CN1902074A - 机车遥控系统 - Google Patents

Abstract

一种用于机车(16)的遥控系统(10)，包括：传感器(15)，装载于该机车上，用于提供机车信息。该系统还包括发射机(13)，用于将该机车信息从机车传送到没有装载于机车上的操作员控制单元(OCU)(12)。图形显示器(24)与OCU相关联，用于以图形格式向OCU的操作员显示机车信息。机车控制单元(LCU)(14)与OCU进行通信，并可操作以响应于操作员对OCU的操纵而控制机车。

Description

机车遥控系统

相关申请的交叉引用

该申请要求2003年12月9日提交的美国临时申请序列号No.60/528,016的优先权，并通过参考将其合并于此。

技术领域

本发明涉及机车的遥控领域，并具体地，涉及远程无线电传送装置上的信息显示。

背景技术

已知的是使用由铁路修车场职员(rail yard personnel)控制的远程无线电传送装置来遥控调车场中的机车。现代遥控系统允许修车场操作员使用由位于要控制的机车附近但不在该机车上的操作员携带的电池供电的便携式操作员控制单元(OCU)，来控制由车载的机车控制单元(LCU)控制的、无人驾驶的配备有微处理器的调车机车。在OCU和LCU之间建立两路无线通信。操作员控制机车的运动，同时将机车操作数据和告警从机车返回到OCU。诸如速度和制动系统压力的机车数据、和告警经由包括在OCU中的双行文本消息显示而被显示给操作员。

附图说明

单张图是提供到铁路修车场环境的增强型集成的改进机车遥控系统的示意表示。

具体实施方式

现有技术的机车遥控系统已起到隔离装置的作用，其允许操作员远程地控制机车，但是没有将关于机车工作的环境的信息提供给操作员。本发明扩展了机车遥控系统的能力，以便提高操作员在铁路修车场环境内起作用的能力。如下所述，通过添加新数据处理、通信、和用户接口能力，可以增强远程机车控制操作的生产率(productivity)和安全性。

改进的机车遥控系统10在图中被图示为包括：具有处理器30和与机车发射机13进行无线通信的OCU发射机21的操作员控制单元(OCU)12、以及装载于所遥控的机车16上的机车控制单元(LCU)14。无线链路可能还包括与路旁设备18和/或集中式控制中心20的通信。OCU 12包括本领域已知的各种控制杆、按钮、开关、和LED指示器22。此外，OCU 12包括用于以各种格式向操作员显示信息的图形显示面板24。与过去使用的简单字母数字显示形成对比的是，图形显示面板24可以为CRT、LED、LCD、或等离子显示器、或者本领域中现在已知或将来开发的其它图形显示元件，例如现今一般使用于PDA装置上的那种类型。在实施例中，可以将图形显示器配置为多功能GUI。显示面板24可以仅仅为输出装置，或者其可以为诸如触摸屏的输入/输出装置。该显示面板24可以替换或增补现有技术操作员控制单元中已知的双行字母数字显示。

表示铁路修车场中的轨道系统的布局和设备的信息被存储在例如控制中心20中的轨道数据库中、或者被本地存储在诸如OCU 12的存储器中的轨道数据库中。在一个实施例中，可以提供机车16正在其中工作的调车场的地图，其示出一个或多个机车16相对于修车场内的铁路线的地形(features)和/或其它车辆的位置。通过使用检测具有唯一标识符的多个机车的每一个的路旁传感器、或者通过使用将位置信息传送到机车16的发送应答器19，机车16上的GPS单元15可获得位置信息。例如，机车16可以读取位于沿着轨道旁边的已知位置上的诸如AEI标志的发送应答器，以便在机车16经过该标志时提供位置信息到该机车16。该位置信息被从机车16、路旁设备18、或者控制中心20传送到OCU 12。其中建立了特别操作约束的调车场区(诸如速度极限已降低的地带)可以在显示面板24上突出显示，诸如通过以不同颜色或者用闪烁的指示符显示。告警可类似地通过颜色、闪烁指示符或亮度变化等而突出显示在显示面板24上。

另一方面，在铁路修车场中工作的多个受OCU遥控的机车16可各自被分配唯一指示符，以便从各个OCU 12接收控制指令。铁路修车场中的每个机车16的位置可以由例如控制中心20来跟踪。每个OCU 12可被配置为用于寻址具有特定唯一标识符的所选择的机车之一并与其进行通信，用以控制各个机车16的运动。OCU 12可以显示关于受控机车16的位置的显示信息，并也可以显示关于铁路修车场中的不受该OCU 12控制的其它机车16的各自位置的信息。

在另一个实施例中，显示面板24可用于显示由诸如位于机车16上或与铁路线28相关联的另一个位置上的一个或多个照相机26之类的成像装置观察到的图像。为了节约使用可用的无线带宽，传送到OCU的图像通信可以为单帧信息，或者可以仅仅在操作员请求时才传送活动图像场面。与一个或多个照相机26相关联的视频处理系统25可自动地感测机车26的路径中的铁路28上的障碍物27，并可以提供告警给操作者。障碍物的视频表达可中断正在显示面板24上显示的某些其它信息，或者操作员可以受该告警的提示而请求视频信息的显示。其它实施例可以利用机车上的其它类型的传感器，例如声纳、超声波、雷达、IR、激光传感器，并且在显示面板24上显示的图像可以为从这些传感器中产生的实际图像和/或从这些传感器中产生的信息的图形表达。从OCU 12传送的指令可遥控该成像装置26。例如，操作员可配置各种控制杆、按钮、和开关22中的至少一个，以便基于适当的控制杆、按钮、和/或开关22的定位来控制成像装置26。可以将成像装置26所获取的图像也传送到控制中心20的显示器，而控制成像装置操作的控制信号可以从控制中心20发送到机车16上的成像装置26。

调车场中的车辆运动是高度复杂并受控的过程。典型地，遥控机车操作员被给予逐条列出集合于铁路修车场中的列车的期望配置的调车表(switchlist)(工作程序(work order))的硬拷贝(纸)。调车表详细列出了机车16在铁路修车场内的预期运动。操作员遵循调车表上的指令，并然后在调车表上逐条列出的运动完成时，经由无线电或亲自向回报告到控制中心20。物理上运动到接收调车表的位置可能要花费大量时间，这取决于操作员在修车场内的位置。此外，在操作OCU 12时难以持有纸调车表，并且由于天气原因，该纸调车表经常掉落或损坏。在本发明的其它实施例中，将该工作程序存储在诸如位于控制中心20中的数据库23之类的数据库中，并经由OCU 12上的显示器24而显示给操作员。调车表到操作员的通信用时很少，并且其消除了与调车表的硬拷贝相关联的问题。操作员也可以经由OCU无线链路，诸如通过操作被配置为传送这个信息的各种控制杆、按钮、和开关22之一，而将调车表中定义的运动的完成向回传达到控制中心20。此外，诸如当有缺陷的铁路车厢被发现并故意不计入列车时，与调车表的偏离可以被迅速传达到控制中心20。

可以将机车16的故障传达到OCU 12，并且机车16的健康状态信息可以经由显示面板24而显示给操作员。装载于机车16上的传感器17监视指示机车16的健康状况的参数。该信息被经由LCU 14而传送到OCU 12以显示给操作员。处理器接收该健康状况信息，并生成机车操作推荐，以显示在OCU 12上。也可以在机车16或控制中心20中处理该健康状况信息，以便生成用于传送到并显示在OCU 12上的操作推荐。显示的信息可包括错误信息，并且它还可以包括给操作员的用以修复/排除故障的指令。一系列修复动作可以与诸如存储于控制中心20、OCU 12或者装载于机车16中的数据库中的每个可能错误代码相关联。当故障出现时，经由显示于OCU 12上的指令，而引导操作员进行修复动作。例如，指令可包括例如文本、图形和/或绘画信息。操作员可经由显示面板24或经由其它部件而确认动作和/或提供其它类型的反馈，以进行进一步的诊断处理。这样为了校正故障的目的而完成了错误的树序列(tree sequence)。可替换的是，操作员可接收操作推荐，其指示操作员将机车领出服务范围、和/或将机车移动到旁边或服务设施以便更有效地进行修复而不妨碍铁路修车场的操作。也可以将操作参数和/或服务以及操作推荐传送到控制塔上的显示器，以便进行监督复查。

对关于受遥控的机车的某些紧急情况的响应已知为包括实施动作之前的计时的递减计数。显示面板24可用于用数字或者用图形表达来显示这样的递减计数，以便向操作员提供对未决的自动紧急动作的增强的认知。

尽管这里已经示出和描述了本发明的各种实施例，但明显的是这些实施例仅仅是作为示例提供的。在不脱离这里的发明的情况下，对本领域的技术人员而言将出现无数的变更、改变、和替换。

Claims (25)

1.一种用于机车的遥控系统，包括：

传感器，装载于机车上，并提供机车信息；

发射机，将机车信息从机车传送到没有装载于机车上的操作员控制单元(OCU)；

图形显示器，与该OCU相关联，用于以图形格式向该OCU的操作员显示该机车信息；以及

机车控制单元(LCU)，与该OCU进行通信，并可操作以响应于操作员对该OCU的操纵而控制该机车。

2.根据权利要求1的系统，其中该传感器包括位置确定装置，用于提供包括机车位置的机车信息。

3.根据权利要求2的系统，还包括表示铁路修车场中的轨道布局的轨道数据库，与OCU进行通信，以便允许OCU用图形显示铁路修车场中的机车相对于轨道布局的位置。

4.根据权利要求3的系统，当用于控制铁路修车场中的每个都具有唯一标识符的多个机车时，该系统包括用于确定每个机车的各自位置的多个传感器、和OCU上的发射机，该发射机用于利用显示所选择的受控机车之一的相应位置的OCU，来寻址所述所选择的机车之一并与其进行通信，以便控制所述所选择的机车之一的运动。

5.根据权利要求4的系统，其中该OCU显示铁路修车场中的与所选择的一辆机车不同的其它机车的各自位置。

6.根据权利要求2的系统，其中该位置确定装置包括GPS接收机。

7.根据权利要求2的系统，其中该位置确定装置包括发送应答器读出器。

8.根据权利要求7的系统，其中该发送应答器读出器包括自动设备标识(AEI)标志读出器。

9.根据权利要求1的系统，其中该传感器包括成像装置，用于提供包括从机车观察到的图像的机车信息，从而在远离受OCU控制的机车的OCU上显示该图像。

10.根据权利要求9的系统，其中该成像装置是摄像机。

11.根据权利要求9的系统，其中该成像装置是超声波装置。

12.根据权利要求9的系统，其中该成像装置是雷达装置。

13.根据权利要求9的系统，还包括第二成像装置，其中一个成像装置位于机车的前部，而另一个成像装置位于机车的后部。

14.根据权利要求9的系统，还包括OCU上的发射机，用于传送控制成像装置的操作的控制信号。

15.根据权利要求9的系统，还包括障碍物检测传感器，用于检测在距机车的预定距离内的障碍物。

16.根据权利要求1的系统，还包括数据库，其存储详细说明铁路修车场中的机车的预期运动的工作程序。

17.根据权利要求16的系统，还包括数据库发射机，用于传送工作程序到OCU，使得选定机车受OCU控制而在铁路修车场中运动；由此该工作程序被显示在OCU上，以由正在控制轨道场地中的机车的运动的OCU操作员完成该工作程序。

18.根据权利要求16的系统，还包括铁路修车场中的各自具有唯一标识符的多个机车，其具有用于存储与特定机车相关联的工作程序的数据库、和用于传送受控的机车的标识符的OCU发射机。

19.根据权利要求16的系统，还包括OCU上的数据输入装置，用于由OCU操作员给出该工作程序的工作完成的通知。

20.根据权利要求1的系统，其中该传感器包括机车健康状况监视器，用于提供包括指示机车的健康状况的信息的机车信息。

21.根据权利要求20的系统，还包括处理器，接收指示机车的健康状况的信息，并生成机车操作推荐以显示在OCU上。

22.根据权利要求20的系统，还包括处理器，接收指示机车的健康状况的信息，并生成机车服务推荐以显示在OCU上。

23.根据权利要求1的系统，其中该传感器包括机车条件监视器，用于提供包括指示机车条件的信息的机车信息。

24.根据权利要求23的系统，还包括处理器，接收指示机车条件的信息，并响应该条件而生成计时的递减计数指示以显示在OCU上。

25.一种合并根据权利要求1的遥控系统的机车。