma carga dotrem vem a ser calculada com base na identição para a velocidade e para o tempo noqual o trem efetua a travessia de uma certa extensão do percurso. Em uma outra dasformas preferenciais de realização, com o uso da identição para a velocidade e aalteração na potência para a tração versus a rampa e a fricção, um valor aproximadopara a carga do trem pode vir a ser calculado. A fricção para o percurso do trem e africção em curva do trem também podem vir a ser determinadas onde a velocidade dotrem e a potência para a tração são colecionadas, tomando-se como base as condiçõespara o percurso e usadas para que se venha a determinar a carga do trem. Em aindauma outra das formas preferenciais de realização, no qual os parâmetros para o percursovenham a ser desconhecidos, a fricção e a força do vento, o total para o combustível oqual vem a ser consumido durante os modos de motorização, e os quais irão resultar nasmudanças para a velocidade do trem, vem a ser usados em conjunto com o consumoespecífico de combustível (SFC - specific fuel consuption) por cavalo força para alocomotiva, para que se venha a calcular a carga do trem. Uma tabela a qual vem ailustrar os valores os quais são típicos e exemplares do combustível 33 versus os cavalosde força 35 e o consumo especifica de combustível 37 para uma locomotiva 5 vem a serfornecido por meio da figura de número 3. Este diagrama 31 também vem a identificarestes valores, tendo como base uma velocidade de identição da locomotiva. Os cálculosque são resultantes para a carga vem a ser usados para que se determine a aceleraçãoe a desaceleração, tendo como base as alterações que se encontram pendentes para opercurso da via férrea. De uma forma preferível, uma avaliação inicial para a carga vema ser calculada durante o processo de aceleração inicial, e vem a ser usada como aentrada inicial para a otimização da missão.
Os cálculos que são resultantes, são então fornecidos a umsistema de controle da locomotiva 48, para que venha a se controlar como o trem iráagir, na medida em que ele faça a sua aproximação de certo percurso da via férrea. Pormeio da aproximação, o trem pode executar uma abordagem à alteração na condição dopercurso ferroviário, e encontrando as alterações nas condições do percurso e/ou asalterações as quais já foram encontradas nas condições do percurso. De uma formaainda mais especifica, os cálculos os quais vem a ser feitos são então comparadoscontra o desempenho para a missão a qual se encontra em curso naquele dadomomento. Tendo como base os cálculos e a localização do trem, ou o trem mantém asua velocidade constante, ou os freios irão ser aplicados para que se venha a reduzir avelocidade do trem, ou ainda então o trem vem a ser acelerado 50.Para que se possa, de maneira adicional, definir a taxa deaceleração ou a taxa de desaceleração a qual venha a ser a apropriada, um dispositivopara a coleta das condições meteorológicas 25 também irá se encontra a bordo do trem.
Este referido dispositivo irá incluir um aparelho para que se venha a determinar ascondições meteorológicas presentes para o dado momento no tempo, aquelas as quais otrem está passando por aquele determinado momento, e mesmo as condições nopercurso curto, o qual o trem se encontra naquele dado momento do tempo, emtravessia. Tais condições meteorológicas incluem, mas não se encontram somentelimitadas as condições do vento, a chuva e a neve.
Em mais uma outra das formas preferenciais de realização,as condições da meteorologia vem a ser enviadas para um despachante, em umalocalização a qual se encontra remota, tal como, mas não se encontrando somentelimitada a uma estação ferroviária. Em ainda uma outra das formas preferenciais derealização, as condições para a meteorologia vem a ser descarregadas (download), talcomo, por exemplo, por meio de conexão de comunicação sem fio à Internet. Em umaoutra das formas preferenciais de realização, uma câmera local a qual se encontracolocada sobre o trem, pode proporcionar imagens visuais das condições meteorológicasas quais se encontram em testemunho, em uma outra das formas preferenciais derealização, qualquer um dos número das abordagens de cima vem a ser utilizadas. Osdados com relação as condição da meteorologia são fornecidos ao processador no qualo algoritmo de alimentação para a frente irá usar estes dados para que possa agir, deuma forma que é mais precisa, calcular a taxa para a aceleração, ou então a taxa para adesaceleração para o conjunto de locomotivas motrizes.
A figura de número 4 apresenta um diagrama de fluxos oqual vem a ilustrar os passos que são exemplares, da presente invenção, para quevenha a se implementar a melhoria na eficiência para o consumo do combustível. Daforma como é ilustrada, um cálculo para a carga do trem deve vir a ser executado, aopasso 52. Isto pode vir a ser calculado tendo com base na medição do movimento dotrem, em resposta ao ajuste para a potência do conjunto de locomotivas motrizes. Umalocalização para o dado momento do trem deve vir a ser determinada, ao passo 54. Namedida em que o trem se movimenta, as mudanças nas condições do percurso devemvir a ser identificadas de forma anterior à chegada do trem destas localizações nopercurso do trem, ao passo 56. Da forma como vem a ser discutida acima, taisalterações nas condições do percurso irão incluir, mas não estarão somente limitadas asrampas de subida, as rampas de descida, as curvas e as localizações rurais as cidades eas residenciais. O ajuste para a potência do grupo de locomotivas motrizes é ajustadopara que se venha a otimizar o consumo de combustível, tendo como base a carga aqual foi calculada para o trem, na medida em que o trem venha a se aproximar dasmudanças nas condições do percurso, ao passo 58. Em uma das formas preferenciais derealização, todas estas funções descritas deverão vir a ser executadas a bordo do trem.
A figura de número 5 traz uma ilustração de elementos decódigo de software que são exemplares para a presente invenção, e para que se venha amelhorar a eficiência no consumo do combustível, de um trem ferroviário, no qual o tremtenha ao menos um computador em uma locomotiva, ou então em um conjunto delocomotivas motrizes. Assim sendo, para todos aqueles indivíduos os quais vem apossuir proficiência na arte, será facilmente perceptível que o código de software não iránecessitar de residir em um único computador, mas diferentes códigos podem vir a seruma parte de diversos computadores, os quais se encontram interconectados em rede,entre eles, de tal forma a poder oferecer o mesmo resultado que em um únicocomputador, o qual irá possuir todas as partes do código. Além do mais, para todosaqueles indivíduos os quais vem a possuir proficiência na arte, será facilmenteperceptível que apesar do fato de que apenas três módulos vêm a ser ilustrados, essesreferidos módulos podem vir a ser separados em mais módulos e/ou podem vir a sercombinados em uma quantidade menor de módulos.
Um módulo de software 60 é fornecido para que se venha acalcular a carga do trem, tendo como base a medição para a movimentação do trem,como sendo uma resposta ao ajuste para a potência do conjunto de locomotivasmotrizes. Um outro módulo de software 62 irá definir a condição que está por vir, para opercurso, em anterioridade à chegada do trem desta referida alteração para a condiçãodo percurso. Um terceiro módulo de software 64 irá determinar a taxa para a aceleração,ou então a taxa para a desaceleração para o trem, de tal forma a que venha se otimizar oconsumo para o combustível, tendo como base a carga a qual foi calculada, e aalteração nas condições por vir para o percurso.
Enquanto que a presente invenção tenha vindo a serdescrita no que atualmente vem a ser considerado como sendo uma forma preferencialde realização, diversas variações e modificações irão se tornar aparentes para todosaqueles indivíduos os quais vem a possuir proficiência na arte. Da mesma forma,pretende-se que a presente invenção não se encontre limitada às formas de realizaçãoas quais são apenas ilustrativas, mas que venha a ser interpretada dentro de todo o seuespírito e escopo, das reivindicações as quais se seguem.

Claims (39)

1. Método para o controle da operação de um tremferroviário, o qual possui um conjunto de locomotivas motrizes o qual é composto poruma ou mais locomotivas ferroviárias, para que se melhore a eficiência com relação aocombustível do conjunto de locomotivas motrizes, o referido método compreendendo:- efetuar-se o cálculo a bordo do conjunto de locomotivas motrizes, de uma carga para oreferido trem, o qual se move por meio do conjunto de locomotivas motrizes, tomandocomo base a medição do movimento do trem, sendo este uma resposta aos ajustes paraa potência do grupo de locomotivas motrizes;- determinar-se a bordo do conjunto de locomotivas motrizes a localização atual do trem;Identificar-se a bordo do conjunto de locomotivas motrizes, de uma alteração no referidopercurso, antes que o trem atinja a referida alteração na condição do percurso; e- efetuar-se a bordo do conjunto de locomotivas motrizes, o ajuste para a potência, paraque se otimize o consumo para o combustível do conjunto de locomotivas motrizes,tendo com base o referido cálculo para a carga do referido trem, na medida em que oreferido trem se aproxima da referida alteração na condição do percurso.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, no qual amedição do movimento do trem inclui a definição de ao menos um dos seguinteselementos: as alterações na localização, uma velocidade para o trem, e uma aceleraçãopara o trem.
3. Método, de acordo com a reivindicação 1, no qual areferida identificação da condição para o referido percurso inclui a identificação de aomenos um dos seguintes elementos: a inclinação para o percurso, a curvatura para opercurso, ou ainda as características para a fricção do trilho.
4. Método, de acordo com a reivindicação 1, no qual oreferido cálculo da carga do trem é adicionalmente baseado nas condições para opercurso pelo qual o trem se encontra viajando durante a determinação da carga.
5. Método, de acordo com a reivindicação 1, no qual oajuste para a potência da locomotiva é um ajuste para o motor.
6. Método, de acordo com a reivindicação 1, no qual alocomotiva compreenda ao menos um dentre os seguintes elementos: uma locomotiva adiesel, uma locomotiva elétrica, uma locomotiva diesel-elétrica, uma locomotivahidráulica, ou ainda uma locomotiva hidráulico-elétrica.
7. Método, de acordo com a reivindicação 5, no qual oajuste para a potência da locomotiva é estabelecido, tomando-se como base o tipo dedireção o qual é usado pela locomotiva.
8. Método, de acordo com a reivindicação 7, no qual o tipoda direção compreende ao menos uma entre a direção mecânica ou uma direçãohidráulica.
9. Método, de acordo com a reivindicação 1, no qual alocomotiva possui motores para a tração, para que dirijam as rodas da locomotiva, e oajuste para a potência da locomotiva é um ajuste elétrico para a potência, da potência aqual é transmitida para os motores de tração.
10. Método, de acordo com a reivindicação 1, no qual umacarga inicial para o trem é assumida para o trem, e a carga a qual foi calculada para otrem é usada para que se melhore a precisão da medição da carga do trem, a qual éusada para que se ajuste o ajuste para a potência do conjunto de locomotivas motrizes.
11. Método, de acordo com a reivindicação 1, no qual ocálculo de uma carga do referido trem compreende o uso de um dispositivo para oposicionamento global, para que se determine ao menos um elemento entre: a referidalocalização do trem, a velocidade do trem, e a aceleração do trem.
12. Método, de acordo com a reivindicação 1, aindacompreendendo a determinação da condição meteorológica, e o ajuste do ajuste para apotência do referido conjunto de locomotivas motrizes, para que se otimize o consumo docombustível, tendo com base a referida condição meteorológica.
13. Método, de acordo com a reivindicação 12, no qual areferida condição meteorológica compreende ao menos um dos seguintes elementos: ascondições meteorológicas ambientais, e o que é afetado sobre o percurso, das referidascondições meteorológicas ambientais.
14. Método, de acordo com a reivindicação 1, aindacompreendendo determinar a precisão da referida carga calculada, por meio de secalcular a carga do trem uma segunda vez, tendo como base a medição para omovimento do trem, como sendo uma resposta do ajuste para a potência do conjunto delocomotivas motrizes.
15. Método, de acordo com a reivindicação 14, no qualdeterminar da precisão da referida carga calculada adicionalmente compreenda o efetuarde um segundo cálculo de carga do referido trem, e comparar-se com o referido primeirocálculo de carga.
16. Método, de acordo com a reivindicação 15, no qual areferida carga calculada é ajustada com base na referida segunda carga.
17. Método, de acordo com a reivindicação 12, aindacompreendendo o uso de diversos dispositivos de posicionamento global, para que sedetermine um comprimento do referido trem, o qual é usado para que se calcule areferida carga do trem.
18. Método, de acordo com a reivindicação 1, aindacompreendendo a coleta de dados sobre a operação do trem, para o uso com o ajuste davelocidade do referido trem.
19. Sistema para que se melhore a eficiência no consumodo combustível de um trem ferroviário, o qual se encontra em uma linha ferroviária, otrem tendo um conjunto de locomotivas motrizes o qual é composto por uma ou maislocomotivas ferroviárias, o referido sistema compreendendo:um dispositivo de posicionamento global;um banco de dados de perfil de percurso, o qual compreende dados sobre o terrenoe o contorno de um percurso ferroviário;um processador o qual compreende um algoritmo para que se calcule a carga doreferido trem, e um algoritmo de alimentação para a frente, para que se determine aomenos um elemento entre: a taxa de aceleração ou a taxa de desaceleração doreferido trem, tendo como base no referido cálculo para a carga, e do terreno queestá por vir, e o contorno do percurso ferroviário; esendo que a referida alteração na condição do percurso é determinada a bordo doconjunto de locomotivas motrizes, e o ajuste para a potência do conjunto de locomotivasmotrizes é ajustado para que se otimize o consumo para o combustível do conjunto delocomotivas motrizes, tendo-se como base a carga que foi calculada para o trem, namedida em que o trem se aproxima da alteração na condição do percurso.
20. Sistema, de acordo com a reivindicação 19, no qual oreferido algoritmo para o cálculo da carga do referido trem compreende ao menos autilização de uma combinação dentre as seguintes: um tempo de início e uma localizaçãode início do referido trem, uma localização para o dado momento do referido trem, e umacondição do referido percurso ou uma combinação da velocidade do trem a qual oreferido trem se encontra em movimento quando de um ajuste em especifico para apotência.
21. Sistema, de acordo com a reivindicação 19, aindacompreendendo um dispositivo para a coleta das condições meteorológicas, para que sedeterminem as condições meteorológicas.
22. Sistema, de acordo com a reivindicação 21, no qual oreferido algoritmo de encaminhamento para a frente adicionalmente compreende afatoração das condições meteorológicas para que se determine ao menos um elementoentre: uma taxa para a aceleração, ou uma taxa para a desaceleração.
23. Sistema, de acordo com a reivindicação 19, aindacompreendendo um dispositivo de memória o qual se encontra conectado aoprocessador.
24. Sistema, de acordo com a reivindicação 22, aindacompreendendo um terceiro algoritmo para que se determine uma precisão para o valorde uma carga que foi calculada, por meio do cálculo de uma segunda carga do referidotrem, tendo como base os dados anteriormente armazenados no referido dispositivo dememória, o que inclui um tempo e uma localização nos quais o referido trem efetuou atravessia, por sobre um trecho de um percurso viajado anteriormente.
25. Sistema, de acordo com a reivindicação 24, no qual oreferido terceiro algoritmo adicionalmente compreende a definição de uma precisão deum valor para a carga calculado, por meio do cálculo de uma segunda carga para oreferido trem, e por comparar com a primeira carga calculada.
26. Sistema, de acordo com a reivindicação 19, aindacompreendendo dispositivos para a coleta da operação do trem, o qual se encontraconectado de forma operacional ao processador.
27. Sistema, de acordo com a reivindicação 26, no qual osreferidos dispositivos para a coleta são usados para que se determine ao menos umelemento entre: uma taxa de aceleração ou uma taxa de desaceleração do referido trem,tendo como base a referida carga calculada e o terreno por advir e o contorno para umpercurso ferroviário.
28. Sistema, de acordo com a reivindicação 19, no qual oreferido dispositivo para a determinação da posição determina ao menos um elementoentre: a mudança na localização do trem, uma velocidade para o trem, e uma aceleraçãopara o trem.
29. Sistema, de acordo com a reivindicação 19, no qual oreferido dispositivo para a determinação da posição utiliza um dispositivo deposicionamento global.
30. Sistema, de acordo com a reivindicação 19, no qual oterreno e os dados sobre o contorno de um percurso ferroviário adicionalmentecompreendem ao menos um elemento entre: a inclinação do percurso, a curvatura dopercurso e as características de fricção dos trilhos.
31. Sistema, de acordo com a reivindicação 19, no qual umacarga inicial para o trem é assumida para o trem, e uma carga calculada para o trem éusada para que se melhore a precisão da medição da carga do trem, a qual é usada paraque se efetue o ajuste para o ajuste para a potência do conjunto de locomotivasmotrizes.
32. Sistema, de acordo com a reivindicação 19, no qual aomenos um dos seguintes: o algoritmo ou o álgebra de encaminhamento para a frentecompreende ao menos elemento entre: o cálculo de expansão em uma série de Taylorde dependência no tempo e de variação de tempo, ou então um filtro Kalman.
33. Software para computador para a melhoria na eficiênciado consumo de combustível de um trem ferroviário, o qual possui um conjunto delocomotivas motrizes o qual é composto por uma ou mais locomotivas ferroviárias, paraque se melhore a eficiência com relação ao combustível do conjunto de locomotivasmotrizes, e ao menos um computador localizado no conjunto de locomotivas motrizes, oreferido software compreendendo:um módulo de software para um computador para que se calcule uma carga para otrem que se encontra em movimento, tracionado pelo conjunto de locomotivasmotrizes, tendo como base a medição do movimento do trem como sendo umaresposta aos ajustes para a potência do conjunto de locomotivas motrizes;um módulo de software para um computador para que se determine uma condiçãopor vir de um percurso, com anterioridade ao trem atingir a esta alteração nacondição do percurso; eum módulo de software para um computador para que se calcule ao menos umelemento entre: uma taxa para a aceleração, ou uma taxa para a desaceleração parao referido trem, para que se otimize o consumo de combustível tendo como base acarga que foi calculada e a alteração nas condições do percurso por vir.
34. Software de computador, de acordo com a reivindicação-33, no qual ao menos um elemento entre: o módulo de software para um computadorpara o cálculo de uma carga, ou o módulo de software para que se determine umacondição por vir de um percurso, o qual adicionalmente compreenda código para que sefatore as condições meteorológicas, quando da execução do respectivo cálculo.
35. Software de computador, de acordo com a reivindicação-33, ainda compreendendo um módulo de software para um computador, para ao menosum elemento entre: a aceleração do referido trem tendo como base uma taxa deaceleração calculada para o referido trem, para que se otimize o consumo decombustível, na medida em que o referido trem alcança a referida alteração na condiçãodo percurso, ou a desaceleração do referido trem tendo como base uma taxa dedesaceleração calculada para o referido trem, para que se otimize o consumo decombustível, na medida em que o referido trem alcança a referida a referida alteração dopercurso.
36. Software de computador, de acordo com a reivindicação-33, ainda compreendendo um módulo de software para um computador para que sedetermine a precisão do referido cálculo da carga, por se ter um código para que secalcule uma segunda carga para o referido trem, que se faça a comparação da referidasegunda carga com a referida primeira carga, e se faça o ajuste da referida primeiracarga tendo como base a segunda carga.
37. Software de computador, de acordo com a reivindicação-33, no qual o referido módulo de software para um computador para que se calcule aomenos um elemento entre: uma taxa para a aceleração ou uma taxa para adesaceleração, adicionalmente compreenda código para que se utilizem as condiçõesoperacionais do referido trem, para que se determine ao menos um elemento entre: umataxa para a aceleração ou uma taxa para a desaceleração.
38. Software de computador, de acordo com a reivindicação-33, ainda compreendendo um módulo de software para um computador para que sepresuma uma carga inicial para o trem, e que se melhore a precisão da medição dacarga do trem, por meio do uso da carga calculada para o trem no ajuste para o ajustepara a potência do conjunto de locomotivas motrizes.
39. Software de computador, de acordo com a reivindicação-33, ainda compreendendo ao menos um elemento entre: o cálculo de expansão em umasérie de Taylor de dependência no tempo e de variação de tempo, ou então um filtroKalman.
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