CN102448763A - 对运送装置的能量消耗的计算机支持的监视 - Google Patents

Abstract

方法和装置使得可以确定例如在近距离交通中每个路线片段的运送装置的能量消耗。在扩展中将当前的能量消耗数据与大批运送装置的比较数据进行比较。结果被可视地输出给驾驶员，以便向该驾驶员解释能量消耗并且激发节省能量的驾驶行为。对涉及路线的能量消耗数据的分析实现了特定的反馈消息，例如驾驶员已达到路线片段上的节省能量的最佳值。在陆地上也可以将所获得的数据用于计算奖励或者采取训练措施。

Description

对运送装置的能量消耗的计算机支持的监视

背景技术

在诸如轨道机动车或汽车（例如线路公共汽车或载重汽车）的运送装置中，公知向驾驶员显示该运送装置的能量消耗。这例如在轨道机动车的操纵台上或者在汽车的驾驶员座舱中的显示屏上进行。在此，在机动车被电驱动的情况下通常输出所消耗的能量、所反馈的能量以及由此导致的净能量消耗。在具有柴油驱动装置的轨道机动车中或者在载重汽车中，通常以每百公里公升柴油显示能量消耗。

发明内容

本发明所基于的任务是改进对运送装置的能量消耗的监视。

该任务在用于计算机支持地监视运送装置的能量消耗的方法中这样来解决，即由至少一个测量装置接收说明所述运送装置的当前能量消耗的测量数据。接着从该测量数据中确定说明所述运送装置在路线上的能量消耗的能量消耗数据。此外，从数据库中获得说明运送装置在该路线上的过去的驾驶中的能量消耗的比较数据。最后，利用输出装置将由所述能量消耗数据与比较数据的比较所形成的能量消耗信息输出给所述运送装置的驾驶员。

此外，该任务在用于计算机支持地监视运送装置的能量消耗的设备中这样来解决，即设置被设计为用于从至少一个测量装置接收测量数据的接口，其中该测量数据说明所述运送装置的当前能量消耗。此外，该设备具有计算单元，该计算单元被编程为从所述测量数据中确定能量消耗数据，其中该能量消耗数据说明所述运送装置在路线上的能量消耗。此外，该设备包括含有数据库的数据存储器，该数据库包含说明所述运送装置在该路线上的过去的驾驶中的能量消耗的比较数据。所述计算单元被编程为，由所述能量消耗数据与所述比较数据的比较形成能量消耗信息。最后存在输出装置，该输出装置被设计为用于向所述运送装置的驾驶员输出能量消耗信息。

该方法和该设备所具有的优点是，可以获取运送装置针对预定路线的能量消耗（例如在两个车站之间的路线）。这使得可以产生允许对所述运送装置的驾驶员的驾驶行为进行评估的统计值。因为该驾驶员通过其驾驶行为显著影响所述运送装置的能量消耗，这是由于该驾驶员可以决定加速、转动和制动或一般地决定所述运送装置的速度。另一个优点在于，与路线有关的能量消耗数据在其被获取之后从运送装置传输到陆地并且可以在陆地上被进一步使用。

所述方法和设备所提供的优点是，能量消耗信息的输出支持并激发了驾驶员的节省能量的驾驶行为。通过这种方式可以尽量利用额外的节省能量的潜力。能量消耗信息的在机动车一侧的输出使得在此可以将能量消耗数据与比较数据相关，从而可以向驾驶员进行对能量消耗数据的有意义的解释和评估。驾驶员被迅速告知并且同时激发节省能量的驾驶方式。由此推动了节省能量的驾驶行为并且降低了所述运送装置的能量消耗。

本发明的其它有利实施方式通过从属权利要求的特征表征。

附图说明

下面借助附图详细解释本发明的实施例。

图1示出轨道机动车中的操纵台；

图2示出计算机支持地监视运送装置的能量消耗的实施例；

图3示出根据第一变型在可视的输出装置上对能量消耗信息的显示；

图4示出根据第二变型在可视的输出装置上对能量消耗信息的显示。

具体实施方式

图1示出如通常在轨道机动车的驾驶员室中存在的操纵台70。代替轨道机动车也可以考虑所有其它运送装置，如线路公共汽车、载重汽车或还有飞机和轮船。但是前提是，这些运送装置重复地行驶在预定的路线上。在此不需要同一个运送装置重复地行驶在该路线上，而是该路线规则地由例如来自大批机动车、轮船或飞机的结构相同的运送装置驶过就足以。因此，在汽车的情况下代替操纵台70的是驾驶员座舱和在飞机的情况下是飞行员座舱。因此，运送装置的驾驶员在下面理解为火车司机、汽车司机、船长或飞行员。

在第一实施例中，所驶过的路线例如是在车站之间的路线，例如在地铁、城铁、线路公共汽车或火车的近距离交通中的车站。所述路线也可以位于渡船交通中的码头或停靠站之间或者作为机场之间的飞行路线预先给定。相应的运送装置是运输人员还是货物在此是不重要的。但是，负荷程度可以被考虑，如下面还要讲述的。

操纵台70包含输出装置60，通过该输出装置60向运送装置的驾驶员输出能量消耗。

图2示出计算机支持的对运送装置的能量消耗的监视。在此由测量装置20获取测量数据1。测量数据1在此例如包含当前的柴油消耗，或者在电驱动的机动车的情况下所消耗的能量和反馈的能量。

测量数据1由计算单元30通过接口10接收。接口10例如是数据总线、有线网络或无线网络。

计算单元30例如实施为处理器、电路板（Platine）或个人计算机。计算单元30从测量数据1中确定说明所述运送装置在路线上的能量消耗的能量消耗数据2。在此提供从所消耗的能量和反馈的能量中确定净能量消耗并且存放在能量消耗数据2中。在此其优点在于，能量消耗数据2是针对所述路线确定的，因为这使得可以与该路线上过去的驾驶相比较。

首先必须对运送装置进行位置确定，以识别该路线何时被驶过并且将能量消耗数据2正确地分配给该路线。该位置确定例如通过GPS、Galileo、乘客信息系统、通过驾驶员的手动输入或者通过航标（Balise）来进行。

在借助GPS进行位置确定的情况下，所述路线的起点和终点作为坐标给出。当前借助GPS确定的运送装置的位置恰好在运送装置静止的时候被分配给路线的起点或终点。此外可以检查门是否未上锁。在这些前提条件下可以假定所述运送装置位于路线的起点或终点。在路线数据库中，现在借助当前利用GPS确定的位置确定相应的路线。此外检测所述运送装置是位于该路线的起点还是终点。

在运送装置驶过所述路线的同时，对测量数据1进行数学积分，以便从持续测量的当前能量消耗中以能量消耗数据2的形式确定在所述路线上的总能量消耗。在此，在电驱动和混合驱动的情况下必要时将消耗的能量与反馈的能量区分开来。

在将路线的起点识别为运送装置的当前位置之后，为能量消耗数据2建立新的能量消耗数据组。该新的能量消耗数据组包含所述路线的起点、时间和驾驶员的识别码，该识别码一般位于运送装置上。能量消耗数据组的其它的可选字段说明所述运送装置的负荷程度。该负荷程度例如可以借助乘客计数系统确定或者通过气垫系统来测量。

测量数据1的数学积分在所述路线的起点处被复位。只要该路线的终点被识别为运送装置的当前位置，则所述能量消耗数据组被保护并且当所述路线的终点与另一路线的起点重合时建立新的能量消耗数据组。从这些能量消耗数据组中确定能量消耗数据2。从而能量消耗数据2例如可以包含一个或多个能量消耗数据组的信息或者包含对该一个或多个能量消耗数据组的分析。

根据图2中示出的第一实施例的变型，从数据存储器50中的数据库40取得说明运送装置在所述路线上的过去的驾驶中的能量消耗的比较数据3。由能量消耗数据2与比较数据3的比较形成能量消耗信息4，该能量消耗信息利用输出装置60输出给运送装置的驾驶员。

数据库40被事先建立，例如在实验驾驶的情况下或者在连续运行中记录通过前面描述的能量消耗数据组或者能量消耗数据2并存储在数据库40中的方式。通过这种方式，用于所述运送装置或者大批运送装置的数据库40可以包含针对所述路线或者一定数量的路线的很多能量消耗数据组—例如是在近距离交通网络中的车站之间的所有路线。

另外，在当前驾驶中的能量消耗数据2（或能量消耗数据组）也可以被记录到数据库40中，使得在未来的驾驶中可以将该能量消耗数据2作为比较数据3来使用或可以用于形成比较数据3（必要时借助统计分析）。

附加于或替换能量消耗数据组本身，数据库40可以包含能量消耗数据组的统计分析。该统计分析例如包含所述运送装置针对所述路线的最佳、也就是最低的能量消耗值，此外包含最差的、也就是最高的值，平均值（例如是算术平均值或中值），十最佳值（按照在所述路线上能量消耗升高来排序的驾驶的前百分之十的能量消耗值），25最佳值（按照在所述路线上能量消耗升高来排序的驾驶的前百分之二十五的能量消耗值），必要时还有任意的其它百分位数，每公里的能量消耗，或者换算为CO₂的克数或每公里CO₂的克数的能量消耗，或其它与气候有关的单位。

根据本方法的构成，作为比较数据3从数据库40中调用能量消耗数据组本身或者能量消耗数据组的上述统计分析。

优选的，利用比较数据3从数据库40中调用涉及特定驾驶员的数据。此外期望的还有，利用比较数据3有针对性地调用涉及特定时间段的数据，该特定时间段例如是年最佳值的当前年份，月最佳值的当前月份，周最佳值的当前周或者日最佳值的当前日。此外有利的是，比较数据3包含涉及特定的一天之内的时间段，例如平日6点30分到10点之间。其原因是，运送装置的能量消耗必要时与时刻相关。高峰时间导致近距离交通中更高的负荷和更密集的时钟序列，从而不可能以相同标准实现在这些时间段中节省能量的驾驶。

最后期望来自数据库40的比较数据3包含涉及运送装置的可比较负荷的数据。在这种情况下，比较数据3必须具有关于负荷的信息，该信息如上所述可以作为可选字段设置在能量消耗数据组中。另外，比较数据还应当包括对标准的任意组合的查询，例如在高峰时间15点30至18点30该驾驶员在所述路线上的年度最佳经济效率。

有选择地，数据存储器50设置在运送装置上或者设置在陆地上。在后一种情况下，数据库40因此不是设置在运送装置本身上，而是设置在陆地上的数据存储器50中。这提供了以下优点，即多个运送装置的能量消耗数据组，例如大批飞机中的所有飞机的能量消耗数据组都被传送到中央站点并在那里处理。该传送例如通过数据远程传输进行或者通过在运送装置上本地读取记录文件来进行。所述处理是如上所述的统计分析。在此确定的比较数据3被传输回运送装置。该传输可以应要求进行，但是也可以事先周期性地进行。对能量消耗数据组的集中处理提供了以下优点，即比较数据3也可以包含很多驾驶员的聚集的比较值，例如所有驾驶员在所述路线上的绝对最佳值或者所有驾驶员在平日高峰时间15点30至18点30期间在所述路线上的绝对最佳值。在此，作为比较数据3传输合适的阈值就足以。因此不需要将整个数据库40都传输到运送装置。

在下一个步骤中，由能量消耗数据2与比较数据3的比较形成能量消耗信息4。这例如在运送装置到达所述路线的终点时进行。接着利用输出装置60将能量消耗信息4输出给运送装置的驾驶员。输出装置60是诸如显示屏的可视输出装置或者是诸如扬声器的声学输出装置。

图3示出能量消耗信息4通过作为输出装置60的显示屏的输出。示出不同的信息，这些信息使运送装置的驾驶员了解运行中的能量消耗。为此向驾驶员输出牵引力/制动力11、净能量消耗12、阈值13、电压14和电流强度15。净能量消耗12在此与上述能量消耗数据2相应。阈值13在这种情况下表示这样的能量消耗值，所有能量消耗数据组中具有最小能量消耗的那25%从该能量消耗值开始。由于净能量消耗12在所示出的例子中低于阈值13，因此驾驶员在所示出的情况下位于针对所述路线片段的所有能量消耗数据组的最佳的25%中。电压14和电流强度15例如涉及从架空线中吸收的电流。通过选择控制面（Schaltflaeche）16，驾驶员获得在图4中示出的其它信息。

图4重新示出显示屏作为输出装置60，该显示屏这次示出表80。此外第一符号41和第二符号42被绘制出来。表80的第一栏31分别包含驾驶员在其当前驾驶中的能量消耗数据2。第二栏32分别包含比较数据3中的最佳值。第三栏33包含已经在图3中示出的阈值13，该阈值13同样包含在比较数据3中并且说明这样一个值，所有能量消耗数据组的最节省能量的25%从该值开始。第四栏34分别包含比较数据3中所包含的平均值。第五栏35包含比较数据3中所包含的最差值。

表80中的第一行21包含在整个时间段上形成的总和值，从该时间段以来驾驶员用所述运送装置开始其驾驶。第二行22包含第一路线的值。第三行23包含第二路线的值，第四行24包含第三路线的值，第五行25包含第四路线的值。第一符号41在第一行21中、第三行23中以及第五行25中表明驾驶员自驾驶开始、但是也在第二路线和第四路线上达到位于最佳的25%内的能量消耗。相应地，第一列31中的值分别小于在第三列33中的阈值。第四行24中的第二符号42表明，驾驶员在第三路线上达到表示相对于比较数据3的最佳值的能量消耗。

除了图3中的净能量消耗12之外，还通过以下方式向驾驶员输出他特别节省能量地驶过了所述路线，即通过第一符号41向其表明该驾驶员位于最佳的25%中。第二符号42向驾驶员表明他已达到最佳值。该最佳值和最佳的25%只能与同一驾驶员的能量消耗数据组相比较地确定，但是也可以与所有其它驾驶员的能量消耗数据组相比较地确定。作为输出装置60优选使用显示屏，反正显示屏已经在所述运送装置的操纵台上具有了。

在图4所示的情况下，既输出能量消耗信息4的数值表示又输出能量消耗信息4的图形表示。能量消耗信息4在图4所示的情况下包括整个表80，该表80具有比较数据3、能量消耗数据2和第一符号41以及第二符号42。能量消耗数据2和比较数据3被数值地输出，而图形符号使得可以快速地让驾驶员了解信息以及快速地了解其被激发到节省能量的驾驶方式。替换所示出的可视化形式，还可以选择诸如拇指向上或者开花的太阳花的符号。由此驾驶员一眼就可以了解他已经达到新的（一般的或个人的）最佳经济效率，或者其在所述路线片段上的驾驶属于所有驾驶中的最佳10%或25%。最差的驾驶功率也能通过相应的符号表明（例如向下的拇指，枯萎的太阳花）。替换能量消耗数据2和比较数据3的数值表示，还可以将它们图形地例如显示为方格图。当满足相应的标准时，第一符号41和第二符号42依据上下文地显示出来。代替符号还可以输出文本。

能量消耗信息4可以只是第一符号41或只是第二符号42。替换或补充的，能量消耗信息4还可以包括比较数据3或者能量消耗数据2。在图4中，能量消耗信息4用表80包含所有提到的组成部分。

能量消耗信息4还可以在图3的显示中显得例如像是第一符号41或第二符号42。这使得可以通过驾驶员快速获取能量消耗信息4而不需要经由控制面16的进一步导航。

在扩展中，针对最佳经济效率，仅将不超过按照驾驶计划规定的驾驶时间或不违反忠于驾驶计划的其它标准的驾驶功率评估为最佳的10%或最佳的25%。由此确保驾驶员节省能量的行为不会以牺牲驾驶计划为代价而被激励出来。在本文中还提供通过合适的符号或文字表明一次驾驶由于缺少忠于驾驶计划的行为而被排除出比较。

在图3和图4中示出的显示使得驾驶员可以有意义地解释和评估能量消耗。促进特别节省能量的行为。合适的图形符号起着有益的和激发性的作用。驾驶员被告知其驾驶行为何时节省能量，并且通过积极的反馈得到激发。这导致驾驶员的这样一种训练效果，该训练效果使得驾驶员能够在未来也能有针对性地节省能量地驾驶。所述运送装置的总能量消耗由此被减少。

所描述的实施例可以类似地为诸如飞机、轮船、渡船、载重汽车或线路公共汽车的运送装置实现。但是，在确定能量消耗信息4时可能的外部影响因素如风速或流速在相应的情景中必要时应当通过计算单元30考虑。

在一种变型中，该方法迭代地针对连续的路线执行。由此在图4的表80中确定第一行21中的值。由针对连续的路线确定的能量消耗数据2之和形成总能量消耗数据，该总能量消耗数据说明所述运送装置在由该连续的路线组成的总路线上的能量消耗。总能量消耗数据在图4的第一行21和第一列31中示出。

总路线例如是从驾驶员的换班开始或驾驶开始以来的所有路线之和。关于新的驾驶员已经占用所述运送装置的信息通常是在系统中现有的，因为该驾驶员必须在驾驶开始之前登记。可替换的，该信息可以由对其它状态的观察来识别出，例如在特定地点驾驶员车门的打开。在针对连续的路线确定的能量消耗数据2上形成总和可以有选择地通过计算单元30在所述运送装置上进行，或者在陆地上进行然后传送回所述运送装置。例如，由此总路线上的净能量消耗由连续的路线上的净能量消耗之和给出。

接着，由针对连续的路线确定的比较数据3之和形成总比较数据，该总比较数据说明运送装置在总路线上的过去的驾驶中的能量消耗。这些总比较数据在图4的第一行21中，从第二列32一直绘制到第五列35，而针对连续的路线确定的比较数据3位于它们下面的行中（在所给出的情况下还考虑并且求和其它不再示出的路线）。

在第三步骤中，由总能量消耗数据与总比较数据的比较形成的总能量消耗信息利用输出装置（60）输出给运送装置的驾驶员。总能量消耗信息在此尤其是第一行21中的第一符号41，该第一符号向驾驶员表明其在总路线上位于被用于比较的所有能量消耗数据组的最佳的25%中。

原则上，计算单元30可以向数据存储器50中的数据库40传送所获取的所有能量消耗数据2，从而进行中的驾驶的能量消耗数据组也可以被用于进一步建立数据库40。此外，将能量消耗数据2向陆地的这样的传送（如果数据存储器50设置在陆地上）也适用于涉及驾驶员的分析。然后该能量消耗数据2被用作决定其它措施的基础。例如，在能量消耗数据2差的情况下的训练措施可以促使驾驶员采取节省能量的驾驶行为。因此，训练资源被有针对性地分配。此外，能量消耗数据2可以用作可变的报酬给付组成部分的基础，从而也可以从经济上对驾驶员奖赏节省能量的驾驶行为。

根据独立地或者补充第一实施例地实现的第二实施例，确定由合作数据和加速数据组成的辅助数据。合作数据说明驾驶员是否或者以什么样的延迟遵循驾驶员辅助系统在该路线上的指示。加速数据说明在该路线上的制动过程和加速过程。此外，从数据库中获得说明运送装置在该路线上的过去的驾驶中的合作数据或加速数据的比较辅助数据。最后，由辅助数据与比较辅助数据的比较所形成的辅助信息被输出给运送装置的驾驶员。

从而可以分析驾驶员辅助系统的指示是否被考虑，该驾驶员辅助系统向驾驶员提供导致节省能量的驾驶行为的指示。为此也重新收集在数据库40中的数据组并加以分析。所分析的数据作为比较辅助数据在数据库40中提供。关于节省能量的驾驶行为的解释提供了对加速数据的分析，例如对可直接在加速过程之前的制动过程的数量的分析。

所描述的所有变型和实施例都可以自由地相互组合。

Claims (11)

1.一种用于计算机支持地监视运送装置的能量消耗的方法，其中

-由至少一个测量装置（20）接收说明所述运送装置的当前能量消耗的测量数据（1），

-借助计算单元（30）从该测量数据（1）中确定说明所述运送装置在路线上的能量消耗的能量消耗数据（2），

-从数据库（40）中获得说明所述运送装置在该路线上的过去的驾驶中的能量消耗的比较数据（3），

-利用输出装置（60）将由所述能量消耗数据（2）与比较数据（3）的比较所形成的能量消耗信息（4）输出给所述运送装置的驾驶员。

2.根据权利要求1的方法，其中

-所述数据库（40）保存在所述运送装置上的数据存储器（50）中或保存在所述运送装置之外的数据存储器（50）中。

3.根据权利要求1的方法，其中

-所述输出装置（60）是可视的输出装置。

4.根据权利要求1的方法，其中

-所述运送装置是轨道机动车、线路公共汽车、载重汽车、渡船或飞机。

5.根据权利要求1的方法，其中

-所述能量消耗数据（2）仅与以下比较数据（3）相比较，该比较数据说明运送装置-在所述驾驶员的过去的驾驶中的能量消耗，-在预定时间段中的过去的驾驶中的能量消耗，或-在利用具有相同负荷的运送装置的过去的驾驶中的能量消耗。

6.根据权利要求1的方法，其中该方法迭代地针对连续的路线执行，其中

-由针对连续的路线确定的能量消耗数据（2）之和形成总能量消耗数据，该总能量消耗数据说明所述运送装置在由该连续的路线组成的总路线上的能量消耗，

-由针对连续的路线确定的比较数据（3）之和形成总比较数据，该总比较数据说明运送装置在所述总路线上的过去的驾驶中的能量消耗，以及

-利用输出装置（60）将由总能量消耗数据与总比较数据的比较形成的总能量消耗信息输出给运送装置的驾驶员。

7.根据权利要求1的方法，其中

-确定辅助数据，该辅助数据由合作数据或加速数据组成，该合作数据说明驾驶员是否或者以什么样的延迟遵循驾驶员辅助系统在该路线上的指示，加速数据说明在该路线上的制动过程和加速过程，

-从数据库（40）中获得说明运送装置在该路线上的过去的驾驶中的合作数据或加速数据的比较辅助数据，以及

-利用输出装置（60）将由辅助数据与比较辅助数据的比较所形成的辅助信息输出给运送装置的驾驶员。

8.根据权利要求1的方法，

-其中能量消耗数据（2）被记录到数据库（40）中，使得该能量消耗数据在未来的驾驶中能够用作比较数据（3）。

9.一种计算机可读的数据载体，

-在该数据载体上存储计算机程序，该计算机程序在计算单元（30）中处理时执行根据前述权利要求之一的方法。

10.一种计算机程序，

-该计算机程序在计算单元（30）中处理并在此过程中执行根据权利要求1至8之一的方法。

11.一种用于计算机支持地监视运送装置的能量消耗的设备，

-具有被设计为用于从至少一个测量装置（20）接收测量数据的接口（10），该测量数据说明所述运送装置的当前能量消耗，

-具有计算单元（30），该计算单元被编程为从所述测量数据（1）中确定能量消耗数据（2），其中该能量消耗数据（2）说明所述运送装置在路线上的能量消耗，

-具有包含数据库（40）的数据存储器（50），该数据库包含说明所述运送装置在该路线上的过去的驾驶中的能量消耗的比较数据（3），

-其中所述计算单元（30）被编程为，由所述能量消耗数据（2）与所述比较数据（3）的比较形成能量消耗信息（4），以及

-具有输出装置（60），该输出装置被设计为用于向所述运送装置的驾驶员示出能量消耗信息（4）。

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