CN102348572A - 铁路列车中单独分布式动力机车的油门和制动动作的控制 - Google Patents

Abstract

一种用于控制铁路列车(8)的第一机车(14/12A)和第二机车(12B)的方法，第一机车(14/12A)和第二机车(12B)由至少一台动车(20)分离。该方法包括确定第一机车(14/12A)的位置和第二机车(12B)的位置、确定第一机车(14/12A)的运行状况和第二机车(12B)的运行状况、响应于第一机车(14/12A)的运行状况和位置确定第一机车(14/12A)的第一控制方面、响应于第二机车(12B)的运行状况和位置确定第二机车(12B)的第二控制方面、以及分别根据第一控制方面和第二控制方面控制第一机车(14/12A)和第二机车(12B)。

Description

铁路列车中单独分布式动力机车的油门和制动动作的控制

技术领域

本文公开的主题涉及一种用于与包括引导机车和一台或更多台远程机车的分布式动力列车一起使用的铁路列车控制系统。

背景技术

在操作员控制下，铁路机车供给原动力(牵引力)以使列车移动以及对机车和/或列车动车施加制动以使列车减速或停车。原动力由电力牵引马达响应于由机车发动机生成的AC或DC电压供给。

铁路列车包括三个单独的制动系统。空气制动系统包括沿列车长度延伸并连接到每台动车上的流体运送制动管。引导机车中的操作员控制制动管中的流体压力并且每一台动车响应感测到的压力。在每台动车处，车厢制动响应于感测到的流体压力的降低而施加且响应于压力升高而释放。每台机车还包括联接到空气制动系统上的独立气动制动系统，其由操作员控制以施加或释放机车制动。

每台机车还配有动态制动系统。动态制动的启动重新配置机车的牵引马达以作为发电机运行，且机车车轮供给旋转能以转动发电机转子绕组。牵引马达内由发电机动作所形成的磁力阻止车轮旋转并因而形成车轮制动力。发电机动作所产生的能量在机车中的电阻栅片(resistor grid)中作为热量消散并通过冷却鼓风机从栅片去除。动态制动的使用显示当施加机车独立制动和/或动车空气制动可能导致机车或动车车轮过热时或当它们的长期使用可能导致过度的车轮磨损时使列车减速。例如当列车穿越较长的下坡时可施加动态制动。最近，联邦铁路局强制规定了动态制动监视，该监视向分布式动力列车(下述)的引导机车中的操作员提供每一台远程机车处的动态制动状态。

分布式动力铁路列车包括在列车的前端处的引导机车和列车编组中的一台或多台远程机车。远程机车响应于引导机车操作员经分布式动力控制和通信系统发出的命令施加驱动或制动动作(称之为分布式驱动/制动)。分布式动力(DP)通信系统还包括链接引导机车和远程机车的通信信道(例如，射频(RF)通信信道或有线通信通道)。

DP控制器响应于操作员启动(此处操作员位于引导机车中)的对引导机车牵引控制器(或油门手柄)或引导机车制动控制器的控制生成牵引命令和制动命令。牵引命令或制动命令经通信信道传输到远程机车。接收的远程机车响应于牵引命令或制动命令而施加牵引力或施加或释放制动。接收的远程机车通知引导机车命令被接收并执行。例如，当引导机车操作员操作引导机车油门控制器以在引导机车处施加牵引力(基于选定的油门槽口数的牵引力)时，DP系统命令每台远程机车施加相同的牵引力(相同的槽口数量)并且每台远程机车对确认该命令的执行做出应答。引导机车还通过远程发出的状态消息监视远程机车。引导机车和远程机车还能够发出警报消息。

一般而言，经分布式动力通信系统发送的牵引消息和制动消息引起向动车施加更均匀的牵引力和制动力，因为每台机车都能以通信信道的速度实现制动应用或制动释放。分布式动力列车运行因此可优选用于长列车编组以改善列车操控(尤其是油门和动态制动施加)以及性能。列车在山地行驶能够实现受益于DP运行。

DP控制和通信系统可以以各种运行模式配置，这些运行模式控制引导机车与远程机车之间的交互和在远程机车处执行引导机车命令。两种此类模式称为同步控制模式和独立(例如，前机车组/后机车组)控制模式。在同步控制中，所有远程机车遵循引导机车的油门和动态制动设定。例如，如果引导机车操作员将引导机车油门手柄从槽口5位置移动到槽口7位置，则DP系统命令每台远程机车变成槽口7油门位置。如果操作员将油门手柄移动到动态制动位置，则DP通信系统命令每台远程机车相同的动态制动施加。

典型地，当遇到明显的地形梯度时操作员将机车配置成前组/后组运行以提供更好的列车控制。根据该运行模式，像控制引导机车那样控制分配给前组的所有机车。后机车组也根据引导机车操作员输入并传输到每台后组机车的后组命令全部一样地进行控制，该命令可能不同于前组命令。

在前组/后组或独立控制模式中，引导机车操作员将每台远程机车分配给通过“篱笆(fence)”分隔的前机车组或后机车组。分配可在列车运行的同时由操作员动态控制使得机车能够从前组被重新分配给后组，或反之亦然。此类重新分配能够优化列车控制。引导机车操作员通过经DP通信系统或经互相连接的导体发出命令而命令每台机车进行前组运行或后组运行。

分配给前组的远程机车根据经DP通信系统发送的消息遵循引导机车的油门和动态制动手柄位置。后组远程机车独立于前组进行控制，但所有后组机车是一样控制。操作员操作引导机车中的DP控制器以形成控制信号并将其传输到后组机车。控制信号将各后组机车置于牵引运行或制动运行并进一步指定要施加的牵引或制动的大小(magnitude)(或百分比)。

长分布式动力列车当登上山顶(从陡峭的上坡坡道过渡到陡峭的下坡坡道)时常难以控制。随着引导机车登上山顶，列车趋于随着下坡坡道上的车厢数量相对于上坡坡道增加而加速。如果列车在越过山顶伸展时明显加速，则操作员会失去对列车的控制，从而形成毁灭性的危险情形。

当列车处于同步模式时，如果操作员在一台或更多远程机车和大量的动车处于山顶的上坡侧时施加动车和/或独立机车制动，则这些机车和动车可能对更朝列车后方的机车和动车形成过大的制动力。同样，下坡坡道上的机车和车厢继续提供大的拉力，因为所施加的制动力对下坡坡道具有小得多的效果。该情形会导致列车解体，这是一种明显和毁灭性性的危险。

为了避免这些潜在的危险情形，例如当列车穿越山峰时能够使用前组/后组独立运行模式。当列车爬山时，引导机车和所有远程机车提供最大原动力。当引导机车登上顶峰时其单独被分配给前组；其余机车被分配给后组。操作员控制前组引导机车施加动态制动或降低油门(throttle down)，而后组机车继续施加牵引力以将列车拉上山峰。当第一远程机车登上顶峰时，其从后组被重新分配给前组。第一远程机车自动遵循动态制动施加或油门降低以匹配引导机车的运行。其余远程机车(例如，后组中)根据后组的油门设定继续施加牵引力。操作员将远程机车从后组重新分配给前组的过程持续到最后一台远程机车登上顶峰并被重新分配给前组以便作用其动态制动为止。

尽管DP系统包括互锁装置以防止施加可能在机车从后组被重新分配给前组时将列车拉开的力，但该情形下的有效操作员控制会是困难的。有效操作员控制取决于操作员的技能水平并且许多列车由于不合适的操作员控制而解体。不熟悉列车构造、在不明地形上等行驶可能使操作员控制更加复杂。

发明内容

本发明的一个实施例包括一种用于控制铁路列车的第一机车和第二机车的方法，第一机车和第二机车通过至少一台动车分离。该方法包括确定第一机车的位置和第二机车的位置、确定第一机车的运行状况和第二机车的运行状况、响应于第一机车的运行状况和位置确定第一机车的第一控制方面、响应于第二机车的运行状况和位置确定第二机车的第二控制方面、以及分别根据第一控制方面和第二控制方面控制第一机车和第二机车。

第一机车和第二机车的运行状况包括例如列车在其上行驶的轨道的坡度、轨道的状况、地形、当日时间、速度约束(如对特定轨道区间规定的或根据列车机车的状况)、排放、燃料消耗、天气状况、车轴负荷、DP系统的状况和机车或动车状况。第一机车和第二机车的控制方面包括特定牵引、动态制动或空气制动动作或操作。

有利地，本发明的该实施例通过根据列车的位置和一个或更多运行状况自动确定列车的控制方面而解决了与铁路列车控制相关的问题。

附图说明

当结合附图考虑以下详细描述时，能够更容易地理解本发明的实施例，且其其它优点和应用更加明显，在附图中：

图1是本发明的实施例的教导能够应用于其上的分布式动力列车的示意图。

图2是示出了本发明的一个实施例的前组/后组控制模式的运行的流程图。

图3示出了用于与本发明的实施例一起使用的路旁位置确定装置。

图4是用于与本发明的一个实施例的自动独立运行模式一起使用的表格。

图5是示出了自动独立模式下的运行的流程图。

图6是示出了本发明的一个实施例的自动登顶控制特征的运行的流程图。

图7是示出了牵引挂钩力测量元件的列车节段的示意性图示。

图8是图7的联接区域的详图。

根据一般实践，所描述的各种特征没有按比例描绘，而是描绘成强调与本发明的实施例有关的特定特征。在所有附图和文本中，参考符号代表同样的元件。

具体实施方式

在详细描述根据本发明的实施例的方法和装置之前，应当注意到，各种实施例的发明点主要在于与该方法和装置有关的硬件和软件元件的新颖组合。因此，为了不使对受益于本文的描述的本领域技术人员来说将显而易见的具有结构细节的公开内容不清楚，在附图中已通过常规元件表示硬件和软件要素，附图仅示出了与本发明的实施例相关的那些特定细节。所有单数名词旨在包括该名词的复数形式且反之亦然。

下述实施例并非试图定义对本发明的结构或方法的限制，而是仅提供示例性的结构。这些实施例是宽容的而非强制性的，并且是示例性的而非穷尽的。

基于无线电的列车控制和通信系统(DP系统)的一个实例为可从康涅狄格州Fairfield市通用电气公司购得的LOCOTROL

分布式动力通信系统。LOCOTROL

系统包括射频链路(信道)和在引导机车及远程机车处的接收和传输设备。

图1示意性地示出沿通过箭头11所示的方向行驶的示例性的基于无线电的分布式动力铁路列车8。从引导机车14或从控制塔16控制一台或更多远程机车12A和12B(也称之为远程单元)。调度员生成的命令从控制塔16直接发布到远程机车12A和12B。操作员生成的命令从引导机车14发布到远程机车12A和12B。机械联接到引导机车14上的拖挂机车15由引导机车14经由在连接两台机车的MU线17(互相连接的多条线)上传送的控制信号控制。

各机车14、12A和12B以及控制塔16配备收发器28和天线29，用于经DP通信信道10接收和传输分布式动力(DP)通信信号(例如，命令、应答、状态消息和紧急消息)。DP消息典型地响应于操作员对引导机车14中的原动力控制和制动控制的控制在引导机车控制器30中生成。(引导机车中的)收发器28传输DP消息以控制远程机车12A和12B并接收来自远程机车12A和12B的进入信号。

各远程机车12A和12B均包括对来自引导机车14的DP消息做出响应的控制器32。控制器32执行DP消息或对DP消息做出应答并且还开始将消息传输到引导机车14以通知状态和警报状况。

分布式动力列车8还包括如图1中所示介于机车之间的多台动车20。动车20设置有用于响应于制动管22中的压降施加动车空气制动并用于在制动管22中的压力上升以后释放空气制动的空气制动系统。制动管22沿列车的长度延伸以便传送由机车14、12A和12B中的个体空气制动控制器24所启动的空气压力变化。例如，如果引导机车14发出DP消息以产生运行制动应用，则各机车12A和12B接收DP消息并且各相关的空气制动控制器24排空制动管22以根据运行制动应用来应用制动。

为了进一步提高系统可靠性，分布式动力列车通信系统的一个实施例包括非车载转发器(off-board repeater)26，用于接收从引导机车14发送的消息并转发(重新传输)这些消息以便由远程机车12A和12B接收。该实施例例如可沿穿过隧道的轨道长度实施。在此类实施例中，非车载转发器26包括天线35(例如，安装在隧道内部的泄漏同轴电缆)和远程站37，用于接收并重新传输引导机车消息和远程机车消息。

根据一个实施例，本发明提供基于地形、车轴负荷或其它运行参数或运行状况的自动前组和后组控制，从而提供更安全和更有效的列车运行。因此，根据第一实施例(称之为前组/后组自动控制)，本发明包括自动确定前组和后组牵引和动态制动动作的分布式动力控制和通信系统。前组的所有机车被自动控制至特定的牵引或动态制动动作或操作(统称为机车前组的控制方面)并且后组的所有机车被自动控制至特定的牵引或动态制动动作或操作(统称为机车后组的控制方面，其可能不同于前组的控制方面)。因此，列车中的每台机车都是根据它是分配给前组还是后组来控制的。

根据查找表格、算法和/或方程式而不是当前的方法确定控制方面的作用(包括牵引或动态制动的作用或释放)，当前方法中操作员基于他的经验和知识人工指挥牵引槽口或动态制动槽口。例如，查找表格、算法和/或方程式可基于轨道坡度(例如，上坡或下坡)或基于前组和后组承受的不同车轴负荷来指定牵引或动态制动。表格、方程式和/或算法也可根据牵引槽口数或可获得的牵引力的百分比来指定要施加的牵引力的量，或根据动态制动槽口数或可获得的动态制动作用力的百分比来指定要施加的动态制动作用力的量。

例如，在一个可能的查找表格中，表格列列出不同的车轴负荷值且表格行列出不同的轨道坡度值；在适用的车轴负荷列和坡度行的交叉处的值列出期望的牵引或动态制动的量。因而，各机车组根据对有关机车组特定的用作表格中的索引或用作方程式/算法中的参数的一个或更多运行参数(例如，车轴负荷和轨道坡度)施加牵引或动态制动。也能使用其它运行参数，包括机车的当前地理位置(能够从该地理位置确定当前轨道坡度)，来确定要作用的牵引力或动态制动的量。

图2示出了流程图98，该流程图描绘了根据本发明的一个实施例的自动前组和后组控制。在步骤100，引导机车操作员通过经DP通信信道10将来自引导机车14的适当信号传输到各远程机车12A和12B而选择将DP系统配置成独立模式。假设远程机车12A被分配给前组(带引导机车14)且远程机车12B被分配给后组。

不论何时列车(或DP系统)配置成用于独立控制运行，引导机车中的操作员都能够进一步命令或实现自动油门/制动控制。参看步骤102。在该运行模式中，根据地形、车轴负荷或其它运行参数或运行状况将机车的前组和后组自动控制为确定的牵引或制动运行(例如，控制方面)。如果操作员在步骤102未激发自动油门/制动控制，则系统在独立控制模式下运行，其中操作员通过输入用于每组的牵引或制动命令而手动控制前组和后组。

在步骤104，沿行驶路线确定前组的位置和后组的位置。可将前组(和后组)的具体位置限定为前组的第一机车的位置(和后组的第一机车的位置)、前组的最后一台机车的位置(和后组的最后一台机车的位置)或用于前组和后组各者的两个确定的位置的结合(例如，平均值)。

可通过了解起点、对当前位置的列车速度(例如，平均速度)和从起点开始至到达当前位置经过的时间确定该位置。将平均速度和经过的时间相乘(换句话说，确定平均速度和经过的时间的乘积)得出与起点相距的距离并从而得出当前轨道位置。

在另一实施例中，每台机车上的位置确定装置114(参看图1)与轨道旁通信单元119(参看图3)例如将边界或位置识别信号传输到在轨道120上运行的机车的路旁发射器或收发器通信。机车上的位置确定装置114接收传输的信号，从该信号可确定机车的位置，例如，绝对位置或相对于运行区域的边界的位置。单元119可包括条形码阅读器或无线通信装置，例如AEI(自动设备识别)RF标记阅读器，其中的任一者都能提供位置信息。

在再其它实施例中，位置确定步骤可由能确定列车机车的位置的任何装置执行。机车的位置可为特定位置如经度和纬度，或可为相对于边界的位置或方位或轨道区间上的位置。在一个实施例中，可使用全球定位系统(GPS)接收器和相关设备。

一旦确定前组位置和后组位置，就在步骤108咨询轨道地形数据库(车载或可从机车访问)，以确定在前组的当前位置和后组的当前位置处的相应轨道地形(例如，轨道坡度)。可将轨道坡度值表达为代表下坡坡度的负值和代表上坡坡度的正值。

也可在步骤112确定前组和后组所产生的车轴负荷。该负荷可基于机车的重量加(加载的或卸载的)动车的重量在初始列车设置期间确定。如下所述，也能在列车运行期间测量车轴负荷。

在步骤116使用确定的轨道坡度和车轴负荷的值咨询二维查找表格。该表格指示各行中的各种车轴负荷值和各列中的各种坡度值(负和正两种坡度)。车轴负荷值典型地为所讨论的轨道系统中预期的车轴负荷的范围。坡度值典型地为沿所讨论的一组轨道或总体在轨道系统中的坡度值的范围。在一行和一列的交叉处的表格项列出了期望的机车控制参数或控制方面。表格参数包括作为槽口数或作为百分比的要施加的牵引或动态制动作用力的量。本领域的技术人员能根据机车的运行参数针对不同的机车信号构建此类表格。可使用一个或更多方程式或算法代替该表格以确定机车控制参数或控制方面。当由控制器/处理器执行时，此类方程式或算法采用轨道坡度(或用于确定轨道坡度的位置)和车轴负荷作为输入，并输出牵引力或动态制动作用力。因而，每个方程式/算法使作为输入的多个轨道坡度、车轴负荷和/或其它运行状况或运行参数与作为输出的多个相应控制方面(牵引力或制动作用力)相关联：

控制方面_i＝f(运行状况_i)

其中“i”代表特定机车且函数“f”代表方程式或算法。

图4示出列出成行的示例性的车轴负荷值(以美吨(T)为单位)和成列的正、负轨道坡度值(表达为轨道标高关于轨道水平长度的增加/降低的百分比)。在任何行和列的交叉处的值，例如通过参考标记124识别的值，表示应当对承受+0.1轨道坡度和4000美吨(3629公吨)车轴负荷的机车施加槽口3油门设定。通过参考标记128表示的表格值表示当机车以6000美吨(5443公吨)的车轴负荷在-0.2％的下坡上行驶时应当采用5(DB5)的动态制动设定。更高维表格或方程式或算法可考虑其它轨道和列车运行状况，比方说例如轨道曲率、前组和后组中不同的机车类型、允许的机车排放和机车燃料消耗，以确定要施加的牵引力或动态制动作用力的量。表格、算法和/或方程式也可结合列车操控规则，例如但不限于最大牵引力爬坡率(ramp rate)和最大动态制动爬坡率。

返回图2的流程图，在步骤140，将相应消息/信号传输到各前组机车和后组机车(或任何机车编组中的引导编组机车)以根据确定的油门/动态制动槽口或值控制列车机车。

在上述前组/后组控制模式的一个替换方案中，将后组机车进一步细分为后子组。对于包括单台机车的子组，单独控制该机车。对于包括多台机车的子组，一样地控制所有机车。前组和各后子组的控制可由引导机车中的操作员手动启动或基于例如如上所述的轨道坡度和车轴负荷自动启动。

上述实施例不允许每台列车机车的独立控制，因为所有机车都被分配给两个组(例如，前组和后组)的其中任一个或前组及后子组的其中一个。在任何情况下，每个组/子组中的所有机车都是一样地控制的。然而，本发明的另一实施例避免了要求对所有前组机车施加相同的牵引力或动态制动作用力并对所有后组机车(或每个后子组的所有机车)施加相同的牵引力或动态制动作用力。该实施例为列车操作员提供了对列车机车的更粒度(granular)的控制，从而减轻了操作员的操作负担，根据机车和/或列车所经历的运行状况或参数自动控制每台机车。不要求所有远程机车都在自动控制模式下运行。相反，引导机车中的操作员可对任何远程机车保持控制并对这些机车发出运行命令。另外，前组中的所有机车都由操作员直接控制，尽管前组可仅包括列车的引导机车。

根据该实施例(称之为自动独立控制运行模式)，分布式动力控制和通信系统允许对列车中的一台或更多机车进行独立的牵引和动态制动动作控制(因而称之为“独立”控制)。该特征通过引导机车操作员发出的命令实现并经DP通信系统或互相连接的导体传送。如果不是每台远程机车中都有操作员以在该机车指挥油门和动态制动动作或在不断变化的地形上运行，则该模式可能是有用的。在后一种情形中，列车可能在起伏的地形上伸展，且每台机车经历不同的上坡或下坡坡度。当分布式动力列车穿越此类变化的地形时该实施例的特征可能尤其有价值。

在不是每台远程机车中都有操作员的情况下，每台机车的手动和独立控制(通过引导机车中的操作员)显著加重了操作员的操作负担。对于列车中的每台机车，操作员必须确定何时启动牵引/制动动作、何时结束牵引/制动动作和牵引或制动动作的程度。这些动作的其中每一个都要求对每台机车沿轨道系统的位置有一定了解。否则操作员不得不猜测每台机车相对于轨道坡度、曲线、交叉口等的位置。在要考虑许多变量和不能确定的参数的情况下，操作员可能无法适当和安全地控制单独的机车以及因此列车，尤其是对于带有若干台远程机车的长列车。因而，该实施例可包括每台机车的自动控制并因此称为自动独立控制运行模式。显然，每台远程机车的引导机车操作员控制比其中列车构造成前组机车和后组机车的上述实施例更困难。每台机车的独立控制以操作复杂性为代价改善了列车性能和操控。因此，可能希望每台远程机车的自动独立控制。

此外，每台机车的自动独立控制(例如，根据穿越的地形和/或其它外部条件的控制)提供了成本节约并消除了对操作员控制DP列车的技能的依赖性。虽然对于操作员来说可能通过在同一轨道区间上频繁操作同一列车构造而发展该必备技能，但该经验并不容易转移到不同地形上不同构造的远程机车和动车。本实施例消除了对操作员技能水平的依赖，为操作员减轻了一些操作负担，并提供了安全和有效的列车运行。

可响应于运行状况对每台机车独立控制牵引动作和动态制动动作的定时(例如，启动和去除)，运行状况例如为列车在其上行驶的轨道的轨道坡度、轨道的状况、地形、当日时间、速度约束(如对特定轨道区间规定的或根据列车机车的状况)、排放、燃料消耗、天气状况、车轴负荷或影响铁路列车的运行的任何其它参数。牵引或动态制动动作的大小(例如，牵引或动态制动的百分比或牵引或动态制动槽口数)也可针对每台列车机车独立控制(或根据另一实施例针对每个机车子组、包括至少一台机车的每个子组)。

当列车位于水平地形上并且希望根据常规DP同步控制模式一样地控制所有机车时可禁用自动独立控制运行模式。自动独立控制运行模式例如可以以后在列车接近向上或向下的轨道坡度时启动。可通过操作员从引导机车到每台远程机车发出命令(经DP通信系统或经互相连接的线传送)而启用或禁用该系统。当禁用自动独立控制模式时，DP列车中的每台机车根据常规DP运行例如同步运行或基于操作员启动的命令的后组/前组运行恢复引导机车操作员启动的命令。当进行前组/后组运行时，操作员可基于他的操作经验(常规DP控制系统)针对前组和后组发出单独的控制命令，或者根据上述实施例自动控制前组和后组。

图5示出流程图198，该流程图描绘了用于铁路列车的自动独立控制运行模式。在步骤200，引导机车操作员通过将合适的信号经DP通信信道10从引导机车14(参看图1)传输到一台或更多远程机车12A和12B而将DP系统配置成自动独立控制模式。对于机车编组(例如，与通过经MU线传送的信号控制拖挂编组机车的引导编组机车联接在一起的至少两台机车)，可能需要仅对每个机车编组中的引导编组机车应用该实施例的概念，因为拖挂编组机车由引导编组机车控制。

在步骤204，列车的每台机车确定其沿行驶路线的当前位置。这可根据任何一种上述技术、例如GPS接收器来完成。对列车中的每台机车(和/或在通过MU线结合的两台或更多机车的情况下对用作机车编组引导车的每台机车)执行位置判断，尤其是因为当今的列车典型地较长并且每台机车的位置可能相对于轨道地形、曲率等明显不同。

一旦确定了每台机车的位置，就在步骤208咨询轨道地形数据库(车载或可从机车访问)以确定在每台机车的当前位置处的轨道地形(例如，轨道坡度)。可将轨道坡度值表达为代表下坡坡度的负值和代表上坡坡度的正值，或通过对上坡坡度的牵引应用和对下坡坡度的动态制动应用来表达。在示例性的说明中，每台机车所产生的车轴负荷也是在步骤212确定的。使用确定的轨道坡度和车轴负荷的值，在步骤216咨询图4的表格122(或算法或方程式)。表格参数(或算法或方程式结果)包括要由讨论的机车施加的牵引力或动态制动作用力的量。可使用列车的其它运行状况代替轨道坡度和车轴负荷。

列车可包括若干不同的机车类型，各机车类型具有不同的运行特点和局限性。因而，可能需要对每个不同的机车类型创建不同的查找表格(或方程式或算法)以反映这些不同的运行参数。查找表格也可为列车编组和构造的函数。

返回图5的流程图198，在步骤240，控制信号在自动独立控制模式下传输(在一个实施例中经DP通信系统)到每台机车，以根据确定的油门/动态制动值自动控制机车。因而，根据本发明的该实施例，DP列车中在此模式下运行的每台机车都将通过确定其沿轨道的位置(从该位置确定在该位置处的地形)、确定其车轴负荷并咨询查找表格(和/或方程式或算法)而自行控制。机车控制系统然后施加确定的动态制动或牵引的量。可使用其它机车特点以及列车和地形或轨道运行参数来确定机车控制操作，例如牵引或动态制动应用和此类应用的大小。

尽管每台机车的独立控制可能看上去避免了对全功能DP通信和控制系统(除了首先将远程机车配置成自动独立控制运行)的需求，但事实上可能需要此类系统以允许引导机车中的操作员监视远程机车的状态。此外，常规的同步和常规前组/后组模式中的操作需要全功能DP系统。而且，对于某些普通泛列车(train-wide)的命令(例如，对所有列车机车发出的)，例如方向控制、手动释放砂石以增加轨道牵引等，要求DP通信系统。

在又一实施例中，本发明在分布式动力列车穿越山顶时对其实施自动控制(例如，自动登顶控制)。此类系统增加了列车安全性，降低了列车断裂的可能性，提供更好和更安全的列车操控，并且降低了列车在登上山顶时失去控制的风险。

在该实施例中，根据在每个远程机车编组的前、后测出的挂钩力、该机车编组的加速度(或减速度)和速度进行控制。应该认识到，没有前挂钩力施加在引导机车上且没有后挂钩力施加在位于列车尾部位置的机车(有时称之为推进机车)上。根据该实施例的控制逻辑因此主要基于施加在既承受前挂钩力又承受后挂钩力的远程机车(或远程机车编组)上的前、后挂钩力。如本领域技术人员已知的，远程机车编组可包括一台或更多机车并且铁路列车可包括超过一个的远程机车编组。一般而言，控制机车包括独立的机车或控制同一机车编组中的其它机车的机车。

图6是动车20和远程机车12A(在该构造中远程机车12A为控制机车)的示意性图示。动车20和远程机车12A各具有前联接器148和后联接器149，用于接合设置在相邻的动车或机车上的相应后联接器149和前联接器148。挂钩是机车与其拖挂的负载(例如，动车)之间的实心联接件。日期为1989年6月13日的美国专利No.4,838,173中显示了示例性的机车挂钩和用于测量机车挂钩上的线性力的示例性的测量装置，其通过引用而整体结合在本文中。可以使用其它测量装置。

测量装置150测量施加在机车12A的前挂钩154上的线性力(挂钩力)。类似地，测量装置152测量施加在机车12A的后挂钩156上的线性力。挂钩力测量结果被传送到下述的自动控制系统。

该实施例的自动登顶控制特征可结合到如文中所述的DP列车的自动控制功能(例如，前组机车和后组机车(或后子组机车)的自动控制或列车的每台机车的自动独立控制)中。该实施例还可用作用于不带DP通信信道的DP列车的控制机构。

随着DP列车接近或到达山顶，根据该实施例的教导，操作员选择“自动登顶控制”(或用于启动自动登顶控制特征的操作的类似名称)并选择最大期望下坡速度。典型地将列车速度定义为引导机车的速度，但也可定义为列车的任何机车的速度、能对其确定速度的任何动车的速度或它们的任何结合。当列车在自动登顶控制模式下运行时，任何操作员手动控制动作(例如，油门命令或制动命令的手动作用)均越控自动控制系统。

现在描述自动登顶控制特征的一个实例。假设带引导机车和列车中部远程机车的长列车穿越大山的上坡。随着列车中部远程机车上坡行驶，该机车推动前方动车(例如，在列车中部机车前方并紧邻该机车的动车)，从而使这些动车受压或挤拢。超过列车中部机车的近侧区域的前方动车的状况趋于由引导机车执行的控制决定；一般这些动车在列车上坡行驶时伸展。列车中部机车拉动并使后方动车伸展(例如，从列车中部机车到列车尾部的动车)。

列车中部机车的前挂钩上的合力在朝列车中部机车的方向上并且力大小由处于受压状态下的车厢数决定(其进一步由列车中部机车与引导机车之间的车厢数和引导机车所施加的牵引或制动作用力决定)。后挂钩上的力在远离列车中部机车的方向上，由伸展的动车施加，并且大小由后方动车的数量和重量及山峰的坡度决定。

随着每台前方动车都登上山顶，动车不再被列车中部的远程机车推动。前挂钩力减小并经过零值。已登上山顶的前方动车开始伸展，伸展量由已登上山顶的前方动车的数量、列车中部机车与引导机车之间的前方动车的数量以及引导机车所施加的牵引力或制动力决定。此时，自动登顶控制系统将开始关闭油门和/或在引导机车上施加动态制动以控制/最小化列车加速度。

随着列车中部机车继续爬山，其拉动后方动车并且后方动车保持处于伸展状态下。但随着列车中部机车加速到达山顶，整列列车加速并且列车中部机车在后方动车上施加更大的力。后挂钩力增加并继续指向远离列车中部机车的方向。如本领域技术人员可理解的，当机车加速时的挂钩拉力高于当机车在给定坡度维持恒速时的挂钩拉力。

在登上山顶之后，列车中部机车被前方动车拉动。前方动车的拉力使前挂钩力现在指向远离列车中部机车的方向，且该力的大小由引导机车与列车中部机车之间的动车数量以及引导机车的牵引动作或制动动作决定。

后挂钩力在后方动车伸展时继续指向远离列车中部机车的方向。但随着后方动车登上山顶，它们开始受压或挤拢并推动列车中部机车。在足够数量的后方动车已登上山顶之后，后挂钩上的力短暂地经过零值，逆转方向并且现在指向列车中部机车。一旦列车中部机车登上山顶，自动登顶控制系统就开始降低油门或在列车中部远程机车上施加动态制动。

随着列车中部机车继续位于下坡坡度上，近侧的前方动车趋于向伸展状态发展并开始拉动列车中部机车。前挂钩力继续指向远离列车中部机车的方向并且大小增加，如由引导机车与列车中部机车之间的动车数量和引导机车所施加的力所决定的。

因而，如现在可理解的，列车中部机车上的后挂钩力在列车中部机车和足够数量的后方动车已登上山顶之后改变方向。随着列车中部机车穿越上坡坡度，该力由具有一定大小和第一方向(远离列车中部机车)的第一矢量代表。该大小随着列车中部机车接近山顶而减小并在列车中部机车和足够数量的后方动车已通过山顶之后变成第二方向(指向列车中部机车)。

前挂钩力在列车中部机车爬山时由第三矢量(指向列车中部机车)代表且其大小在列车中部机车到达山顶时减小。在列车中部机车经过山顶之后，随着该力改变方向，该力由第四矢量代表。

该实施例的系统基于挂钩力的方向的变化检测列车中部机车(和引导机车)何时已登上山顶。引导机车和列车中部远程机车的速度和加速度可基于山峰坡度、动车的重量分布和动态制动动作或牵引动作的施加来确定。

可执行分析以基于坡度、动车的重量分布以及引导机车和列车中部远程机车的特点来确定用于引导机车和远程机车的典型挂钩力。将实际力与这些典型的挂钩力进行比较以确定机车何时上坡行驶或下坡行驶以及它们何时已登上山顶。

图7的流程图258示出了本发明的自动登顶控制实施例。在步骤254，操作员选择自动登顶控制特征。在步骤260，如上所述测量挂钩力并将其传送到机车控制系统。

在步骤264，确定控制机车的速度和/或加速度。在步骤268，系统按需控制控制机车以控制加速度和/或速度，从而将列车速度维持在预选值或预选值以下。

在一个实施例中，检测前挂钩力和后挂钩力两者以确定机车何时登上山顶。参看步骤260。在另一实施例中，可能仅需确定挂钩力的其中一个并从测出的加速度或速度数据推导另一挂钩力。在引导机车的前联接器处的挂钩力为零，因为没有动车与前联接器联接，并且在列车尾部机车的后挂钩的挂钩力也为零。

铁路系统业主/操作员可执行测试以确定列车在特定配置的列车(例如，动车重量分布、连续机车之间的动车数量)穿越特定的山顶(例如，特定山峰坡度)时如何做出响应(例如，预期的前、后挂钩力)。与实际测出的加速度数据相结合的预期列车响应可确定何时希望开始对每台机车降低油门以及何时开始对每台机车施加动态制动。

自动登顶控制系统还可在加速度或速度超过自动控制系统的控制能力时向操作员提供警报指示。在流程图258的决定步骤270，做出系统是否可维持选定速度的判断。如果系统能够维持该速度，则过程返回控制步骤268。如果系统无法维持该速度，则在步骤274发出警报。该警报提醒操作员采取额外的动作(例如，施加列车空气制动)。

根据另一实施例，该系统代替启动操作员警报或除启动操作员警报以外自动施加列车空气制动。

根据又一实施例，输入系统的编组数据(包括例如引导机车与远程机车之间的动车数量)允许计算引导机车与远程机车之间的距离。当引导机车已登上山顶时，距离计数器可确定第一远程机车何时到达山顶。了解每台远程机车何时登上山顶通过辅助速度控制。备选地，每台机车车载的GPS单元确定每台机车相对于山顶的位置并且列车控制算法根据该位置控制每台机车。

根据适用于配置成用于前组/后组控制的DP系统的再另一实施例，监视挂钩力并且系统调节前组机车和后组机车的油门和动态制动，以在每台机车登上山顶时安全并有效地控制列车的速度。具体而言，在每台远程机车处的挂钩力的变化识别远程机车何时已登上山顶。然后，系统自动“移动篱笆”以使该机车从后组移入前组。系统还控制前组机车和后组机车两者的油门和动态制动以控制列车速度。

除如上所述使用测出的挂钩力来控制列车以外，还可使用收集的数据来分析各种列车构造中的挂钩力。这些测量结果允许更好的列车建模和推荐的列车构造的优化。

根据又一实施例，可在列车穿越山峰时使用列车的路线地图和实时列车位置信息(来自安装在引导机车中的GPS单元或来自路旁传感器或收发器)控制列车。路线上的每个轨道区间与用于穿越该特定轨道区间的油门和/或动态制动器设置或列车速度控制算法相关联。在后一种情形中，所述算法使用列车编组信息(每台动车的重量、机车之间的距离等)来确定期望的列车速度。

尽管某些前述实施例包括确定机车位置，但这不是必需的。例如，可从机车车载的传感器例如倾斜度传感器、电解倾斜传感器、基于陀螺仪的装置等直接确定轨道坡度。此类传感器可以从例如新泽西州Linden市的Advanced Orientation Systems公司购得。

另一实施例涉及一种用于控制列车的方法。该方法包括根据第一控制方面(例如，牵引动作或制动动作)自动控制列车中的第一机车组。第一机车组包括一台或更多机车。第一控制方面基于与第一机车组相关的一个或更多运行状况，例如轨道坡度和车轴负荷。该方法还包括根据第二控制方面控制列车中的第二机车组。第二控制方面不同于第一控制方面，并且基于与第二机车组相关的一个或更多运行状况。第二机车组远离第一机车组，意味着至少一台动车将第二组与第一组分离。在另一实施例中，第二机车组与第一组明显不同，并由此包括列车中不是第一机车组的一部分的一台或更多台动车。在再另一实施例中，通过对查找表格、公式或算法应用相应运行状况而确定相应控制方面。

呈现的各个实施例的一个要件包括防止列车在各种DP模式下运行期间发生灾难和事故的安全互锁装置。当列车控制(或缺乏适当的列车控制)触犯列车运行状况(称之为安全互锁条件)时，运行互锁装置自动命令列车达到安全运行状况。例如，在引导机车与远程机车之间失去无线电通信的情况下或在无法执行命令的操作(其中根据来自远程机车的状态应答消息判断故障)的情况下，DP系统将机车置于安全油门状态，例如油门怠速模式，直到该状况被修正。而且，互锁装置防止(并用警报通知)例如可能导致列车断裂的潜在的危险初期条件。

贯穿本说明书，已将各种论述的机车描述为单级(single)机车，例如，未与另一机车联接，而是仅与动车联接。然而，各种实施例的教导也适用于机车编组(即，联接在一起的至少两台机车，其中引导编组机车通过经连接机车的MU线传送的信号控制拖挂编组机车)。各种实施例的概念可仅应用于每个机车编组中的引导机车，因为拖挂编组机车由引导编组机车控制。而且，在包括附加机车(例如，除引导机车14以及远程机车12A和12B)的列车中，可将这些附加机车分配给前组或后组。

贯穿本说明书，术语“无线电链路”、“RF链路”和“RF通信”以及类似术语描述了网络中的两个链路之间的通信方法。应当理解的是，系统中的节点(机车)之间的通信信道或链路并不限于无线电或RF系统等并且意味着涵盖所有可通过其将消息从一个节点传送到另一节点或多个其它节点的技术，包括但不限于磁性系统、声学系统、有线系统或光学系统。同样，结合其中在节点之间使用无线电(RF)链路并且其中各种构件与此类链路兼容的实施例描述了该系统；然而，对目前优选的实施例的此描述并非试图将本发明限制于该特定实施例。

当在上述流程图中实施时，本发明可以计算机执行的过程和用于实施这些过程并用于控制铁路列车及构成铁路列车的机车的装置的形式实施。本发明还可以以计算机程序代码的形式实施，该计算机程序代码包括在有形介质例如软盘、CD-ROM、硬盘、闪速驱动器或任何其它计算机可读的存储介质中包含的计算机可读指令。当计算机程序代码加载到计算机或处理器中并由其执行时，该计算机或处理器变成用于实施本发明的装置。本发明还可以以例如计算机程序代码(制品)的形式实施，不论是存储在存储介质中、加载到计算机中和/或由计算机执行还是经传输介质例如经电线或电缆、通过光纤或经由电磁辐射传输，其中当计算机程序代码被加载到计算机或处理器中并由其执行时，计算机或处理器变成用于实施本发明的装置。当在通用计算机上实施时，计算机程序代码节段将计算机配置成形成专用逻辑电路或处理模块。

此外，本领域技术人员会理解，本发明的实施例可采用各种计算机系统配置实施，包括手持式设备、多处理器系统、基于微处理器或可编程的消费电子设备、微型计算机、主计算机、基于web的系统、客户端/服务器系统等。本发明也可在其中通过由通信网络链接的远程处理装置执行任务的分布式计算环境中实施。在分布式计算环境中，程序模块可位于本地和远程计算机存储介质两者中，包括记忆存储设备。这些本地和远程计算环境可完全包含在受控的机车内、与受控机车相同的机车编组内的机车内、通过一台或更多动车与受控的机车分离的远程机车内，或非车载而在其中无线通信提供本地计算环境与远程计算环境之间的连接的路旁设备或中心办公室中。

此书面描述使用了包括最佳模式在内的实例来公开本发明，并且还使本领域的任何技术人员能够实施本发明，包括制造并利用任何装置或系统并且执行任何所结合的方法。本发明可取得专利权的范围通过权利要求来限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它实例。如果此类其它实例没有不同于权利要求的文字语言所描述的结构元件，或者它们包括与权利要求的文字语言无实质性区别的等同结构元件，则认为此类其它实例包含在权利要求的保护范围内。

Claims (42)

1.一种用于控制铁路列车的第一机车和第二机车的方法，所述第一机车和第二机车由至少一台动车分离，所述方法包括：

确定所述第一机车的位置和所述第二机车的位置；

确定所述第一机车的运行状况和所述第二机车的运行状况；

响应于所述第一机车的运行状况和位置确定所述第一机车的第一控制方面；

响应于所述第二机车的运行状况和位置确定所述第二机车的第二控制方面；以及

分别根据所述第一控制方面和所述第二控制方面控制所述第一机车和第二机车。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一控制方面经通信信道传送到所述第二机车以便用于确定所述第二控制方面，并且所述第二控制方面经所述通信信道传送到所述第一机车以便用于确定所述第一控制方面，所述通信信道链接所述第一机车和第二机车。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在所述铁路列车的引导机车与所述第一机车和第二机车之间建立通信信道，并且其中在所述引导机车上执行确定所述第一控制方面的步骤和确定所述第二控制方面的步骤，所述方法还包括经所述通信信道将所述第一控制方面从所述引导机车传送到所述第一机车，以及经所述通信信道将所述第二控制方面从所述引导机车传送到所述第二机车。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一控制方面不同于所述第二控制方面。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述第一机车的位置的步骤还包括确定所述第一机车的速度与自开始当前列车运行起经过的时间的乘积，并且确定所述第二机车的位置还包括确定所述第二机车的速度与自开始当前列车运行起经过的时间的乘积，或咨询所述第一机车中的第一GPS接收器以便确定所述第一机车的位置，并咨询所述第二机车中的第二GPS接收器以便确定所述第二机车的位置，或所述第一机车接收来自路旁设备的第一信号并且其中从所述第一信号确定所述第一机车的位置，以及所述第二机车接收来自所述路旁设备的第二信号并且其中从所述第二信号确定所述第二机车的位置。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一机车和第二机车的运行状况包括所述铁路列车的路线上的地形，并且其中所述方法还包括咨询轨道地形数据库并且响应于所述第一机车的位置确定在所述第一机车的位置处的地形以及响应于所述第二机车的位置确定在所述第二机车的位置处的地形。

7.根据权利要求6所述方法，其特征在于，所述地形包括上坡或下坡。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对于所述第一机车和第二机车中每一者，所述运行状况包括所述机车的车轴的车轴负荷、所述列车在其上行驶的轨道的轨道坡度、所述列车在其上行驶的地形、轨道的状态、当日时间、速度约束、燃料消耗、排放和天气状况。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一控制方面和所述第二控制方面包括牵引动作或制动动作的施加和所述牵引动作或制动动作的大小。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括将信号从所述铁路列车的引导机车传输到所述第一机车和所述第二机车的其中每一个以启动根据所述方法的操作。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一机车包括第一机车编组，所述第一机车编组还包括不连接居间动车的第一多台机车，所述方法还包括将所述第一控制方面传送到所述第一机车编组的引导机车并且还经第一互相连接的导体将所述第一控制方面传送到所述第一机车编组的每台其它机车，并且其中所述第二机车包括第二机车编组，所述第二机车编组还包括不连接居间动车的第二多台机车，所述方法还包括将所述第二控制方面传送到所述第二机车编组的引导机车并且还通过第二互相连接的导体将所述第二控制方面传送到所述第二机车编组的每台其它机车。

12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一机车包括引导机车并且所述第二机车包括远程机车或远程机车编组。

13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一机车包括前机车组中的多台间隔开的机车，并且其中所述第二机车包括后机车组中的多台间隔开的机车，并且其中根据所述第一控制方面控制所述前机车组中的所有机车以及根据所述第二控制方面控制所述后机车组的所有机车。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法还包括响应于所述前机车组中的每台机车的位置确定所述前机车组的位置的步骤，并且还包括响应于所述后机车组中的每台机车的位置确定所述后机车组的位置的步骤。

15.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述第一控制方面的步骤包括将所述第一机车的运行状况和所述第一机车的位置应用于第一方程式和/或第一算法，并且确定所述第二控制方面的步骤包括将所述第二机车的运行状况和所述第二机车的位置应用于第二方程式和/或第二算法。

16.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述第一控制方面的步骤包括使用所述第一机车的运行状况和所述第一机车的位置作为查找表格中的索引咨询所述查找表格，并且其中确定所述第二控制方面的步骤包括使用所述第二机车的运行状况和所述第二机车的位置作为查找表格中的索引咨询所述查找表格。

17.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括判断所述第一控制方面或所述第二控制方面是否触犯安全互锁条件。

18.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述铁路列车还包括通过至少一台动车与所述第一机车以及所述第二机车两者都分离的第三机车，所述方法还包括确定所述第三机车的位置和运行状况、响应于所述第三机车的位置和运行状况确定所述第三机车的第三控制方面并根据所述第三控制方面控制所述第三机车。

19.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二机车包括后机车组中多台间隔开的机车，所述后机车组中的所述多台机车的其中每一台都包括后子组，并且其中确定所述第二机车的位置的步骤包括确定多个后子组的其中每一个的位置，每个后子组根据控制方面被控制。

20.一种用于控制铁路列车的多台间隔开的机车的方法，所述方法包括针对每台机车：

确定所述机车的位置；

确定所述机车的运行状况；

响应于所述机车的运行状况和位置确定所述机车的控制方面；以及

根据所述控制方面控制所述机车。

21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，对于每台机车，确定所述机车的位置的步骤还包括确定所述机车的速度与自开始当前列车运行起经过的时间的乘积，其中所述乘积决定所述机车的位置。

22.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，对于每台机车，所述运行状况包括在所述机车的位置处的地形，并且其中所述方法还包括咨询轨道地形数据库并响应于所述机车的位置确定在所述机车的位置处的地形。

23.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，对于每台机车，所述运行状况包括所述机车的车轴的车轴负荷、所述列车在其上行驶的轨道的轨道坡度、所述轨道的状况、当日时间、速度约束、燃料消耗、排放和天气状况。

24.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，对于每台机车，所述控制方面包括牵引动作或制动动作的施加和所述牵引动作或制动动作的大小。

25.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述多台机车的其中一台包括引导机车。

26.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，对于每台机车，确定所述控制方面的步骤包括使用所述机车的运行状况和所述机车的位置作为查找表格中的索引咨询查找表格，或响应于所述机车的运行状况和位置采用方程式和/或算法。

27.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，对于每台机车，所述控制方面包括牵引力的大小或动态制动作用力的大小。

28.一种用于控制铁路列车的第一机车和第二机车的计算机程序产品，所述第一机车和第二机车由一台或更多动车分离，所述计算机程序产品包括：

计算机可读的存储介质，其具有在所述媒体中包含的计算机可读的程序代码模块并用于由计算机执行，所述计算机可读的程序代码模块包括：

用于确定所述第一机车的位置和所述第二机车的位置的第一代码模块；

用于确定所述第一机车的运行状况和所述第二机车的运行状况的第二代码模块；

用于响应于所述第一机车的运行状况和位置确定所述第一机车的第一控制方面的第三代码模块；

用于响应于所述第二机车的运行状况和位置确定所述第二机车的第二控制方面的第四代码模块；以及

用于分别根据所述第一控制方面和所述第二控制方面控制所述第一机车和所述第二机车的第五代码模块。

29.一种用于控制铁路列车的引导机车和远程机车的方法，所述引导机车和所述远程机车由一台或更多动车分离，所述方法包括：

确定在所述引导机车的后端处的挂钩力以确定所述引导机车何时已登上山顶；

在所述引导机车登上山顶以后，确定所述引导机车的速度和加速度中的至少一者；

选择最大列车速度；以及

控制所述引导机车以在所述引导机车已登上山顶之后将所述引导机车的速度维持在所述最大列车速度以下。

30.根据权利要求29所述的方法，其特征在于，所述控制步骤还包括进一步响应于已登上山顶的动车数量或在所述引导机车的后端处的挂钩力对所述引导机车应用动态制动或对所述引导机车降低油门。

31.根据权利要求29所述的方法，其特征在于，所述方法还包括确定在所述远程机车的前端和后端处的相应挂钩力，并且其中所述控制步骤还包括响应于所述远程机车的前端挂钩力和所述引导机车和所述远程机车中的每一者的相应后端挂钩力控制所述引导机车。

32.根据权利要求31所述的方法，其特征在于，所述方法还包括响应于在所述远程机车的前端和后端处的挂钩力控制所述远程机车。

33.根据权利要求29所述的方法，其特征在于，所述方法还包括确定在所述远程机车的后端和前端处的实际挂钩力，并确定在所述引导机车的后端处的预期挂钩力以及在所述远程机车的后端和前端处的相应预期挂钩力，所述预期挂钩力响应于确定的山峰坡度和列车构造中的至少一者，其中所述控制步骤还响应于所述预期挂钩力和所述实际挂钩力。

34.根据权利要求29所述的方法，其特征在于，所述方法还包括当所述控制步骤不能将所述速度维持在所述最大列车速度以下时启动警报。

35.根据权利要求29所述的方法，其特征在于，所述方法还包括确定在所述远程机车的前端和后端处的相应挂钩力以确定所述远程机车何时已登上山顶。

36.根据权利要求29所述的方法，其特征在于，所述方法还包括使用GPS装置或路旁收发器来确定所述引导机车或所述远程机车何时已登上山顶。

37.一种用于在每台机车穿越坡度时控制铁路列车的引导机车和列车中部机车的方法，所述列车中部机车和所述引导机车由一台或更多动车分离，所述方法包括：

确定施加在所述引导机车的后挂钩上的力；

确定施加在所述列车中部机车的前挂钩上的力和施加在所述列车中部机车的后挂钩上的力；

响应于确定的挂钩力控制所述引导机车和所述列车中部机车。

38.根据权利要求37所述的方法，其特征在于，所述方法还包括选择最大列车速度，并且其中所述控制步骤还包括控制所述引导机车和所述列车中部远程机车中的至少一者以将所述引导机车的速度维持在所述最大列车速度或所述最大列车速度以下。

39.根据权利要求37所述的方法，其特征在于，确定所述引导机车的后挂钩上的力的步骤包括确定所述引导机车的后挂钩上的力的方向和大小中的至少一者，并且确定所述列车中部机车的前挂钩和后挂钩上的力的步骤包括确定所述列车中部机车的前挂钩上的力的方向和大小中的至少一者以及确定所述列车中部机车的后挂钩上的力的方向和大小中的至少一者。

40.一种用于控制列车的方法，所述方法包括：

根据第一控制方面自动控制所述列车中的第一机车组，所述第一控制方面基于与所述第一机车组相关的一个或更多个运行状况；以及

根据第二控制方面自动控制所述列车中的第二机车组，所述第二控制方面不同于所述第一控制方面并基于与所述第二机车组相关的一个或更多运行状况，其中所述第二机车组远离所述第一机车组。

41.根据权利要求40所述的方法，其特征在于，对于所述第一机车组和第二机车组中的每一个，所述运行状况包括所述机车的车轴的车轴负荷、所述列车在其上行驶的轨道的轨道坡度、所述列车在其上行驶的地形、所述轨道的状况、当日时间、速度约束、燃料消耗、排放和天气状况。

42.根据权利要求40所述的方法，其特征在于，所述第一控制方面和所述第二控制方面包括牵引动作或制动动作的施加和所述牵引动作或制动动作的大小。

Images