CN105711605A - 用于远程控制机车的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种机车系统,该机车系统包括第一机车和第二机车,所述第一机车具有第一收发器和配置成控制第一机车的工作的第一机车控制器,所述第二机车具有配置成控制第二机车的工作的第二机车控制器和配置成将第二机车工作数据传达给第一收发器的第二收发器。该系统包括远程控制系统,该远程控制系统包括与第一收发器通信连接的远程收发器和配置成接收来自第一收发器的指示第二机车的工作状况的工作数据信号的远程控制器。远程控制器配置成基于工作数据信号来确定对第一机车控制器和第二机车控制器中的至少一者的控制设定的调节并且向第一收发器发送指示对控制设定的调节的控制信号。
Description
技术领域
本发明总体上涉及控制系统,更具体地涉及远程机车控制系统。
背景技术
机车——包括与其它机车一起在机车编组中工作的机车——的工作可能需要基于例如工作和环境状况来进行调节。通常,监控和调节操作是位于列车或列车编组前部的班组的唯一职责。编组内的机车可互相电气通信,使得与其它机车有关的工作信息可被传达给先导引导机车,班组在先导机车中操作编组的所有机车。例如,先导机车可接收编组中的尾随机车的故障状况的通知。一旦引导机车中的班组成员接收到故障状况通知,则他或她必须来到经历该故障状况的机车以获得与故障有关的更多信息。此类系统是低效的,因为班组成员必须响应于故障的发生而物理地来到编组中的特定机车以获得必要的信息。班组处理故障发生的效率于是取决于共同存在的故障状况的数量,以及班组成员的人数。
一种提出的机车控制的实施方案被记载在美国公开.US2006/0025903A1(“’903公开”)中。’903公开针对于一种机车编组配置控制,其中与来自编组中的其它机车的故障状况有关的更详细的信息被传达给先导机车。该数据可包含来自机车上的传感器装置的数据以及指示子系统故障的信息。’903公开还教导了操作人员可接收来自远程数据库其它信息或建议方案。’903公开的系统被设计成允许先导机车上的操作人员在不离开先导机车的情况下获得评估故障状况的信息并响应于故障状况而执行合适的动作。
’903公开所提供的方法和系统可能存在多个可能的缺点。例如,’903公开未提供可在编组上的班组成员不进行任何输入的情况下工作的机车控制系统。此外,依赖于班组来操作和监控编组中的机车要求每个编组都包含足够的班组以处理可能发生的所有故障状况。
本发明的系统和方法针对于克服上述问题和/或本领域中的其它问题中的一个或多个问题。
发明内容
根据一个方面,本发明针对于一种包括与第一机车相关的第一机车控制器和多个收发器的系统。多个收发器可包括与第一机车控制器通信连接的第一收发器和与第一收发器通信的第二收发器。该系统还可包括与第二机车相关的第二机车控制器。第二机车控制器可与第二收发器通信连接。该系统还可包括远程控制系统。远程控制系统可配置成接收来自第一收发器的工作数据信号。工作数据信号可指示第二机车的工作状况。远程控制系统还可配置成基于工作数据信号来确定对第一机车控制器和第二机车控制器中的至少一者的控制设定的调节。该远程控制系统还可配置成向第一收发器发送控制信号。该控制信号可指示对控制设定的调节。
根据另一方面,本发明针对于一种计算机实施的方法,该方法包括在远程控制器接收来自第一收发器的与第一机车的第一机车工作数据和与第二机车的第二机车工作数据相关的工作数据信号。该工作数据信号可从与第一机车相关的第一收发器接收。该方法还可包括基于第一机车工作数据和第二机车工作数据中的至少一者经由远程控制器来确定对与第一机车相关的第一控制器和与第二机车相关的第二控制器中的至少一者的控制设定的调节。该方法还可包括经由远程控制器向第一收发器发送控制信号。该控制信号可指示对第一机车和第二机车中的至少一者的控制设定的调节。远程控制器可位于与第一机车和第二机车分开的固定位置。
根据另一方面,本发明针对于一种自主机车系统。该系统可包括第一机车。第一机车可具有第一收发器和配置成控制第一机车工作的第一机车控制器。该系统可包括第二机车。第二机车可具有配置成控制第二机车工作的第二机车控制器和配置成将第二机车工作数据传达给第一收发器的第二收发器。该自主机车系统还可包括远程控制系统。远程控制系统可包括与第一收发器通信连接的远程收发器。远程控制系统还可包括远程控制器。远程控制器可配置成接收来自第一收发器的工作数据信号。该工作数据信号可指示第二机车的工作状况。远程控制器还可配置成基于工作数据信号来确定对第一机车控制器和第二机车控制器中的至少一者的控制设定的调节。远程控制器还可配置成向第一收发器发送控制信号。该控制信号可指示对控制设定的调节。
附图说明
图1提供了编组的一个示例性实施例。
图2是远程机车控制系统的示意图。
图3是用于远程控制机车的方法的流程图。
具体实施方式
现在将详细讨论根据本发明实施的示例性实施例,其示例在附图中示出。只要有可能,所有附图中将使用相同的附图标记来表示相同或相似的零件。
本文中的实施例包括计算机实施的方法、系统和用户界面。该计算机实施的方法可例如由接收来自非暂时性计算机可读存储介质的指令的至少一个处理器执行。类似地,根据本发明的系统可包括至少一个处理器和存储器,并且该存储器可以是非暂时性计算机可读存储介质。如本文中所用的,非暂时性计算机可读存储介质指的是至少一个处理器可读的信息或数据可被存储在其上的任意类型的物理存储器。示例包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、非永久性存储器、永久性存储器、硬盘驱动器、CDROM、DVD、闪存驱动器、磁盘和任何其它已知的物理存储介质。单数术语如“存储器”和“计算机可读的存储介质”还可指复数个结构,例如多个存储器和/或计算机可读存储介质。如文中谈到的,“存储器”可包括任意类型的计算机可读存储介质,除非另外说明。计算机可读存储介质可存储用于由至少一个处理器执行的指令,包括用于使处理器执行与本文中的实施例一致的步骤和阶段的指令。此外,在实施计算机实施的方法时可采用一个或多个计算机可读存储介质。术语“计算机可读存储介质”应当理解为包含有形物品且不包含载波和瞬态信号。
图1是包括多个机车如第一机车20a和第二机车20b的编组10的示例性实施例的透视图。尽管在图1中未示出,但示例性编组10除第一机车20a和第二机车20b外还可包括其它机车。此外,编组10还可包括各种其它铁路车厢,例如像货运车厢、补给车厢和/或客运车厢,并且可采用车厢和机车的不同布置结构以适合编组10的特定用途。例如,图1所示的编组10的示例性实施例包括补给车厢22。
第一机车20a和第二机车20b可以是任何电气驱动的轨道车辆并且可包括任意数量的用于工作的子系统(未示出)。此类子系统可包括用于牵引、制动、排气、能量分配和冷却的子系统。一个或多个控制设定可与机车子系统中的至少一个相关。此类控制设定可包括电力通/断、调节压力、制动力、速度或机车子系统的任意其它特征。
图2是系统24的示例性实施例的框图。系统24可包括编组10的第一机车20a和第二机车20b。附加地或替代地,系统24可包括互相物理地分离并且通信连接的机车。系统24可包括一个或多个服务器系统、数据库和/或配置成在网络上接收来自诸如机车的实体的信息、处理和/或存储该信息、将该信息传输到其它实体以及显示信息的计算系统。在一个示例性实施例中,系统24可包括与第一机车20a相关的第一控制器30a和第一收发器40a。类似地,系统24可包括与第二机车20b相关的第二控制器30b和第二收发器40b。系统24还可包括网络50和远程控制系统60。远程控制系统60可包括收发器70、远程控制器80、信息源90和用户界面100,如图2中用虚线界定出的区域所示。
系统24的各种构件可包括硬件、软件和/或固件的集合,包括存储器、控制器、中央处理单元(CPU)和/或用户界面。存储器可包括具体为物理存储介质的任意类型的RAM或ROM,例如:包括软盘、硬盘或磁带的磁性存储装置;半导体存储装置,例如固态硬盘(SSD)或闪存存储器;光盘存储装置;或磁光盘存储装置。CPU或控制器可包括用于根据存储在存储器中的一组可编程指令或软件来处理数据的一个或多个处理器。各处理器的功能可由单个专用处理器或多个处理器提供。此外,处理器可包括但不限于数据信号处理器(DSP)硬件或能够执行软件的任意其它硬件。非必要的用户界面可包括任意类型或组合的输入/输出装置,例如显示监视器、键盘和/或鼠标。
如上所述,远程控制系统60可配置成在网络50上接收数据、处理和分析数据、并且基于经处理的数据来控制第一机车20a和/或第二机车20b。例如,系统60可在网络50上接收来自第一控制器30a、第二控制器30b、信息源90、用户界面100和/或其它实体的工作数据。
应理解,可选择软件、处理器和数据存储装置的任意合适的配置来实施系统24的构件和相关实施例的特征。与系统24相关的软件和硬件可被选择成实现对第一机车20a和/或第二机车20b的故障发生或工作状况的快速响应。可着重于通过对分布架构的缩放来实现高性能。所选择的软件和硬件可以是灵活的,以允许出于研究目的进行样机制作、快速重新配置、和重新确定目标。本文中描述的数据流和处理仅仅是示范性的,并且可按需重新配置、融合、划分和组合。本文中描述的示例性模块化架构对于执行数据集中分析而言会是理想的。也可能希望模块化架构以实现与外部平台如内容分析系统、各种插件和服务等有效集成。最后,该示例性硬件和模块化架构可设置有各种系统监控、报告和故障诊断工具。
根据某些实施例,系统24的构件可执行用于自主和远程地控制第一机车20a和第二机车20b的各种方法。例如,远程控制系统60可接收来自第一机车20a和第二机车20b的数据并且在不需要车上操作人员输入的情况下控制第一机车20a和/或第二机车20b的工作。
如图2所示,第一机车20a可包括用于管理第一机车20a的工作的第一控制器30a。同样,第二机车20b可包括用于管理第二机车20b的工作的第二控制器30b。第一控制器30a和第二控制器30b分别控制第一机车20a和第二机车20b的各种子系统。
第一控制器30a还可接收来自第一机车20a的子系统的指示各子系统的工作和/或状态的信息。例如,第一控制器30a可接收来自与子系统相关的传感器的工作数据。第一控制器30a可配置成分析工作数据并识别故障发生。附加地或替代地,第一控制器30a可接收来自机车20a的子系统的故障发生通知。此外,第一控制器30a可配置成接收来自第二控制器30b的工作信息和/或故障发生通知并且将该信息的至少一部分中继至远程控制系统60。第一控制器30a可配置成将指示第一机车20a和/或第二机车20b的工作状况或故障发生的信号传输至远程控制系统60并接收指示对第一机车20a和/或第二机车20b的工作调节的控制信号。
类似地,对于第二机车20b而言,第二控制器30b还可接收来自第二机车20b的子系统的指示子系统的工作和/或状态的信息。例如,第二控制器30b可接收来自与各子系统相关的传感器的工作数据。第二控制器30b可配置成分析工作数据并识别故障发生。附加地或替代地,第二控制器30b可接收来自机车20b的故障发生通知。第二控制器30b可配置成经由第一收发器40a和第二收发器40b将与第二机车20b有关的故障发生通知和/或工作数据传达给第一控制器30a。
第一控制器30a可与第一收发器40a通信连接。第一收发器40a可以是实现第一机车20a与第二机车20b之间的信号接收和传送的硬件和/或软件的任意组合。例如,可使用多单元列车控制(MU)线以在第一机车20a与第二机车20b之间共享信息。例如,第一收发器40a可接收来自第二控制器30b的与第二机车20b相关的工作数据和故障发生通知。附加地或替代地,第一收发器40a可将第二机车20b的控制信号传达给第二控制器30b。第一收发器40a还能够通过网络50无线地传送和接收信号。例如,第一收发器40a可采用移动电话、卫星和/或Wi-Fi技术的组合来经由网络50通信。特别地,第一收发器40a可配置成与远程控制系统60通信。
第二控制器30b可与第二收发器40b通信连接。第二收发器40b可以是实现第二机车20b与第一机车20a之间的信号接收和传送的硬件和/或软件的任意组合。例如,可使用MU(机组)线以在第二机车20b与第一机车20a之间共享信息。例如,第二收发器40b可将来自第二控制器30b的与第二机车20b相关的工作数据和故障发生通知传送至第一收发器40a。附加地或替代地,第二收发器40b可接收来自第一收发器40a的控制信号。第二控制器30b不必包括通过网络50无线通信的能力,但它可包含这种非必要的功能。
在第一收发器40a通过网络50与远程控制系统60通信的同时,第二机车20b将工作数据和故障发生通知传达给第一机车20a的第一控制器30a,第一控制器30a又将给信息中继至远程控制系统60。这样,远程控制系统60不必与编组10的各机车直接通信。例如,根据一些实施例,远程控制系统60与第一收发器40a通信并经由第一收发器40a接收来自第二机车20b的通信。
如上所述,远程控制系统60接收与第一机车20a和第二机车20b的工作有关的信息,分析该信息,并且控制第一机车20a和/或第二机车20b的工作。根据一些实施例,该远程控制系统可自主地控制第一机车20a和第二机车20b。远程控制系统60可以是位于铁路附近的站点。例如,远程控制系统60可包括与第一机车20a和第二机车20b物理地分离的轨旁设备。或者,远程控制系统60可以是移动的,使得它可与第一机车20a和第二机车20b分开地移动。
当第一机车20a和第二机车20b沿着铁路行驶时,可能希望不同的远程控制系统60负责监控和控制第一机车20a和第二机车20b。例如,当编组10处于第二远程控制系统的范围内时,远程控制系统60可将控制移交给该第二远程控制系统。
如图2所示,远程控制系统60可包括收发器70。收发器70可以是通过网络50实现第一机车20a与远程控制器80之间的信号接收和传送的硬件和/或软件的任意组合。例如,收发器70可接收指示第一机车20a和/或第二机车20b的工作数据的信号。类似地,收发器70可配置成接收指示第一机车20a和/或第二机车20b上的故障发生的信号。根据一些实施例,第一收发器40a可采用移动电话、卫星和/或Wi-Fi技术的组合来经由网络50通信。这样,收发器70可通过网络50的促进远程控制系统60的远程控制器80与其它电子设备之间的通信。
远程控制系统60可与第一收发器40a和第二收发器40b中的仅一者通信。例如,根据一些实施例,第二收发器40b可将工作数据传达给第一收发器40a以中继至远程控制系统60。这样,从其它收发器至远程控制系统60的通信经由第一收发器40a执行。
图3是远程控制器80用以接收来自多个源的数据并且使用该数据来远程控制第一机车20a和第二机车20b的示例性方法的流程图。
在步骤110,远程控制器80可接收来自第一收发器40a的工作数据信号。该工作数据信号可指示第一机车20a的工作数据。附加地或替代地,该工作数据信号可指示第二机车20b的工作数据。此类数据可由第一控制器30a经由第一收发器40a发送。此类数据可包含与由第一控制器30a从第一机车20a的子系统接收的与第一机车20a的工作有关的原始数据或经预处理的数据。附加地或替代地,工作数据可包含第一机车20a的故障状况或发生的警告、警报或通知。同样,第二机车工作数据可包含与第二机车20b的工作有关的原始数据或经预处理的数据和/或第二机车20b的故障状况或发生的警告、警报或通知。
在步骤120,远程控制器80可基于第一机车20a和第二机车20b中的至少一者的工作数据来确定对第一控制器30a和第二控制器30b中的至少一者的控制设定的调节。例如,远程控制器80可基于对工作数据的分析来确定机车20a的故障状况。远程控制器80可确定对第一控制器30的控制设定的调节以对故障状况作出响应。附加地或替代地,远程控制器80可基于各种不同因素来确定对第一控制器30a的控制设定的调节。例如,可基于第一机车工作数据、第二机车工作数据、远程控制器80经由信息源90接收的预编程的响应和/或经由用户界面100从在远程控制系统60处工作的操作人员接收的输入中的一者或多者来确定调节。一旦调节被确定,则远程控制器80可远程地控制第一机车20a和/或第二机车20b的工作。
在步骤130,远程控制器80可向第一收发器40a发送控制信号。该控制信号可指示在步骤120中确定的对控制设定的调节。这样,远程控制器80可操作第一机车20a和第二机车20b而不需要来自车上操作人员在第一控制器30a和/或第二控制器30b的输入。
在一些情况下,可能希望远程控制系统60的控制由第一机车20a和/或第二机车20b超驰(override)。因而,远程控制器80可响应于控制信号而经由第一收发器40a接收超驰信号。此类超驰信号可包含拒绝控制信号的调节的指令。超驰信号可非必要地为对第一控制器30a和/或第二控制器30b的一个或多个控制设定作出的替代调节。远程控制器80可通过向第一收发器40a发送第二控制信号来获悉该超驰信号。第二控制信号可指示对第一机车和第二机车中的至少一者的控制设定的替代调节。
工业适用性
本发明的系统和方法提供一种用于远程机车控制的可靠方案。例如,当前描述的系统和方法不需要来自任何车上操作人员的输入以调节机车的控制设定。这些调节可被自主地执行和/或由远程控制站的远程操作人员执行。
本发明的系统和方法可具有多个优于其它设想方案的优点。例如,所公开的系统和方法允许编组或机车由更少的车上操作人员操作,因为一部分工作可由远程操作人员处理。此外,远程控制站可更好地配备以维持用于特定故障发生的最新方案,因为远程操作人员可能在特定技术领域中是专业的。此外,在远程控制站维护较新的软件和更强大的控制器以处理和分析数据比在各个单独的机车上维护此类系统可能更经济。
对本领域的技术人员来说将显而易见的是,能够对远程机车控制系统和用于操作它的相关方法作出各种修改和变更。根据本说明书和对本发明的实践,本发明的其它实施例对于本领域的技术人员来说将显而易见。本说明书和示例应当被认为只是示例性的,本发明的真实范围由以下权利要求和它们的等同方案指示。
Claims (9)
1.一种系统,包括:
与第一机车相关的第一机车控制器;
多个收发器,所述收发器包括与所述第一机车控制器通信连接的第一收发器和与所述第一收发器通信的第二收发器;
与第二机车相关的第二机车控制器,所述第二机车控制器与所述第二收发器通信连接;和
远程控制系统,所述远程控制系统配置成:
接收来自所述第一收发器的工作数据信号,所述工作数据信号指示所述第二机车的工作状况;
基于所述工作数据信号来确定对所述第一机车控制器和所述第二机车控制器中的至少一者的控制设定的调节;并且
向所述第一收发器发送控制信号,所述控制信号指示对所述控制设定的所述调节。
2.根据权利要求1所述的系统,其中,所述远程控制系统配置成与所述多个收发器中的仅一个收发器直接通信,使得从所述多个收发器中的其它收发器至所述远程控制系统的通信经由所述第一收发器执行。
3.根据权利要求1所述的系统,其中,所述第一收发器与所述远程控制系统无线地通信并且所述第一收发器与所述第二收发器利用MU线通信。
4.根据权利要求1所述的系统,其中,所述第一机车和所述第二机车互相通信地连接并且互相物理地分开。
5.根据权利要求1所述的系统,其中,所述远程控制系统是与所述第一机车和所述第二机车物理地分开的轨旁设备。
6.根据权利要求5所述的系统,其中,所述远程控制站的操作人员使用所述远程控制系统上的用户界面操作所述第一机车和第二机车。
7.根据权利要求6所述的系统,其中,所述远程控制系统还配置成基于经由所述用户界面接收的用户输入来确定对所述工作状况的调节。
8.根据权利要求6所述的系统,其中,所述远程控制系统配置成将对所述第一机车和所述第二机车中的至少一者的控制移交给第二远程控制系统。
9.一种自主机车系统,包括:
第一机车,所述第一机车包括第一收发器和配置成控制所述第一机车的工作的第一机车控制器;
第二机车,所述第二机车包括配置成控制所述第二机车的工作的第二机车控制器和配置成将第二机车工作数据传达给所述第一收发器的第二收发器;和
远程控制系统,所述远程控制系统包括:
远程收发器,所述远程收发器与所述第一收发器通信连接;和
远程控制器,所述远程控制器配置成:
经由所述远程收发器接收来自所述第一收发器的工作数据信号,所述工作数据信号指示所述第二机车的工作状况;
基于所述工作数据信号来确定对所述第一机车控制器和所述第二机车控制器中的至少一者的控制设定的调节;并且
向所述第一收发器发送控制信号,所述控制信号指示对所述控制设定的所述调节。
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