CN118116182A - 车辆控制系统 - Google Patents

Abstract

一种车辆控制系统(100)，其包括控制器(106)。控制器(106)被配置为可从具有一个或多个车辆(104)的车辆组(102)接收状态信息。状态信息可指示车辆(104)之一的运行参数。控制器(106)可指引显示设备(112)至少部分基于控制器(106)接收到的状态信息来呈现一个或多个车辆(104)的一个或多个状况。该状态信息可被用于把潜在部件故障在车辆组(102)的持续运行进一步损坏该部件或车辆之前通知操作者。在另一个示例中，状态信息可被用于基于一个车辆的状态或状况以控制或改变另一个车辆的运行，例如，通过响应于无人机群中一个无人机的较低充电状态，改变同一无人机群中一个或多个无人机的移动。

Description

车辆控制系统

相关申请的交叉引用

本申请要求2023年9月19日提交的第18/470,116号美国专利申请的优先权，该美国专利申请要求2022年11月29日提交的第63/428,619号美国临时专利申请的优先权，上述申请的全部公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本文描述的主题涉及系统和方法，用于监控车辆及车辆组的参数，并且基于这些参数，为关于车辆组中一个或多个车辆运行的决策提供信息。

背景技术

一些监控系统接收传感器信息以跟踪车辆组或系统的运行。例如，一些监控系统能接收车辆的温度、速度等，然后将这些显示给车辆操作者。操作者能根据接收并呈现的信息进行控制。但这些系统可能不会获得或显示涉及同一车辆系统中其他车辆的信息。作为结果，指示同一车辆系统中另一车辆的问题或减少运行状态的任何信息，可能要稍后才能便于访问来呈现给不同车辆上的操作者。

这可能会延迟保持车辆系统运行所需维修和/或保养的发现和/或补救。例如，一个车辆操作者可能没有意识到车辆系统中另一个车辆的部件故障或减少运行。车辆系统可能不知该部件的恶化情况而继续移动。这可能会进一步损坏部件(因此相较于更早发现出现故障或损坏的部件，可能会进一步延长维修或保养的时间线)。具有不同于当前可用的系统和方法的系统和方法，这可能是令人期望的。

发明内容

在一个示例中，一种车辆控制系统可以包括具有一个或多个处理器的控制器，其能接收来自具有一个或多个车辆的车辆组的状态信息。所述状态信息可以指示所述车辆之一的运行参数。所述控制器可以指引显示设备至少部分地基于所述控制器接收到的状态信息来呈现所述一个或多个车辆的一个或多个状况。

在一个示例中，一种方法可以包括接收来自布置在车辆组中的车辆的状态信息。所述状态信息可以指示一个或多个所述车辆的运行情况。所述方法也可以包括至少部分地基于接收到的所述状态信息来显示所述车辆组中的车辆的一个或多个状况。

在另一个示例中，一种控制系统可以包括具有一个或多个处理器的控制器，其能接收来自由车辆形成的车辆组的状态信息。所述状态信息可以指示所述车辆的第一车辆的运行参数。所述控制器可以指引所述车辆组中的车辆的第二车辆上的显示设备，至少部分地基于所述控制器接收到的状态信息来呈现所述一个或多个车辆的一个或多个状况。所述控制器可以接收来自第二车辆上的操作者的操作者输入，以基于由所述控制器显示在所述显示设备上的所述一个或多个状况来改变或控制所述车辆组的移动。

附图说明

通过参照附图阅读以下非限制性实施例的描述，可理解本主题，在附图中：

图1示出了车辆控制系统的一个示例；

图2示出了图1所示的车辆控制系统的另一个示例；

图3示出了可以由控制器呈现在输入和/或输出设备上以呈现状态信息的图形用户界面(GUI)的一个示例；以及

图4示出了用于控制车辆组的运行的方法400的一个示例的流程图。

具体实施方式

本文描述的主题的实施例涉及控制系统和方法，其可接收和汇总关于车辆组中的车辆的信息，将此信息呈现在车辆组中的车辆上和/或在非机载系统处，和/或可基于汇总的信息促进车辆组的运行或移动发生改变。接收和汇总的信息不仅可包括涉及车辆性能或运行的信息，还可包括涉及车辆组中车辆的位置或相对位置的信息。该信息可被用于：监控车辆组的运行(例如，从机载位置和/或远程位置)，从机载位置控制车辆组的运行(例如，通过提供信息给人工控制车辆组的机载操作者，或通过从机载控制器自动控制车辆组的移动)，和/或从远程、非机载位置控制车辆组的运行(例如，通过提供信息给人工控制车辆组的非机载操作者或通过从非机载控制器自动控制车辆组的移动来控制移动)。虽然本文描述的一个或多个示例涉及轨道车辆和轨道车辆系统，但是本发明主题的其他实施例可以涉及其他车辆类型和车辆系统。特别是，一个或多个实施例可以涉及例如飞行器(包括无人飞行车辆或无人机)、汽车、卡车、公共汽车、农用车辆、采矿车辆、船舶等。另外地，虽然车辆组的一个或多个示例涉及机械耦合的车辆，但并非所有实施例都限于机械耦合的车辆。一个或多个实施例可以或可替代地涉及机械分离或间隔分开的车辆，例如无人机群、汽车车队、卡车车队或车组等。

图1示出了车辆控制系统100的一个示例。图2示出了图1所示的车辆控制系统的另一个示例。控制系统可以完全放置在由两个或更多个车辆104(例如，车辆104A-F)形成的多车辆组或系统102上，这些车辆可以机械连接或彼此分离。车辆可以表示推进生成式车辆(例如，机车、汽车、卡车、采矿车辆、无人机等)和/或非推进生成式车辆(例如，有轨车、拖车等)。图1示出了作为陆基车辆的车辆，而图2示出了作为空中交通工具的车辆，例如无人机或其他飞行器。

控制系统可包括表示硬件电路的控制器106，该控制器包括和/或连接一个或多个处理器(例如，微处理器、现场可编程门阵列、集成电路等)，其执行本文所述的与控制器有关的操作。控制器可以接收、计算或以其他方式确定车辆和/或车辆的部件108的状态信息。例如，一个或多个感测设备110可以在车辆组中的不同车辆上，用于感测不同车辆的运行参数。运行参数可以包含在状态信息中，或可以表示状态信息。运行参数可以指示车辆的各种不同部件的运行或非运行的状态(例如，故障、恶化情况、意外的或不期望的操作等)。部件可表示本文描述的各种不同的设备、组件和/或系统。

作为一个示例，状态信息可以指示消耗设备控制信号的操作，该信号被传送至作为车辆部件示例的车辆的一个或多个消耗设备。消耗设备可能会消耗能量或燃料以产生动力。例如，消耗设备可以是：消耗用于旋转轴的一种或多种燃料的发动机；消耗电能来旋转轴、轮轴、轮子等的马达；消耗氢气、氧气等以产生电能的燃料电池；等等。状态信息可指示发电设备控制信号的操作，该信号被传送至车辆的一个或多个能量生成/生产设备，其由消耗设备驱动以产生电能。发电设备的示例可以包括发电机、交流发电机、储能设备(例如，电池、电池单元、超级电容器等)、制动器(例如，产生电流的再生制动器)、燃料电池(其产生电流)等等。

获得(例如，由感测设备)的且传送至控制器的状态信息，可包括指示车辆的储能设备和/或能量生产设备的充电状态和/或健康状态(作为另外的车辆部件示例)。充电状态可表示：储能设备充满电或耗尽的程度、储能设备能接收多少附加电荷来储存、和/或储能设备能为负载提供多少能量。

储能设备的健康状态可指示储能设备充分运转或运行的程度。例如，降低的健康状态的值或数，可指示储能设备具有减少的储存容量、减少的充电速率、减少的放电速率、升高的温度或降低的温度(例如，在可接受的温度阈值范围之外)等等，相对于一个或多个其他储能设备(例如，新制造的储能设备、具有较大健康状态值的储能设备和/或具有温度在可接受的范围之内的储能设备)。

能量生产设备的健康状态可指示能量生产设备充分运转或运行的程度。例如，降低的健康状态的值或数，可指示能量生产设备能够以更少数量和/或以降低的速率输出电流或电势，相对于一个或多个其他能量生产设备(例如，新制造的能量生产设备和/或具有较大健康状态值的能量生产设备)。

车辆的一些部件可以作为储能设备、能量生产设备等的负载消耗电能。这些部件的状态可以包括该部件正在消耗多少能量、已经消耗了多少能量、部件消耗能量的速率等。

一个或多个车辆的部件可以表示该车辆的推进系统，例如发动机、马达、交流发电机、发电机、推进器等，其运行以沿着表面、路线、航道等推进或移动该车辆。被感测和/或传送至控制器的健康状态能包括推进系统的健康状态。该健康状态可以是测量值或值，其指示推进系统是或能产生多少推动力、牵引力、马力等(例如，相对于新制造的推进系统或具有较低健康状态值或分数的推进系统)。

车辆组中的一个或多个车辆可以是补给车辆，其保存和承载用于车辆组中(或车辆组外部)的推进生成式车辆的能源。在一个示例中，补给车辆可以是非推进生成式车辆，或可替代地，可以包括推进补给车辆的推进系统。补给车辆的示例包括：能量补给器，其具有储能设备，该设备储存电流或电势为电力负载供电；燃料补给器，其具有储罐，该储罐储存液体和/或气体燃料用于推进系统、能量生产设备等。在一个实施例中燃料可以是单一燃料类型，而在其他实施例中燃料可以是混合多个不同燃料的混合物。在燃料混合物的一个示例中，第一燃料可以是液态的，第二燃料可以是气态的。合适的液体燃料可以是柴油(普通柴油、生物柴油、HDRD等)、汽油、煤油、二甲醚(DME)、酒精等等。合适的气体燃料可以是天然气(甲烷)或短链烃、氢气、氨气等。在一个实施例中，燃料可以包括在本文中所用的被储存的能量。从这个角度，可以包括电池的充电状态(SOC)，或压缩气体的源、飞轮、燃料电池以及其他类型的非传统燃料源。关于补给车辆的状态信息可以包括一个或多个补给车辆上储存的能量和/或燃料的数量、重量、体积等，储能设备的温度，能源或燃料的放电或分配速率，能量或燃料的充电或填充速率等等。可选地，状态信息可基于补给器中储存的能量或燃料的数量指示时间限制和/或距离限制。基于储存的能量和/或燃料的数量，这些限制能指示车辆组还能够行驶多久(例如，时间限制)和/或多远(例如，距离限制)。

一个或多个车辆的机载部件的另一个示例可以是热管理系统。该系统可以包括一个或多个设备，其运行以改变车辆部件的温度。例如，热管理系统可以包括或表示：风扇、鼓风机、通过管道移动冷却剂或加热的流体的泵或将部件移动到较冷或较热区域的马达等，以冷却或加热部件(例如，电阻栅、储能系统、发动机等)。状态信息可以包括关于热管理系统的健康状态、热管理系统的温度、由热管理系统冷却或加热的一个或多个部件的温度、鼓风机或风扇的转速或其他运行速度等的信息。

至少一个车辆可以包括区域或体积(空间)，其被保持在指定温度或在指定可接受温度范围之内用于运输货物或乘客。例如，车辆可包括冷藏卡车或空间，其被保持在足够低的温度，以防止食物、药物或其他易腐材料变质。作为另一个示例，车辆可以运输想要在一定温度之内旅行的乘客，以避免旅行期间太冷或太热。状态信息可以包括乘客所在车辆内部的内部乘客区体积温度。作为另一个示例，车辆可以运输植物或其他货物，其必需被保持在比指定温度更暖的温度，以防止对该植物或货物的损害。状态信息可包括：冷却或加热容纳货物或乘客的体积的热管理系统的健康状态，该体积的温度或温度读数、体积的温度的变化等。

涉及乘客或货物的附加状态信息可以是车辆的储存或承载容量。例如，车辆的状态信息可指示车辆上的乘客数量、车辆上的货物单元数量、车辆上的乘客重量、车辆上的货物重量、在车辆上承载附加数量的货物单元的可用容量、在车辆上承载附加数量的附加乘客的可用容量、在车辆上承载附加重量的货物的可用容量、在车辆上承载附加重量的乘客的可用容量等。

状态信息的另一示例可包括一个或多个车辆的健康状态。如上所述，健康状态可以指示车辆相对于新制造的车辆或另一车辆运转得如何。例如，由车辆产生的动力或作用力、车辆通信的能力、与车辆通信的速率或带宽等。可以是关于车辆的不同类型的状态信息。状态信息能指示引导车辆的状态，例如，该引导车辆指引和/或控制同一车辆组中的一个或多个、或所有的其他车辆的运行。

一个或多个车辆上的部件的另一个示例可以包括定位设备。该设备可输出信号，该信号指示或表示车辆的位置，例如地理位置(例如，经度、纬度、海拔高度等)。定位设备可包括全球导航卫星系统(GNSS)接收器，例如，全球定位系统(GPS)接收器、无线三角测量系统、航位推算系统等。在一个示例中，定位设备可以被包括在车辆设备的末端，例如列车末端设备，其放置在车辆组中的沿着车辆系统的行驶方向最后一个车辆上。该定位设备可输出车辆组沿着或相对于车辆组的行驶或移动方向的末端位置。在一个实施例中，可相对于静止或固定参考点来提供车辆的位置。

除了提供车辆的地点(例如，地理地点)之外，或作为其替代，状态信息可以包括车辆的位置。车辆的位置可以是车辆相对于一个或多个其他车辆的相对位置。例如，一个车辆在两个其他车辆之间的位置、一个车辆在另一个车辆后面三个车辆的位置、距引导车辆的第五个车辆等。换言之，车辆的地点可以是绝对位置，车辆的位置可以是车辆与参考点(例如，一个或多个其他车辆)的相对位置。

车辆的位置可以是车辆的单方向地点或位置。车辆的单方向地点或位置可以是车辆沿着单一方向(或沿着相反或对立方向之一，或沿着线)与参考点的距离。参考点可以是固定地点或可移动地点，例如另一个车辆。例如，图1中的车辆104C可以具有单方向位置：在车辆104A后面两个车辆，在车辆104B后面一个车辆，在车辆104D前面一个车辆，在车辆104E前面两个车辆等等。另外地或可替代地，该距离可以用距离(例如，米、英尺、码等)来表达，替代或补充车辆数量。单方向位置可以表示沿着单一方向车辆之间的间隔或距离，例如，该方向为：车辆组的移动方向、车辆或车辆组面对的方向(例如，当静止或移动时)、车辆或车辆组所在路线的朝向等等。可选地，单方向位置可以表示沿着相反或对立方向车辆之间的间隔或距离，这样的方向为：沿着且对立于车辆组的移动方向、沿着且对立于车辆或车辆组面对(例如，当静止或移动时)的方向、沿着且对立于车辆或车辆组所在的路线的朝向等等。

车辆的位置可以是车辆的多方向地点或位置。车辆的多方向地点或位置可以是车辆沿着两个或更多方向与参考点的距离。参考点可以是固定地点或可移动地点，例如另一个车辆。例如，图2中的车辆104C可以具有多方向位置，该位置由沿着三个或更多方向与一个或多个其他车辆104A-B、104D-F的距离来定义。可选地，多方向位置可以表达为绝对位置，例如经度、纬度、海拔高度等。

对于彼此机械耦合或彼此机械分离的车辆，控制器可以接收单方向位置和/或多方向位置。单方向位置和/或多方向位置可以与指示车辆状态或情况的附加信息一起传送至控制器。例如，单方向位置和/或多方向位置可以包括或可以与以下参数一起传送至控制器：与所报告的单方向位置和/或多方向位置有关的车辆的或另一个车辆(例如，用作测量单方向位置和/或多方向位置的参考点的车辆)的附加参数，例如，移动速度、制动力、推进力、前进方向(例如，该车辆或另一个车辆是否正在向左、向右、向上或向下移动)。

其他类型的状态信息可以包括：加速系统(例如，推进系统，例如系统以不同速率加速的能力或容量)的状况、制动系统(例如，制动器可以施加的制动力、储存罐、制动缸等的气压)、车辆中的电气或机械开关的位置、车辆运行在分布式动力模式还是其他模式(分布式动力模式指引车辆组中的车辆集以产生牵引力或推进电平)、独立制动器或其他制动手柄的状态或位置、制动气流或制动能力、个体车辆相对于地图参考方向的前进方向、一个或多个车辆的朝向等等。另外的示例包括：通过或沿着车辆组的列车线传送的数据或信息、制动手柄或其他制动输入设备的位置或状况(例如，独立制动手柄位置、自动制动手柄位置等)、车辆之间的分布式动力布置方式或通信的状况、停用或切断的马达或其他推进设备的标识，关于车辆的配置信息(例如，品牌、型号、制造年份、马力容量等)、制动系统或设备的测量值(例如，空气制动系统中的气压、空气制动系统中的气流等)、通信状况(例如，两个或更多车辆是否彼此通信链接，例如在分布式动力布置方式中)、车辆组的运行模式(例如，车辆组是运行在分布式动力模式还是另一种模式)、发动机控制开关的位置或状态、反向器手柄(或控制车辆移动方向的其他设备)的状态或位置、发动机运行列车线上是否存在电压或其他信号、发电机磁场列车上是否存在电压或其他信号等。状态信息的另外的示例描述在本文中。

控制器可从感测设备、操作者等接收状态信息，以及能使用该信息以通知车辆组的操作者，命令操作者如何控制或改变车辆组的运行(例如，移动)，和/或自动控制或改变车辆组的操作。控制系统可以包括输入和/或输出设备112，其放置在车辆组中的一个或多个车辆上和/或非机载位置114(例如，调度设施、远程控制车辆或车辆组的运行的远程控制设备等)。输入和/或输出设备可表示电子显示器、触摸屏、扬声器等，其呈现信息并且可选地可接收来自操作者或车辆组的一个或多个部件的输入。控制器可通过发送信号至输入和/或输出设备来指示输入和/或输出设备呈现信息给操作者。该信息可表示本文描述的车辆和/或车辆部件的状况，以及可由操作者和/或控制器使用来监控车辆组中的车辆的运行，以基于状态信息识别在降低的水平或以其他不期望的方式运行的车辆或车辆部件，以改变该车辆的运行等等。

图3示出了人机界面(HMI)或图形用户界面(GUI)300的一个示例，其可由控制器呈现在输入和/或输出设备上，以呈现状态信息。GUI包括若干显示区域302、304、306，其中可以呈现状态信息或派生于状态信息的其他信息。派生的信息可基于状态信息进行聚合、计算或以其他方式形成(而不仅是实际状态信息的呈现)。第一区域302可以图形化地显示同一车辆组之内的车辆的集合308、310的布置。每一个车辆集可以由同一车辆组中的一些但不是全部的车辆组成。例如，车辆的第一集合308包括车辆104A-D，其通过导电通信通路312，例如电线、电缆、总线等，彼此通信耦合。车辆的第二集合310可以包括车辆104E-F，其通过另一个导电通信通路彼此通信耦合，该导电通信通路与连接第一集合中车辆的导电通信通路分开，且不直接相连。车辆的第一和第二集合可以通过一个或多个无线通信通路或连接314彼此通信耦合。可替代地，车辆组可以仅具有车辆的单个集合和/或可以具有车辆的两个以上的集合。可选地，至少一个该集合中的车辆和/或该组中的所有车辆可以通过无线通信通路而不是导电通信通路来进行连接。

控制器接收到的状态信息可指示哪些车辆彼此通信耦合及车辆的相对位置、车辆是通过无线还是有线通路进行连接等。控制器可指引输入和/或输出设备在GUI的第一区域中以图形化地呈现此状态信息，如图1中一个示例所示。

GUI的第二区域304可呈现识别出的故障的列表、表格或其它排列方式。故障可以是识别出的错误、故障、恶化情况、运行异常、恶化健康等，其被包括在状态信息中，或其从状态信息派生。例如，控制器可以响应于识别出或检测到车辆部件的状态信息而识别出及列出第二区域中的故障，该状态信息表明：该部件未运行(例如，车辆的发动机停用)、热管理系统中发生泄漏(例如，响应于热管理系统中加热或冷却介质的压力降低)等。故障可以被列出在与某车辆有关的位置中，而该车辆具有与故障有关的部件，以使操作者或GUI的其他观看者能快速且轻易地确定故障的位置和故障对车辆组持续运行的潜在影响。

GUI的第三区域306可呈现车辆组中车辆的某些部件的当前状态或状况的列表、表格或其它排列方式。该区域可以包括将该车辆的不同部件318的状态316与该车辆的不同车辆相关联的表格或其它排列方式，以便GUI的操作员或其它查看者能够快速且轻易地识别出部件的状态。作为几个示例，GUI的此区域能显示车辆推进系统的当前油门(throttle)设置、推进系统的输出(例如，扭矩或推进系统产生的牵引力)、车辆的移动速度、车辆燃油泵的激活或未激活状况、车辆发动机的激活或未激活状况(例如，可以由感测设备和/或控制器基于是否存在延伸在车辆之间导电通路，例如发动机运行开关，上传导的电势来检测)，能源生产设备的激活或未激活状况(例如，车辆上交流发电机是否激活以产生或输出电流的指示)，车辆的方向控制器的位置(例如，反向器手柄、档位开关等的位置)、车辆的油门或其他手柄的位置和/或车辆的制动状况。

如GUI所示，控制器可指引输入和/或输出设备，以允许操作者快速且轻易地识别出车辆组中车辆相对位置的方式，呈现代表车辆的图标及相关联的状态信息。例如，代替按另一个顺序列出车辆，可以按匹配或对应车辆布置的顺序来呈现车辆的状态信息。

控制器可以接收来自操作者的输入(例如，经由输入和/或输出设备、或另一个输入设备)以基于所呈现的状态信息改变和/或能自动改变一个或多个部件的状态。例如，基于状态信息，该状态信息指示车辆的一个或多个部件(例如推进系统、热管理系统等)的故障或其他不期望的状态，控制器能减慢或停止该部件的运行，以避免进一步损坏车辆的该部件和/或其他部件。这可减少对有故障的热管理系统的需求或防止其持续运行热损坏另一个部件，对恶化的发动机进行减额(derate)或制止其持续运行以避免损坏发动机等。可以识别出、分类和可能解决发生于部件中的故障，以减少或避免对部件的损坏。

控制器可以重复地更新被呈现的状态信息或检查对其的更新。响应于在阈值时间段或时间窗口(例如，工作周期、通信周期等)内未接收到或更新状态信息，控制器可以命令操作者或者可以自动地改变未接收到或更新状态信息的部件的状态或运行模式。例如，部件可以被减额或切换至安全运行模式(使得对部件的最大可能输出施加人为或其他限制，该限制低于此输出的最大上限)。减额或安全运行模式可允许车辆持续运行在减低状态中，例如在跛行回家(limp-home)运行模式中、滑行运行等。

控制者可以改变一个或多个其他车辆的移动或其他状态，以考虑到或补偿改变的车辆的状态。例如，响应于控制器识别出有故障的部件、对部件进行减额或改变第一车辆的部件至安全运行模式，控制器可以改变一个或多个其他车辆的部件的状态或情况，以考虑到或补偿该有故障的部件、被减额的部件或安全运行模式部件。控制器可基于第一车辆和其他车辆之间的相对位置来确定其他车辆的哪些部件被改变和/或改变的程度或数量。例如，如果机车具有被减额的发动机，减额机车的同一集合之内的其他机车可以增加油门设置或这些其他机车的发动机的其他输出以补偿该减额机车。控制器可以不增加同一车辆组中另一个机车的集合中的机车的输出。例如，如果车辆104A-D在一个集合中，而车辆104E-F在同一车辆组另一个集合中，且车辆104E具有被减额的发动机，则控制器可以指引同一集合中车辆104F的发动机增加输出，然而并不改变另一集合的车辆104A-D中的发动机的输出或不基于减额的机车来改变。

作为另一个示例，可以改变不同车辆的移动以考虑到另一个车辆的信息的状态。例如，如果第一无人机，相对于同一车辆组中的其他无人机，没有按预期移动、被减额、电池有故障、推进器有故障、充电状态降低等，则该无人机可能无法如预期或期望那样迅速、快速等地移动。控制器能控制其他无人机减速、不太快地改变方向或海拔高度等，以考虑到第一无人机以及保持无人机组作为一个有凝聚力的单元来移动并保持无人机相对彼此的协调移动。

图4示出了用于控制车辆组的运行的方法400的一个示例的流程图。该方法能表示本文描述的由控制系统执行的操作。在步骤402，从布置在车辆组中的车辆接收状态信息。状态信息能表示车辆的一种或多种运行情况。在步骤404，至少部分地基于接收到的状态信息来呈现车辆组中的车辆的状况。该信息能经由输入和/或输出设备上的显示来呈现。该信息的呈现能帮助操作者和/或控制系统解决任何故障或其他问题，以及避免由等待修复故障、被减额车辆部件等可能造成的故障或问题进一步损坏部件。在步骤406，至少部分地基于接收到的状态信息来改变车辆组中的一个或多个车辆的移动。例如，可以减额车辆的推进系统，可以改变无人机的前进方向使得无人机组或群持续以定义的图案或布置方式一起移动，即使其中一个或多个无人机由于较低的充电状态已减少推进力的输出。该方法的流程可以终止或返回到先前步骤以重复一个或多个步骤。

在一个实施例中，GUI可显示车辆系统中的多个车辆的图像及每个车辆的相关运行参数。填充GUI的信息来自传感器信号和存有与所显示车辆相关信息的数据库。附加输入信息可出现的形式有：清单信息(特别是牵引重量)、维护记录、燃料类型(以及数量和质量)和部件规格，例如牵引电机能力(每吨马力)。这可以用于计算可用功率和牵引力，可将其与运输重量进行比较以确定预期加速度。其他输入因素可以包括发动机运行负载(例如RPM)和路线坡度(如果有)。预期加速度可与实际或测量的加速度进行比较。可注意到差异以供进一步分析。但是，控制器可以确定，可用的马力/牵引力(如测量的)是否足以满足穿过整个预测路线的需求。例如，如果车辆系统似乎被配置用于足够的功率，但测量的可用功率小于预期且小于别处的最大功率要求(例如要在路线沿途爬山)，控制器发送通知信号或警告。功率不足的原因可以被识别出来并进行纠正。可检测到的有关运行情况包括：当试图移动时仍施加手刹、锁定的轴、电气短路或电阻等。这也可适用于通过第三条轨道或接触网运行的电动车辆。

在一个实施例中，控制系统可以部署具有本地数据收集系统，该系统可以使用机器学习以能够取得基于推导的学习结果。控制器通过做出数据驱动的预测和根据数据集进行适配，可以从一套数据(包括由各种传感器提供的数据)中学习并对其做出决策。在实施例中，机器学习可以包含通过机器学习系统执行多个机器学习任务，比如监督学习、无监督学习和强化学习。监督学习可以包括提交一套示例输入和期望输出给机器学习系统。无监督学习可以包括通过比如模式检测和/或特征学习等方法结构化其输入的学习算法。强化学习可以包括机器学习系统，该机器学习系统在动态环境中执行然后提供关于正确和错误决策的反馈。在示例中，机器学习可以包括基于机器学习系统的输出的多个其他任务。在示例中，任务可以是比如分类、回归、聚类、密度估计、降维、异常检测等机器学习问题。在示例中，机器学习可以包括多个数学和统计技术。在示例中，许多类型的机器学习算法可以包括基于决策树的学习、关联规则学习、深度学习、人工神经网络、遗传学习算法、归纳逻辑编程、支持向量机(SVM)、贝叶斯网络、强化学习、表征学习、基于规则的机器学习、稀疏字典学习、相似性和度量学习、学习分类器系统(LCS)、逻辑回归、随机森林、K均值、梯度提升、K近邻(KNN)、先验算法等。在实施例中，可以使用某些机器学习算法(例如，用于解决可能基于自然选择的约束和非约束的优化问题)。在示例中，该算法可以用于解决混合整数编程的问题，其中某些组件被限制为整数值。算法、机器学习技术和系统可以用于计算智能系统、计算机视觉、自然语言处理(NLP)、推荐系统、强化学习、构建图形模型等。在示例中，机器学习可以用于车辆性能和行为分析等。

在一个实施例中，控制系统可包括可应用一个或多个策略的策略引擎。这些策略可以至少部分基于给定设备或环境的特性。对于控制策略，神经网络能够接收许多环境的和与任务相关的参数的输入。这些参数可以包括车辆组的已确定行程计划的标识、来自各种传感器的数据，以及地点和/或位置数据。基于这些输入，神经网络能被训练以产生输出，该输出表示车辆组应采取的动作或动作序列，以完成行程计划且避免与其他车辆或车辆组的干扰/碰撞。在一个实施例的操作期间，经过神经网络的参数处理输入以在输出节点生成一个值，其指定该动作为期望的动作，由此一个决定就能出现。此动作可以转换为引起车辆操作的信号。这可以凭借反向传播、前馈流程、闭环反馈或开环反馈来完成。可替换地，不使用反向传播，控制器的机器学习系统可以使用进化策略技术来调节人工神经网络的各种参数。控制器可以使用神经网络架构，其函数可能并不总是使用反向传播可求解的，例如非凸函数。在一个实施例中，神经网络具有一套参数，其表示其节点连接的权重。该网络的许多副本产生出来，然后对参数做出不同的调整，以及进行仿真。一旦获得各种模型的输出，可以使用已确定成功指标来评估它们的性能。选择最佳模型，控制系统实行该计划以取得期望的输入数据，以反映所预测的最佳结果场景。另外地，成功指标可以是优化结果的组合，这些结果可以相对于彼此进行权衡。

在一个示例中，一种车辆控制系统可以包括具有一个或多个处理器的控制器，其能接收来自具有一个或多个车辆的车辆组的状态信息。所述状态信息可以指示所述车辆之一的运行参数。所述控制器可以指引显示设备，至少部分地基于所述控制器接收到的状态信息来呈现所述一个或多个车辆的一个或多个状况。

车辆组中的多个车辆可以以确定的方式相对于彼此布置。控制器可以呈现多个车辆相对于彼此的布置。状态信息可以指示：(a)第一状态，关于消耗设备控制信号被传送至车辆的消耗能量或燃料以产生动力的一个或多个消耗设备，和/或(b)第二状态，关于发电设备控制信号被传送至车辆的由所述一个或多个消耗设备供电以产生电能的一个或多个发电设备。控制器可以至少部分地基于接收到的状态信息来指引或控制车辆组中的一个或多个车辆的运行。响应于在预期接收到状态信息的窗口期间没有接收到状态信息，控制器可以确定将一个或多个车辆减额或切换至安全运行模式。控制器可以改变一个或多个车辆的移动，以考虑到或补偿车辆组之内被减额的车辆的减额状况或相对位置。

车辆可以是飞行无人机，响应于至少一个第二飞行无人机与降级(degraded)状况相关联，控制器可以改变至少一个第一飞行无人机的移动，以维持飞行无人机相对于彼此的协调移动。状态信息可以表示，车辆组中的车辆的一个或多个储能设备或一个或多个能量生产设备的充电状态和/或健康状态。状态信息可以表示，车辆组中的车辆之一的推进系统的健康状态。

控制器可以接收车辆组的一个或多个非推进生成式车辆的状态信息。控制器可以接收向车辆组中的一个或多个其他车辆供应能量或燃料的一个或多个能量补给器或燃料补给器的状态信息。控制器可以接收车辆的状态信息，为包括放置在车辆组中的车辆上的热管理系统的健康状态，和/或车辆组中的车辆之内的储存隔间的温度读数。

控制器可以接收车辆的状态信息，为包括车辆内部的内部乘客区体积温度、车辆汲取的电能的数量、车辆中的推进生成式的引导车辆的健康状态、和/或车辆的乘客容量。对于车辆彼此机械耦合的车辆组，控制器可以接收车辆组中至少一个车辆相对于车辆组中该车辆的其他车辆的单方向位置。对于车辆彼此机械分离的车辆组，控制器可以接收车辆组中至少一个车辆相对于车辆组中该车辆的其他车辆的多方向位置。

在一个示例中，一种方法可以包括接收来自布置在车辆组中的车辆的状态信息。状态信息可以指示一个或多个该车辆的运行情况。所述方法也可以包括，至少部分地基于控制器接收到的状态信息来显示该车辆组中的车辆的一个或多个状况。

所述方法也可以包括，至少部分地基于接收到的状态信息来改变车辆组中的一个或多个车辆的移动。响应于从一个或多个车辆未接收到状态信息，可以通过指引或控制一个或多个车辆的运行到减额的状态来改变移动。可以改变移动，以考虑到或补偿降级状态，该状态被指示用于车辆组中车辆的一个或多个状况。

在另一个示例中，控制系统可以包括具有一个或多个处理器的控制器，该处理器可接收来自由车辆形成的车辆组的状态信息。所述状态信息可以指示所述车辆的第一车辆的运行参数。所述控制器可以指引所述车辆组中的车辆的第二车辆上的显示设备，至少部分地基于所述控制器接收到的状态信息来呈现所述一个或多个车辆的一个或多个状况。所述控制器可以接收来自第二车辆上的操作者的操作者输入，以基于由所述控制器显示在所述显示设备上的所述一个或多个状况来改变或控制所述车辆组的移动。

使用比如“...和...中的一个或多个”、“...或...中的一个或多个”、“...和...中的至少一个”和“...或...中的至少一个”意在涵盖包括：与该短语连着使用的多项中的单独一项，与该短语连着使用的每项中的至少一项，或者与该短语连着使用的任一或每项中的多个项。例如，“A、B和C中的一个或多个”、“A、B或C中的一个或多个”、“A、B和C中的至少一个”和“A、B或C中的至少一个”各自都能表示：(1)至少一个A，(2)至少一个B，(3)至少一个C，(4)至少一个A和至少一个B，(5)至少一个A，至少一个B和至少一个C，(6)至少一个B和至少一个C，或(7)至少一个A和至少一个C。

如本文所使用的，以单数形式记述并且前面带有词语“一”的要素或步骤不排除所述要素或操作的复数，除非明确声明这一排除。此外，对本发明“一个实施例”的引用并不排除存在包含所述特征的另外的实施例。再者，除非明确声明相反，实施例“包括(comprising、comprises、including或includes)”或“具有(having或has)”一个要素或具有特定性质的多个要素可以包括不具有该性质的另外的这些要素。在所附权利要求中，词语“包括(including)”和“其中(in which)”被用作其各自相应词语“包括(comprising)”和“其中(wherein)”的简明英语等效词。再者，在以下权利要求中，词语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标记，并不对其对象施加数值要求。而且，以下权利要求的限制不是以手段加功能的格式编写的，也不旨在基于35U.S.C.§112(f)进行解释，除非且直到这些权利要求的限制明确使用短语“的手段(means for)”并且其后是没有更多结构的功能声明。

此书面描述使用示例以公开主题的几个实施例，包括最佳模式，并使本领域的普通技术人员能够实践主题的实施例，包括制造和使用任何设备或系统以及执行任何合并的方法。主题的可获专利权的范围由权利要求定义，以及可以包括发生在本领域普通技术人员之一想到的其他示例。如果这些其他示例具有与权利要求的字面语言没有区别的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的字面语言没有实质性区别的等效结构要素，则这些其他示例旨在落入权利要求的范围之内。

Claims (10)

1.一种车辆控制系统(100)，包括：

控制器(106)，具有一个或多个处理器，

所述控制器(106)被配置为，接收来自车辆组(102)的状态信息，所述车辆组具有一个或多个车辆(104)，所述状态信息指示所述车辆(104)之一的运行参数，以及

所述控制器(106)还被配置为，指引显示设备(112)至少部分地基于所述控制器(106)接收到的所述状态信息来呈现所述一个或多个车辆(104)的一个或多个状况。

2.根据权利要求1所述的系统(100)，其中，

所述车辆组(102)中的多个车辆(104)以确定的方式相对于彼此布置，以及

所述控制器(106)还被配置为，呈现所述多个车辆(104)相对于彼此的布置。

3.根据权利要求1所述的系统(100)，其中，所述状态信息指示以下一项或两项：

(a)第一状态，关于消耗设备控制信号被传送至所述车辆(104)的消耗能量或燃料以产生动力的一个或多个消耗设备，或

(b)第二状态，关于发电设备控制信号被传送至所述车辆(104)的由所述一个或多个消耗设备提供动力以产生电能的一个或多个发电设备。

4.根据权利要求1所述的系统(100)，其中，所述控制器(106)被配置为：

至少部分地基于接收到的所述状态信息来指引或控制所述车辆组(102)中的一个或多个所述车辆(104)的运行。

5.根据权利要求4所述的系统(100)，其中，所述控制器(106)被配置为：

响应于在预期接收到所述状态信息的窗口期间没有接收到所述状态信息，将所述一个或多个车辆(104)减额或切换至安全运行模式。

6.根据权利要求5所述的系统(100)，其中，所述控制器(106)被配置为：

改变所述车辆(104)中的一个或多个车辆的移动，以考虑到或补偿所述车辆组(102)之内具有减额状况的一个或多个车辆(104)的减额状况或相对位置。

7.根据权利要求6所述的系统(100)，其中，

所述车辆(104)是飞行无人机，以及

所述控制器(106)被配置为，响应于至少一个第二飞行无人机与降级状况相关联，改变至少一个第一飞行无人机的移动，以维持所述飞行无人机相对于彼此的协调移动。

8.根据权利要求1所述的系统(100)，其中，所述状态信息表示：所述车辆组(102)中的所述车辆(104)的一个或多个储能设备或一个或多个能量生产设备的充电状态和/或健康状态。

9.根据权利要求1所述的系统(100)，其中，所述状态信息表示：所述车辆组(102)中的所述车辆(104)之一的推进系统(100)的健康状态。

10.根据权利要求1所述的系统(100)，其中，所述控制器(106)被配置为：

接收所述车辆组(102)的一个或多个非推进生成式车辆(104)的所述状态信息。