KR20230145483A - 군집주행을 위한 시스템 및/또는 방법 - Google Patents

Abstract

시스템은 디스패처 및 복수의 차량을 포함할 수 있다. 그러나, 시스템(100)은 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 다른 적절한 세트의 구성요소를 포함할 수 있다. 시스템(100)은 (예를 들어, 방법(S100)에 의해) 복수의 차의 군집주행을 가능하게 하도록 기능한다.

Description

군집주행을 위한 시스템 및/또는 방법

관련 출원에 대한 교차 참조

본 출원은 2021년 4월 28일자로 출원된 미국 가출원 번호 제63/180,867호, 2021년 6월 1일자로 출원된 미국 가출원 번호 제63/195,617호, 및 2022년 1월 14일자로 출원된 미국 가출원 번호 제63/299,786호의 이익을 주장하고, 그 각각은 본 참조에 의해 전체적으로 본원에 통합된다.

본 출원은 2020년 5월 29일자로 출원된 미국 가출원 번호 제63/032,196호의 이익을 주장하는 2021년 6월 1일자로 출원된 미국 출원 번호 제17/335,732호를 참조에 의해 통합하며, 그 각각은 본 참조에 의해 전체적으로 본원에 통합된다.

본 발명은 일반적으로 운송 분야에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 운송 분야에서 새롭고 유용한 차량 군집주행(platooning) 시스템 및/또는 방법에 관한 것이다.

도 1a 내지 도 1b는 시스템의 변형예의 개략적 표현이다.
도 2a 내지 도 2c는 방법의 변형예의 도식적 표현이다.
도 3은 방법의 변형예의 도식적 표현이다.
도 4a 내지 도4d는 방법의 변형예에서 방법 요소의 예시적 시퀀스의 도식적 표현이다.
도 5는 시스템의 변형예에서 차(car)의 개략도이다.
도 6a 내지 도 6b는 각각 방법의 변형예에서 보기 어버트먼트(bogie abutment)의 평면도 및 측면도이다.
도 7은 방법의 변형예의 도식적 표현이다.
도 8은 시스템의 변형예의 부분 측면도 표현이다.
도 9a 내지 도 9c는 각각 시스템의 제1, 제2, 및 제3 도식적 표현이다.
도 10은 로컬(local) 차량 제어의 예시적 예이다.
도 11a 내지 도 11f는 방법의 변형예에서 군집(platoon)을 분할하는 예시적 시퀀스이다.
도 12는 시스템의 변형예의 도식적 예이다.
도 13은 시스템 및/또는 방법의 변형예에서 워런트(warrant)의 도식적 예이다.

본 발명의 바람직한 실시예의 다음 설명은 본 발명을 이들 바람직한 실시예에 제한하도록 의도되지 않고, 오히려 당업자가 본 발명을 만들고 사용할 수 있게 하도록 의도된다.

1. 개요.

그 일 예가 도 1a에 도시되는 시스템(100)은 디스패처(dispatcher) 및 복수의 차(car)를 포함할 수 있다. 그러나, 시스템(100)은 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 다른 적절한 세트의 구성요소를 포함할 수 있다. 시스템(100)은 (예를 들어, 방법(S100)에 의해) 복수의 차의 군집주행(platooning)을 가능하게 하도록 기능한다.

제1 세트의 변형예에서, 시스템 및/또는 방법과 함께 참조되는 차(car)는 본 참조에 의해 전체적으로 본원에 통합되는 2022년 3월 14일자로 출원된 미국 출원 번호 제17/694,499호에 설명되는 바와 같은 전기 차량(vehicle)(들)일 수 있다.

일 예에서, 시스템 및/또는 방법은 전기 차량과 함께 사용될 수 있으며 이는: 페이로드 인터페이스, 페이로드 서스펜션, 섀시, 한 세트의 범퍼, 배터리, 센서 세트, 차량 컨트롤러, 전기 파워트레인, 섀시 서스펜션, 및 냉각 서브시스템을 포함할 수 있다. 전기 차량은 선택적으로 페이로드 어댑터 및/또는 임의의 다른 적절한 구성요소를 포함할 수 있다. 그러나, 시스템은 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 다른 적절한 세트의 구성요소를 포함할 수 있다. 차량 컨트롤러는 배터리 관리 시스템(battery management system; BMS), 모터 컨트롤러(또는 모터 인버터), 및/또는 임의의 다른 적절한 구성요소를 포함할 수 있다. 전기 파워트레인은: 전기 모터, 휠세트, 및 기계식 브레이크를 포함할 수 있다. 전기 파워트레인은 선택적으로 차동장치(예를 들어, 잠금가능한 차동장치)를 포함할 수 있다. 그러나, 전기 파워트레인은 임의의 적절한 세트의 구성요소를 포함할 수 있다. 전기 차량은 페이로드 - 예컨대 화물 컨테이너(예를 들어, 인터모달 컨터이너, ISO 컨테이너 등)-를 구조적으로 지지하고/하거나 철도 인프라를 통해 페이로드의 운송을 용이하게 하도록 기능한다. 전기 차량은 바람직하게는 쌍별(pairwise) 방식으로 동작하도록 구성되는 전기 레일 보기(bogie) 및/또는 레일 '모듈'이며, 예컨대 한 쌍의 보기가 페이로드의 대향 단부를 각각 지지한다(일 예가 도 5에 도시됨). 변형예에서, 레일 보기는 페이로드의 길이에 걸치는 기계적 상호연결 및/또는 강성 구조 없이 페이로드를 지지하고/하거나 수송하도록 구성될 수 있다(예를 들어, 일 예가 도 12에 도시됨). 따라서, 전기 차량(들)은 쌍별 방식 및/또는 승법적 방식으로 협력적으로 제어가능할 수 있지만, 추가적으로 또는 대안적으로 레일 인프라 상에서 개별적으로 기동가능할 수 있다. 그러나, 전기 차량은 달리 적절하게 동작되고/되거나 제어될 수 있다. 전기 차량은 바람직하게는 대칭적이고(예를 들어, 측방향(lateral) 평면에 걸쳐 거울 대칭을 가짐), 양방향으로 동작가능하지만, 대안적으로 단방향으로 동작가능하거나 달리 구성될 수 있다.

제1 세트와 비-배타적인 제2 세트의 변형예에서, 시스템 및/또는 방법과 함께 참조되는 차(car)는 본 참조에 의해 전체적으로 본원에 통합되는 2022년 3월 14일자로 출원된 미국 출원 번호 제17/694,499호에 설명되는 바와 같은 한 쌍의 전기 차량(vehicle)(예를 들어, 그리고 장착된 페이로드)을 지칭할 수 있다.

그러나, 시스템 및/또는 방법은 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 자체-추진 레일 차(car) 및/또는 차량(vehicle)과 함께 동작하도록 구성될 수 있다.

본원에서 이용되는 바와 같은 용어 "디스패처(dspatcher)"는 철도의 디스패처 역할을 수행하는 자동화된 및/또는 수동으로 동작되는 시스템을 지칭할 수 있지만, 달리 적절하게는 오퍼레이터 시스템을 지칭하는 것일 수 있고/있거나 달리 적절하게는 (예를 들어, 규제 요건에 의해 정의되는 바와 같은 디스패처 역할과 일치하고/하거나 로컬/지역 관할권에서 정의되는 바와 같은 디스패처 역할과 다르게) 사용/참조될 수 있다.

유사하게, 본원에 이용되는 바와 같은 용어 "워런트(warrant)"는 규제 기관에 의해 정의되는 바와 같은 워런트를 지칭할 수 있거나 인가된 트랙 점유 도메인(예를 들어, 마이크로-워런트; 규제 가이드라인에 의해 규제되는 바와 같은 워런트와 일치하고, 규제 가이드라인으로부터 별도로 규제되는 등)을 지칭하기 위해 상이하게 사용될 수 있고/있거나, 달리 사용될 수 있다.

2. 이점.

본 기술의 변형예는 수 개의 이점 및/또는 장점을 제공할 수 있다.

첫째, 본 기술의 변형예는 일련의 레일 차/차량의 길이 방향 밀도를 증가시킬 수 있다. 본 기술의 그러한 변형예는 인접한 차 및/또는 컨테이너 사이의 공극을 최소화하여 공기역학적 항력(aerodynamic drag)을 감소시킬 수 있다. 변형예는 (예를 들어, 더 낮은 길이 방향 밀도를 제공하는) 자동차(automotive vehicle) 군집주행 및 (예를 들어, 다양한 컨테이너 크기 및 견고한 연결 간격으로 인해 더 낮은 길이 방향 밀도를 제공하는) 기존 레일 열차와 비교할 때 우수한 공기역학(aerodynamics)을 제공할 수 있다.

둘째, 본 기술의 변형예는 페이로드(예를 들어, 화물 컨테이너, 트레일러)의 개별적 및/또는 집합적 라우팅을 허용할 수 있으며, 이는 컨테이너 적재, 라우팅, 및 발송과 연관되는 다운타임(downtime)을 감소시킬 수 있다. 일 예로서, 차는 (예를 들어, 공기역학적 효율성을 위해) 군집(platoon)으로 그룹화되고 그 뒤에 (예를 들어, 군집의 횡단(traversal) 동안) 분리되고/되거나 적재/하역을 위해 상이한 목적지(예를 들어, 평행한 트랙 세트, 별개의 레일 허브, 별개의 포트 등)로 독립적으로 라우팅될 수 있으며, 이는 레일 네트워크의 운영 효율성을 향상시킬 수 있다. 그러한 변형예에서, 군집 규모의 유연성은 오퍼레이터가 레일 네트워크 상의 보다 정확하게 계획된 합류/통과(meet/pass) 타이밍으로 터미널에서 배차 일정(dispatch schedule)을 유지할 수 있도록 할 수 있으며, 이는 네트워크 용량을 증가시킬 수 있고, 이는 터미널의 비용을 감소시키는 데 특히 유리할 수 있고, 이는 단거리 수송 통로 및 주요 레일 통로 둘 다에 이점을 제공할 수 있다. 예를 들어, 오퍼레이터는 설정된 간격(예를 들어, 매 20분)에서 열차를 배차할 수 있으며, 군집의 가변 길이는 어떤 페이로드가 준비되어 있는지에 의존한다. 이것은 그들을 긴 열차에 연결하기 위해 뒤처진(straggling) 페리로드를 정기적으로 기다리도록 선출된 많은 화물 열차 오퍼레이터에 대해 유리할 수 있다. 대신에, 뒤처진 페이로드는 나중에 출발하고/하거나, 수송 중에 군집(또는 다른 군집)과 만나고/만나거나, 네트워크 내의 임의의 결과 다운타임을 감소/제거하도록 달리 제어될 수 있다.

셋째, 본 기술의 변형예는 차량 자율성을 제공하고/하거나 보완할 수 있으며, 이는 마일 당 인적 오퍼레이터 비용을 감소시켜, 레일 오퍼레이터를 자율 에이전트(agent)로 대체할 수 있다.

넷째, 본 기술의 변형예는 레일 차 및/또는 레일 차량(예를 들어, 차의 화물을 협력적으로 지지하는 차량의 쌍) 사이에 동적 로드 밸런싱(load balancing) 및/또는 에너지 재분배를 제공할 수 있다. 로드 밸런싱은 네트워크 내에서 차량의 유효 범위를 증가시키고/시키거나 네트워크 내에서 차량(예를 들어, 차량 배터리)의 저하(degradation)를 최소화할 수 있다. 로드 밸런싱은 추가적으로 또는 대안적으로 (예를 들어, 군집의 다양한 차에서의 불균일한 항력(drag) 및/또는 항력 구배에도 불구하고) 군집 내의 차량에 걸쳐 SOC를 평준화할 수 있다. 일 예에서, 로드 밸런싱은 군집이 (예를 들어, 이동 방향에서) 제1 차량 SOC에 의해 범위가 제한되는 것을 방지하기 위해 군집 내의 제1 차량의 SOC를 보존(및/또는 증가)시킬 수 있다.

다섯째, 변형예는 군집의 조정된 가속 및/또는 감속을 가능하게 할 수 있다. 변형예는 차량 대 차량 통신 또는 다른 V2V 조정을 요구하는 것 없이 조정된 제동 및/또는 군집 응집력을 가능하게 할 수 있다(예를 들어, 후속 차량은 범퍼(122)에 대한 힘을 조절할 수 있고 디지털적으로 또는 무선 라디오 통신에 의해 통보되는 것 없이 업스트림 교란에 응답할 수 있음). 특정 예에서, 군집의 조정된 제동은 군집(및/또는 그 안의 차/차량)이 가시선 내에 정지하는 것을 허용할 수 있어서, 철도망의 안전성을 증가시킬 수 있다. 추가적으로, 전기 레일 차량/차를 이용하는 변형예에서, 조정된 회생 제동은 군집의 유효 범위 및/또는 에너지 효율성을 증가시킬 수 있다.

여섯째, 본 기술의 변형예는 레일 네트워크 내의 차량 및/또는 차의 고장(failure) 및/또는 저하된 성능에 대해 탄력적일 수 있다. 제1 예에서, 군집주행 차량은 네트워크에서 최소 지연으로 또는 지연 없이 전력 저하/고장을 갖는 인접한 차를 '푸시(push)'할 수 있다. 제2 예에서, 군집주행 차량은 자율 에이전트, 센서(예를 들어, GPS), 및/또는 통신 시스템의 저하/고장을 갖는 인접한 차를 '에스코트(escort)'할 수 있다.

일곱째, 본 기술의 변형예는 차 간(inter-car) 기계적 커플링에 의존하는 것 없이 다양한 동작 맥락(예를 들어, 오르막 횡단, 내리막 횡단, 얼음, 눈, 또는 모래를 통한 횡단 등)에서 군집 응집력을 국지적으로 유지하고 차 간 간격(gapping)을 방지할 수 있다. 예를 들어, (차 내의) 각각의 리딩 차량(leading vehicle)은 선행 차와의 범퍼 접촉력을 반복적으로 측정하고, 동적으로 모터를 제어하여 미리결정된 힘 범위 내에 접촉력을 유지할 수 있다(예를 들어, 여기서 최소 힘 임계값은 동작 맥락에 대한 노이즈 플로어(noise floor) 이상, 마찰로 인한 에너지 손실 이상 등일 수 있음). 이러한 예에서, 트레일링 차량(trailing vehicles)은 그들의 모터를 동적으로 제어하여 페이로드 인터페이스 힘을 유지하거나, 페어링된 리딩 차량으로부터의 미리결정된 거리를 유지하거나, 속도 또는 가속도를 유지하거나, 또는 다른 동작 목표를 만족시킬 수 있다.

여덟째, 본 기술의 변형예는 (예를 들어, 차 사이에 인장력을 전달하기 위한) 차 간 인장 구성요소, 열차 커플러, 및/또는 차 사이에 걸치는 공기 브레이크 라인에 대한 필요성을 감소시키고/시키거나 제거할 수 있다. 그러한 변형예는 이들 구성요소가 수동 동작에 의해 연결되므로 열차 형성(train formation)과 연관되는 노동 및/또는 시간을 감소시킬 수 있다. 유사하게, 그러한 변형예는 고장의 대상이 되는 구성요소를 제거하고 인적 오류에 대한 가능성을 제거함으로써 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

아홉째, 본 기술의 변형예는 기존 레일 네트워크 내에서 자율 차량(autonomous vehicle; AV) 및/또는 전기 차량(electric vehicle; EV) 개조를 용이하게 할 수 있다. 예를 들어, 변형예는 제3 레일 인프라의 비싸고 시간-소비적인 설치 없이 배터리 전기 레일 파워트레인으로 전기 개조를 용이하게 할 수 있다(예를 들어, 미국 레일 마일의 1 퍼센트 미만이 현재 전기화됨). 추가적으로, 변형예는 기존 네트워크가 AV 기술로(예를 들어, 차량, 차, 및/또는 군집 기반 당 모듈식으로) 개조될 수 있도록 할 수 있으며, 트랙 인프라, 배차, 및/또는 네트워크 내에서 다른 수동으로 운영되는 열차에 최소 영향을 미치거나 영향을 미치지 않는다.

그러나, 본 기술의 변형예는 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 다른 적절한 이점 및/또는 장점을 제공할 수 있다.

3. 시스템.

그 일 예가 도 1에 도시되는 시스템(100)은 디스패처(110) 및 복수의 차(car)(120)를 포함할 수 있다. 그러나, 시스템(100)은 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 다른 적절한 세트의 구성요소를 포함할 수 있다. 시스템(100)은 복수의 차의 군집주행(platooning)을 가능하게 하도록 기능한다.

차(120)는 페이로드(예를 들어, 화물 컨테이너)의 운송을 용이하게 하도록 기능한다. 제1 변형예에서, 각각의 차는 스패닝 구조가 없는 한 쌍의 전기 보기(bogie)를 포함한다(일 예가 도 5에 도시됨). 제2 변형예에서, 각각의 차는 차(및 페이로드)를 추진하도록 구성되는 파워트레인(예를 들어, 전기 파워트레인)을 장착하고, 독립적으로 기동/제어가능하지만, 달리 적절하게 구성될 수 있다. 특정 예에서, 차는, (예를 들어, 화물 크기/길이와 독립적으로) 보기 사이의 고정된 종방향 거리를 설정하는, 스패닝 구조 또는 프레임(예를 들어, 차 본체)에 견고하게 결합되는 2개의 보기를 포함할 수 있다. 제2 예에서, 차는 본 참조에 의해 전체적으로 본원에 통합되는 2021년 6월 1일자로 출원된 미국 출원 번호 제17/335,732호에 설명되는 바와 같은 구성/배열 중 하나 이상일 수 있다.

각각의 차는 (예를 들어, S116 동안) 레일을 따라 인접한 차 사이의 접촉에서 기인하는 충격을 완충시키도록 기능하는, 그 일 예가 도 1b에 도시되는, 한 세트의 범퍼(122)를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 범퍼 접촉력/변위는, 기간 동안 가속, 조정된 추진, 및/또는 조정된 제동과 같은, 인접한 차량에 대한 제어/항법 조정에 대한 측정가능한 입력을 제공할 수 있다. 각각의 차는 바람직하게는 대향하는 종방향 단부(예를 들어, 차의 최대 리딩/트레일링 단부)에서 버퍼를 포함한다.

바람직하게는, 차는 차의 전방 중앙면에 대해 대칭인 전방 범퍼 및 후방 범퍼를 포함하며, 그러나 전방 및 후방 범퍼는 추가적으로 또는 대안적으로 상이하고/하거나(예를 들어, 고유한 힘 대 변위 곡선을 가짐), 비대칭적이고/이거나, 달리 적절하게 구성될 수 있다. 대안적으로, 차는 전방 및/또는 후방 범퍼를 배제할 수 있고/있거나, 달리 적절하게 구성될 수 있다. 바람직하게는, 각각의 범퍼는 차의 정중 시상면에 대해 대칭적이고 페이로드 서스펜션의 요소에 걸치는 2개의 포인트에서 섀시에 연결된다. 대안적으로, 각각의 범퍼는 (예를 들어, 종방향 중앙선을 따라) 중앙에 장착되고 차의 스파인(spine)(또는 그 안의 보기) 아래로 힘을 지향시킬 수 있다. 그러나, 범퍼(들)는 달리 적절하게 배열될 수 있다. 범퍼의 접촉 표면은 (예를 들어, 전방 범퍼의 리딩 에지 또는 후방 범퍼의 트레일링 에지를 따라; 범퍼 어버트먼트의 예는 도 6a 및 도 6b에 도시됨) 바람직하게는 아치형이지만, 달리 적절하게 구성될 수 있다.

특정 예에서, 각각의 범퍼의 폭(span) 및/또는 곡률(curvature)은 표준 레일의 최대 곡률 및/또는 최대로 만곡된 레일 상의 인접한 페이로드/차 사이의 최대 각도에 기초하여 특정될 수 있다. 대안적으로, (리딩 및/또는 트레일링 단부에서) 범퍼의 어버트먼트 표면은 평면형일 수 있고/있거나 임의의 다른 적절한 기하구조를 가질 수 있다.

변형예에서, 차는 선택적으로 휠 세트 사이에 배열되는 이용되지 않은, 내부 범퍼를 포함할 수 있다. 특정 예에서, 차는 2개의 보기를 포함할 수 있으며, 각각의 보기는 종방향의 방향으로 대칭적으로 대향하는 한 쌍의 범퍼를 포함한다. (예를 들어, S105에서 결정되는) 보기 상의 화물의 배열에 기초하여, 외향(outward-facing) 범퍼(들)는 (예를 들어, S230에서) 힘-피드백 제어를 위해 이용될 수 있다. 일부 변형예에서, 전방-배향(forward-oriented) 범퍼는 (예를 들어, 차의 모션 방향에 기초하여) 차량 제어를 위해 이용될 수 있고, 후방(및/또는 내부 배향(interior-oriented)) 범퍼는 무시될 수 있다.

변형예에서, 범퍼는 제1 힘 체계(force regime)(예를 들어, 힘 대 변위 곡선의 얕은 경사, 낮은 스프링 상수; 어버트먼트 감지/조정용)를 가로질러 쉽게 변위되는 동안 제2 힘 체계(예를 들어, 높은 스프링 상수 - 예컨대 제1 힘 체계의 스프링 상수보다 10배 초과)를 가로질러 충격 탄력성을 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 특정 예에서, 범퍼는 군집주행 동안 500N 접촉 하중 및 (예를 들어, 20 mph, 40 mph, 60 mph 등으로 횡단하는 동안과 같은 속도에서) 군집과의 최초 접촉 동안 10kN(예를 들어, 최대 약 25 kN) 충격 하중 둘 다에 반응하고/하거나 감지할 수 있다. 제2 예에서, 범퍼는 더 높은 힘 및/또는 충격 하중에 탄력성을 제공하기 위해 추가적인 동적 댐핑 범위(예를 들어, 힘 감지의 범위를 초과; 여기서 감지 범위의 스팬은 50%, 25%, 10% 등과 같은 총 변위 범위의 임계 비율(fraction) 미만임)를 가지면서 첫 번째(힘 체계의 하부 단부) 내에서 접촉 하중/힘을 감지할 수 있다.

변형예에서, 동적 하중의 전체 범위에 걸쳐 오버댐핑되고/되거나 임계적으로 댐핑되는 범퍼를 제공하는 것은 - 페이로드 질량 범위(예를 들어, 0 kg 내지 50,000 kg) 및 초기 접촉의 상대 속도(예를 들어, 0.1 m/s 등)에 기초하여 - 범퍼 스프링/댐퍼 시스템의 길이 요건 및/또는 변위 범위를 불리하게 증가시킬 수 있다(그리고 추가적으로 초기 접촉/충격 상에 큰 힘을 부여할 수 있음). 그러한 변형예에서, 종방향 공극(air gap)을 약 18인치로 제한하는 것이 바람직할 수 있으며 이는 범퍼 변위 범위를 약 4 인치로 제한할 수 있다(인접한 차의 대칭적으로 대향하는 범퍼의 8인치 결합된 변위; 일 예가 도 8에 도시됨). 대신에, 전체 동적 범위에 대해 범퍼를 언더댐핑하고 초기 접촉 동안 (예를 들어, 전기 파워트레인에 의해) 조정된 능동 댐핑에 의존함으로써, 범퍼의 길이 및/또는 범퍼의 변위 범위는 감소될 수 있으며, 그것에 의해 군집의 유효 공극을 감소시킬 수 있다. 그러나, 범퍼는 언더댐핑되고/되거나, 달리 댐핑되고/되거나, 댐핑되지 않을 수 있다(예를 들어, 전용 댐핑 구성요소 없이 이용됨).

범퍼(122)는: 축방향으로(예를 들어, 범퍼 압축의 방향으로) 및/또는 측방향으로(예를 들어, 레일 곡률에서 발생하는 면외 접촉 하중을 완화시킴) 댐핑되고/되거나 스프링될 수 있다. 범퍼는 원주형 댐핑 요소, 축방향 압축 요소(예를 들어, 코일 스프링), 및/또는 임의의 다른 적절한 구성요소를 포함할 수 있다. 댐핑 요소는 유압식, 공압식, 고무 처리된, 스프링 스틸, 및/또는 임의의 다른 적절한 유형(들)의 댐핑 요소일 수 있다.

범퍼(122)는 (예를 들어, 센서 세트의 일부로서) 임의의 적절한 힘 및/또는 변위 센서, 예컨대: 로드 셀, 스트레인 게이지, 근접 센서(예를 들어, 광학, 레이저 거리 측정기 등), 및/또는 임의의 다른 적절한 센서의 센서 세트를 포함할 수 있다. 센서는 넓은 범위에 대해(예를 들어, 전체 또는 대부분의 범퍼의 동작 맥락에 걸쳐), 좁은 범위에 걸쳐(예를 들어, 여기서 범퍼는, 범퍼의 동작 맥락을 협력적으로 망라하는, 상이한 측정 범위를 각각 갖는, 다수의 센서를 포함함), 및/또는 임의의 다른 적절한 세트의 범위에 걸쳐 힘 및/또는 변위에 민감할 수 있다. 센서는 댐핑 요소이거나, 댐핑 요소 내에 장착되거나, 댐핑 요소에 인접하여 장착되거나, 달리 배열될 수 있다.

그러나, 차(들)는 임의의 다른 적절한 범퍼(들)를 포함할 수 있다.

각각의 차는 방법(S100)에 따라 횡단을 용이하게 하도록 기능하는 센서 세트(124)를 포함할 수 있다. 센서 세트는 추가적으로 차량 제어(예를 들어, 자율적인 차량 제어)를 위해 사용될 수 있는 차량 상태 파라미터를 모니터링하도록 기능할 수 있다. 센서 세트는: 내부 센서(예를 들어, 힘 센서, 가속도계, 자이로스코프, IMU, INS, 온도, 전압/전류 센서 등), 외부 안테나(예를 들어, GPS, 셀룰러, Bluetooth, Wi-Fi, 근거리 통신 등), 레일 센서(예를 들어, 휠 인코더, 카메라, 온도 센서, 전압/전류 센서, 가속도계 등), 페이로드 센서(예를 들어, 힘 센서/스위치, 카메라, 조명, 가속도계, NFC 센서 등), 환경 센서(예를 들어, 카메라, 온도, 풍속/풍향, 가속도계), 유도 센서(예를 들어, 로드 셀, 범퍼 접촉 스위치, 스트레인 센서, 조명, 혼(horn), 소나(sonar), 라이더(lidar), 레이더(radar), 카메라 등), 및/또는 임의의 다른 적절한 센서를 포함할 수 있다. 센서는 다음 중 하나 이상을 포함할 수 있다: 레이더 센서, 라이더 센서, 소나 센서, 카메라, 공간 센서, 위치 센서, 힘 센서, 온-보드 진단 센서 예컨대 차량 메커니즘 센서, 오디오 센서, 기압계, 광 센서, 온도 센서, 전류 센서, 공기 유량계, 전압계, 접촉 센서, 근접 센서, 진동 센서, 초음파 센서, 전기 센서, 및/또는 임의의 다른 적절한 센서. 그러나, 차는 임의의 다른 적절한 센서를 포함할 수 있다.

변형예에서, 센서 세트 중 하나 이상의 센서는 예컨대 무선 연결을 가능하게 하기 위해 페이로드를 향하여 배향되고 차의 주변(예를 들어, 코너, 측면, 전방, 후방 등)에 배열될 수 있다.

변형예에서, 차는 한 쌍의 보기(bogie) 사이에 분포될 수 있는 것과 같이 전기적으로 분리된 센서 세트 및/또는 파워트레인을 포함할 수 있다. 그러한 변형예에서, 센서 세트는 차의 보기 사이에서 근거리 통신 및/또는 무선 연결(예를 들어, V2V 통신)을 가능하게 할 수 있다.

그러나, 시스템은 임의의 다른 적절한 센서 세트를 포함할 수 있다.

그러나, 시스템은 임의의 다른 적절한 차(들)를 포함할 수 있다.

디스패처는 명령(instruction)을 차(들)에 제공하도록 기능한다. 명령은 레일 유닛이 (예를 들어, 레일 네트워크 내에서) 트랙의 영역/세그먼트를 점유하는 것을 허용하는 워런트(warrant)(또는 인가된 트랙 점유 도메인)를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 워런트는 자동적으로 결정(예를 들어, 이미 트랙 상에 있는 레일 유닛의 위치 및 물리적 범위에 기초하여 결정)되고/되거나, 자동 워런팅(warranting) 시스템에 의해 할당되고/되거나, 다른 차(예를 들어, 열차)에 의해 할당되고/되거나, 달리 결정될 수 있다. 레일 유닛은 임계 거리 이상만큼 다른 레일 유닛으로부터 분리되는 차 또는 그 집합체(aggregation)(예를 들어, 차의 세트; 군집)일 수 있다. 예를 들어, 레일 유닛은 개별 보기(bogie)(예를 들어, 독립적으로 작동가능한/기동가능한 보기, 예컨대 배터리-전기 레일 보기), 차(예를 들어, 한 쌍의 레일 보기 및 페이로드 등; 독립적으로 작동가능한/기동가능한 레일 차량 등), 군집(platoon), 및/또는 이들의 임의의 적절한 조합일 수 있다. 임계 거리는: GPS 부정확성, 레일 유닛의 운동학(예를 들어, 관성, 가속도, 속도 등), 동작 환경(예를 들어, 터미널, 터미널 사이 등)에 기초하여 결정되고/되거나, 미리결정된 거리(예를 들어, 20m, 30m, 50m, 5m 등)이고/이거나, 달리 결정될 수 있다. 바람직하게는, 단일 워런트만이 주어진 시간에서 트랙의 별개의 영역에 대해 각각의 레일 유닛에 발행되고 각각의 레일 유닛은 워런트에 의해 특정되는 트랙 영역의 경계 내에서만 동작할 수 있다. 워런트화된(warranted) 트랙 영역은 바람직하게는 정적이지만(예를 들어, 그리고 시간이 지남에 따라 각각의 레일 유닛에 재할당됨), 대안적으로 시간이 지남에 따라 이동할 수 있다(예를 들어, 레일 유닛 이동의 방향으로, 트랙을 따라 이동함). 워런트화된 트랙 영역은 바람직하게는 동일한 기간 동안 다른 워런트화된 트랙 영역과 비중첩하고 있지만, 대안적으로 중첩할 수 있다. 워런팅(warranting)은 군집을 생성하고/하거나(예를 들어, 여기서 리딩 및 트레일링 레일 유닛에 대한 워런트는 그들이 군집을 이룰 때까지 시간이 지남에 따라 더 가까워지며, 이 포인트에서 단일의 더 큰 워런트는 군집에 할당되고; 차 또는 복수의 차를 군집에 합류시킴), 군집을 분리하고/하거나(예를 들어, 여기서 단일 군집 워런트는 다수의 워런트로 분할되며, 각각은 상이한 군집 서브세그먼트에 할당됨), 제어를 위해 달리 사용될 수 있다. 워런트 파라미터(예를 들어, 위치, 이동, 시간, 기간, 레일 범위 등)는 수동으로 결정되고/되거나, (예를 들어, 군집을 구성 및/또는 해체하도록 구성되는 모델을 사용하여) 자동으로 결정되고/되거나, 달리 결정될 수 있다. 대안적으로, 다수의 차(들) 및/또는 군집(들)은 (예를 들어, 제2 차 및/또는 군집과 병합하고; 단일 군집으로서 협력적으로 처리되는 등을 위해) S220 동안 트랙의 공통 섹션을 횡단할 수 있고/있거나, 임의의 다른 적절한 워런트가 제공될 수 있다. 명령은 추가적으로 또는 대안적으로 레일 유닛에 대한 동작 모드 커맨드(command)(예를 들어, 마스터/슬레이브 할당, 리딩/트레일링 등), 속도 커맨드(예를 들어, 속도 목표), 가속 커맨드, 위치 커맨드(예를 들어, 연관된 시간 목표와 함께 트랙을 따른 웨이포인트(waypoint)), 및/또는 차(또는 그것의 개별 보기) 및/또는 군집과 연관되는 임의의 다른 적절한 커맨드를 포함할 수 있다. 일부 변형예에서, 레일 유닛/차는 트랙 상의 차의 측위(localization)를 위한 트랙 회로의 사용 없이 명령(예를 들어, 워런트)에 기초하여 동작할 수 있으며(예를 들어, 이는 일부 맥락에서 동작 및/또는 개조 요건을 감소시킬 수 있음); 그러나 대안적으로 레일 유닛/차는 트랙에 대한 측위를 위해 트랙 회로를 사용할 수 있다. 변형예에서, 디스패처로부터의 명령은 추가적으로 또는 대안적으로 군집의 차(및/또는 그 안의 보기) 사이의 로드 밸런싱 및/또는 에너지 재분배를 명령할 수 있다. 대안적으로, 하나 이상의 차(또는 그것의 독립적으로-작동가능한 차량)는 (예를 들어, V2V 통신에 의해) 군집의 로드 밸런싱을 조정할 수 있거나 에너지는 군집의 각각의 차 및/또는 에너지 시스템과 독립적으로 관리될 수 있다. 그러나, 디스패처는 임의의 다른 적절한 세트의 명령을 제공할 수 있다.

변형예에서(일 예가 도 13에 도시됨), 워런트는: 트랙을 따른 시작 좌표, 및 트랙을 따른 종료 좌표, (순차적) 세그먼트 목록(예를 들어, 워런트에 포함되고 시작 좌표와 종료 좌표에서 발견됨)을 포함할 수 있고, 선택적으로 메타데이터(예를 들어, 트랙의 선택(들)에 대한 속도 제한)를 포함할 수 있다. 그러한 경우, 레일 네트워크는 에지(edge)(예를 들어, 직선으로서 근사화될 수 있는 트랙의 부분), 세그먼트(예를 들어, 순차적 에지 세트), 노드(예를 들어, 2개 이상의 세그먼트가 단일 포인트에서 만나고; 2개의 세그먼트가 교차점에서 만날 수 있고, 3개의 세그먼트가 스위치에서 만날 수 있는 등의 위치)로 구성되는 성긴(sparse) 네트워크일 수 있다.

그러나, 워런트는 달리 발행될 수 있고/있거나 레일 네트워크는 달리 모델링/조정될 수 있다.

디스패처는 중앙 집중화 및/또는 분산되거나(예를 들어, 다수의 계산 노드), 레일 라인에 특정되거나 레일 라인 사이에 공유되거나, 달리 구성될 수 있다. 디스패처는 인간, 인간 운영 시스템, 자동화 시스템, 및/또는 임의의 다른 디스패처일 수 있다. 변형예에서, 디스패처는, 시스템이 하나 이상의 계산 노드 및/또는 통신 노드의 고장에 대해 탄력적일 수 있도록, 명령을 중복적으로 계산하고/하거나 명령을 차 및/또는 군집에 전달할 수 있다. 디스패처는 각각의 보기, 차, 및/또는 군집(및/또는 그 안의 각각의 자율적인 프로세서/에이전트)과 통신할 수 있다. 특정 예에서, 디스패처는 차량 대 인프라(vehicle-to-infrastructure; V2I) 통신 채널의 일부로서 차의 서브세트(예를 들어, 이동 방향에서 군집의 리딩 차; 개별적으로 횡단하는 차(S210))와 통신할 수 있다. 차의 서브세트는, 예컨대 차량 대 차량 통신 채널에 의해 및/또는 기계적 인터페이스(예를 들어, 범퍼 접촉의 힘 전달)에 의해, 군집 내의 나머지 차를 제어하도록 구성될 수 있다.

변형예에서, 디스패처는 (예를 들어, 단일 트랙을 따라) 단일 레일 네트워크 내에서 동작하는 다수의 차 및/또는 군집에 명령(및/또는 이에 대한 워런트)을 제공할 수 있다. 예를 들어, 디스패처는 레일 네트워크(예를 들어, 완전 자율적인 및/또는 완전 자동화된 네트워크) 또는 그것의 서브세트 내에서 동작하는 모든 레일 차 및/또는 군집에 명령을 제공할 수 있다. 디스패처는 동시에, 동기식으로, 비동기식으로, 및/또는 임의의 다른 통신 주파수/관계를 사용하여 다수의 군집 및/또는 레일 차에 명령을 제공할 수 있다. 그러나, 디스패처는 임의의 다른 적절한 타이밍을 사용하여 임의의 다른 적절한 명령을 제공할 수 있다.

변형예에서, 디스패처는 스피드(및/또는 속도) 목표를 포함하는 명령을 제공할 수 있다. 일 예로서, 군집의 리드 차는 스피드 목표에 기초하여 제어될 수 있고, 리드 차를 뒤따르는 각각의 (독립적으로-기동가능한) 차는 (리딩 범퍼에서) 압축력 목표에 기초한 토크 제어로 스피드 목표를 달성할 수 있다.

그러나, 시스템은 임의의 다른 적절한 디스패처를 포함할 수 있다.

그러나, 시스템은 임의의 다른 적절한 구성요소를 포함할 수 있다.

일부 변형예에서, 차는 각각의 차 내의 레일 차량의 배열에 기초하여 커맨딩되고/되거나, 제어되고/되거나 명령을 수신할 수 있다(예를 들어, 여기서 차는 복수의 독립적으로-작동가능한 레일 차량, 예컨대 페이로드를 협력적으로 지지하는 한 쌍의 배터리-전기 레일 드론(drone)을 포함함). 차량의 배열은 차의 어느 차량이 명령에 따라 횡단을 지시하는지 특정할 수 있다(일 예가 도 2b에 도시되고; 제2 예가 도 10에 도시됨). 차 내의 차량의 배열은: 수동으로, 화물 적재 순서에 기초하여, 차 형성 전에(예를 들어, 페이로드를 통해 차를 연결하기 전에) 차량의 워런트 할당에 기초하여, 상대 GPS 위치에 기초하여, (예를 들어, 차의 형성 후에 사용되지 않은 내부 범퍼를 접촉하는) 내부 범퍼 접촉 순서에 기초하여, 및/또는 데이터베이스 참조에 기초하여 결정될 수 있다. 그러나, 차 내의 차량의 배열은 달리 적절하게 결정될 수 있다.

차량 동작은 차 내에서 조정되고/되거나, 군집 내에서 조정되고/되거나, 독립적으로 제어되고/되거나, 달리 제어될 수 있다. 차량 동작은 차량의 동작 모드(예를 들어, 리딩 차량, 트레일링 차량)에 기초하여 결정되거나, 코디네이터(예를 들어, 마스터로서 지정되는 차 또는 군집 내의 차량, 여기서 다른 차량은 슬레이브로서 지정됨)에 의해 결정되거나, 달리 결정될 수 있다. 제1 예에서, 차 내의 차량 배열 및 이동 방향에 기초하여, 리딩 차량은 차에 대한 제어 명령을 결정한다. 제1 예에서, 리딩 차량은 (예를 들어, 토크/속도 커맨드를 무선 전송하는) V2V 통신 채널을 통해 및/또는 (예를 들어, 트레일링 차량이 토크 제어 모드에서 동작하는 상태에서) 기계적 힘 전송을 통해 나머지 (트레일링) 차량에 명령을 전달할 수 있다. 제2 예에서, 리드 차량(lead vehicle)은 (예를 들어, 범퍼 힘 센서 피드백에 기초하여) 차 속도를 설정할 수 있으며, 여기서 트레일링 차량은 미리결정된 범위 내이서 (예를 들어, 플랫폼 인터페이스에서 측정되는) 페이로드 전단력을 유지할 수 있다. 제3 예에서, 트레일링 차량은 차 내의 리딩 차량의 평균 토크(torque)(예를 들어, 롤링, 가중 등)의 미리결정된 부분(예를 들어, 절반)으로 제어될 수 있으며, 이는 차량이 (예를 들어, 상이한 휠 마모로 인한) 속도 측정 오류의 이벤트에서 상반되는 토크를 공급하는 것을 방지할 수 있다. 제4 예에서, 트레일링 차량은 리딩 차량의 리딩 범퍼에서의 압축력에 기초하여 제어될 수 있다. 제5 실시예에서, 리딩 차량은 목표 파라미터(예를 들어, 리딩 차량의 경우에서 스피드; 트레일링 차량의 경우에서 범퍼 접촉력)를 조절하고, 후방 드론은 낮은 업데이트 속도로 하중을 평균화하도록 설정된다. 그러한 경우, 저속 V2V 통신/응답의 명목상 영향은 페어링된 차량 사이의 SOC 변동이며, 이는 로드 밸런싱에 의해 소외되고/되거나 많은 경우에서 달리 무시될 수 있다. 대안적인 변형예에서, 리딩 차량은 '마스터' 차량으로 간주될 수 있고 트레일링 차량은 연관된/페어링된 '마스터' 차량으로부터의 V2V 커맨드에 기초하여 제어되는 '슬레이브' 차량으로 간주될 수 있다. 그러나, 차 내의 차량의 쌍은 임의의 적절한 방식으로 명령에 기초하여 조정할 수 있다.

4. 방법.

그 일 예가 도 2a에 도시되는 방법(S100)은: 군집 생성 단계(S110); 군집 유지 단계(S120); 군집 이벤트에 대한 응답 단계(S130); 및 군집 분리 단계(S140)를 포함할 수 있다. 그러나, 방법(S100)은 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 다른 적절한 요소를 포함할 수 있다. 방법(S100)은 차에 의한 복수의 페이로드의 협력 운송(군집주행)을 용이하게 하도록 기능한다. 방법(S100)은 (예를 들어, 디스패처가 레일 네트워크 상에서 동작하는 하나 이상의 차 및/또는 군집 등을 제어하는 바와 같이) 네트워크 내의 임의의 적절한 차 및/또는 군집에 대해 한 번, 연속적으로, 반복적으로, 및/또는 임의의 다른 적절한 타이밍/주기로 수행될 수 있다. 방법의 서브-요소는 임의의 적절한 조합 및/또는 순열로 발생할 수 있고/있거나, 달리 적절하게 수행될 수 있다.

군집 생성 단계(S110)는 복수의 페이로드의 협력 운송을 용이하게 하도록 기능한다(예를 들어, 이는 수송 동안 공기역학적 특성을 향상시킬 수 있음). 군집은 (예를 들어, 적재 및 하역 동안; 구성 차량 및 페이로드로부터의 차의 형성 동안) 터미널에서 수동으로 및/또는 자동으로 생성될 수 있다. 군집은 추가적으로 또는 대안적으로 (예를 들어, 공통 트랙을 따라 이동하는 차의 경우) 터미널 사이에서 생성될 수 있다. 군집은 정지한 차의 세트 및 이동하는 차(들)를 결합함으로써 또는 공통 트랙을 따라 동일한 방향으로 횡단하는 차의 두 세트를 결합함으로써 생성될 수 있다(예를 들어, 차의 세트를 상이한 상대 스피드/속도에서 및/또는 상대 스피드/속도 임계값에 기초하여 제어하는 것; 등). 군집은 바람직하게는 디스패처로부터 수신되는 명령에 기초하여 차에 의해 자율적으로 및/또는 자동적으로 생성되지만, 차 또는 차량으로부터의 명령에 기초하여 달리 생성되거나(예를 들어, 디스패처로부터의 명령을 전달, 명령을 자율적으로 생성, 워런트 할당에 기초하는 등) 달리 생성될 수 있다.

그 일 예가 도 2c에 도시되는 군집 생성 단계(S110)는 개별적으로 횡단하는 단계(S112), 군집 차의 임계 거리 내에서 횡단하는 단계(S114), 및 군집 차와 체결하는 단계(S116)를 포함할 수 있다. 그러나, 군집 생성 단계는 임의의 다른 적절한 요소를 포함할 수 있다.

개별적으로 횡단하는 단계(S112)는 동일한 트랙을 점유하는 차의 세트 사이의 거리를 감소시키도록 기능한다(일 예가 도 4a에 도시됨). S112 동안 횡단하는 차는 군집(예를 들어, S120에 따라 횡단함), 한 세트의 차, 및/또는 개별 차량/차를 포함할 수 있다. 세트는 바람직하게는 상이한 스피드로 횡단하며, 상대 스피드는 두 세트 사이의 갭을 클로징하는 역할을 한다. 제1 예에서, 차는 제1 방향으로 정지된 군집을 향하여 이동할 수 있다(예를 들어, 제1 방향과 대향하는 제 2 방향으로 군집을 에스코트하고; 제1 방향으로 군집을 푸시하는 것; 등). 제2 예에서, 차의 제1(리딩) 및 제2(트레일링) 세트는 동일한 방향으로 이동할 수 있으며, 리딩 세트는 제1 스피드로 횡단하고, 트레일링 세트는 제1 스피드보더 더 큰 제2 스피드로 횡단한다.

S112에서, 차의 각각의 세트는 트랙의 상이한 고유 섹션을 점유하고 별도의 워런트 하에서 동작한다. 차의 세트는 적어도 임계 거리(예를 들어, 20미터)만큼 분리/오프셋된다. 임계 거리는 미리결정되고/되거나(예를 들어, 레일 네트워크에서 동작하는 차의 미리결정된 최대 스피드에 기초하여, 디스패처 워런트 할당에 의해, 네트워크 내에서 고정되는 등), 동적으로 결정되고/되거나(예를 들어, 스피드, 정차 거리, 측위 조밀도(localization granularity), 워런트의 크기, 레일 네트워크의 밀도 등에 기초함), 수동으로 결정되고/되거나, 달리 적절하게 결정될 수 있다. S112 동안, 각각의 세트는, 트랙 상의 또는 트랙 주위의 위험 감지(예를 들어, 보행자, 자동차, 다운 전력 라인 등의 감지)와 같은, (예를 들어, 가속/감속, 완전 정지 등을 요구할 수 있는) 이벤트를 결정하고/하거나 이에 응답하는 것을 개별적으로 담당할 수 있다. S112 동안, 각각의 세트는 연속적으로, 주기적으로, 비주기적으로 디스패처와 개별적으로 통신하고/하거나(예를 들어, 두 세트 사이의 V2V 통신 없이; 명령을 수신함), (예를 들어, 일정 간격에 걸쳐, 트랙의 워런트화된 섹션 내에서 동작하는 동안) 디스패처와 통신하지 않을 수 있다.

그러나, 세트는 그 사이의 거리를 달리 클로징할 수 있다.

군집 생성 단계(S110)는 군집 차의 임계 거리 내에서 횡단하는 단계(S114)를 포함할 수 있으며, 이는 (예가 도 3 및 도 4b에 도시되는) 군집의 생성 동안 차의 세트 사이의 거리를 클로징하고/하거나 (예를 들어, S116의) 체결의 충격을 완화하도록 기능한다. S114에서, 세트의 상대 스피드는 바람직하게는 S112의 상대 스피드로부터 감소된다. 상대 스피드/속도는 (예를 들어, 차 및/또는 범퍼의 충격 제약에 기초하고, 레일 네트워크의 동작 스피드에 기초하는 등) 고정된 스피드 델타로 설정되고/되거나, 램프 다운되고/되거나, 달리 적절하게 제어될 수 있다. S114에서, 차의 하나 또는 두 세트는 V2I 채널을 통해 디스패처와 통신할 수 있고/있거나 세트는 V2V 채널을 통해 서로 통신할 수 있다. (예를 들어, 갭을 클로징하는) 더 큰 속도로 이동하는 차의 세트는 다음: 즉, 비행 시간 센서(예를 들어, radar), GPS 센서, 광학 센서(예를 들어, 카메라; 인접한 차의 기점을 감지함), 차량 센서(예를 들어, 관성 센서, 휠 스피드 센서, 모터 토크/스피드 센서 등), 및/또는 다른 센서의 임의의 적절한 세트로부터의 측정값에 기초하여 세트 사이의 나머지 거리를 감지 및/또는 추정하고/하거나 상대 스피드를 조정하고/하거나 적절하게 제어할 수 있다. 대안적으로, 차의 더 느린 세트는 속도를 높일 수 있고/있거나, 차의 더 빠른 세트는 (예를 들어, 임계 거리를 근사화하도록 계산되는) 미리결정된 시간에서 감속할 수 있고/있거나, 물리적 버퍼(예를 들어, 범퍼)는 배치될 수 있고/있거나, 자기 범퍼는 활성화될 수 있고/있거나, 차의 세트는 달리 제어되어 임계 거리를 달성하고/하거나 유지할 수 있다.

그러한 변형예에서, 차의 '클로징(closing)' 세트(나머지 세트에 접근하는 차의 세트)는 (예를 들어, 미리결정된 임계 스피드/속도 차이 내에서) 차의 세트 사이의 상대 스피드 차이를 최소화하고/하거나, (예를 들어, 미리결정된 임계값 내에서, 예컨대 범퍼의 최대 힘 및/또는 변위 임계값에 기초하여) 범퍼 사이의 충격 부하(shock load) 및/또는 초기 힘을 최소화하고/하거나, (예를 들어, 두 차의 세트가 동일한 워런트를 점유하고, 클로징 차가 차의 다른 세트의 미리결정된 거리 내에 있는) 클로징 기간을 최소화하고/하거나, (예를 들어, 하나 이상의 센서, 차 사이의 거리, 현재 스피드, 최소 제동 거리 등에 기초하여 결정되는) 위험 점수를 최소화하고/하거나, 달리 적절하게 제어될 수 있다.

추가적으로 또는 대안적으로, 더 큰 스피드로 이동하는 차의 세트는 힘 피드백 루프에서 동작될 수 있으며, 임계값을 초과하는 범퍼(근위의 군집 차량; 이동 방향의 리딩 범퍼)에서의 접촉력을 감지하는 것에 응답하여 S116으로 즉시 진입한다. 그러나, 더 느린 차 세트는 대안적으로 상대 스피드를 제어할 수 있다.

S114 동안, 차의 두 세트는 워런트를 공유할 수 있고/있거나 트랙 상의 위험과 같은 군집 이벤트에 협력적으로 응답하도록 구성될 수 있다. 특정 예에서, 트레일링 차가 리딩 차의 임계 거리 내에 있을 때, 트레일링 차는 앞선 위험을 관찰하는 데 감소된 능력을 가질 수 있다. 따라서, 트레일링 차는 ― 예컨대 리딩 차 스피드의 변화에 응답하여 제어를 관찰 및 조정함으로써, 또는 조정된 제동과 연관되는 (예를 들어, V2V 채널을 통한) 명령을 수신함으로써 리딩 차와 협력하여 응답(예를 들어, 제동)하도록 구성될 수 있다.

제1 예에서, S114는 접촉이 차의 두 세트 사이에 설정될 때 종료될 수 있다.

제2 예에서, S114는 S140에 따라 - 예컨대 차량 사이의 거리가 임계 거리를 초과할 때까지 트레일링 차를 제동하거나 리딩 차를 가속함으로써 종료될 수 있으며, 이 포인트에서 제1 및 제2 세트에는 별도의 워런트가 할당된다. S114는 트리거(trigger) - 예컨대 온보드 센서에 기초한 위험 및/또는 이벤트 감지, 트리거 임계값을 만족시키는 상대 스피드 차이, 임계값을 만족시키는 차량 가속도, 및/또는 임의의 다른 적절한 이벤트 - 및/또는 군집으로부터의 통신(V2V)에 응답하여 종료될 수 있다.

대안적으로, 차량의 두 세트는 워런트 내에 남아 있고 심지어 위험 또는 트리거 이벤트에 응답하여 S114를 유지하기 위해 조정된 거동(behavior)에 의존할 수 있다.

그러나, 군집을 생성하는 차의 세트 사이의 거리는 달리 적절하게 클로징될 수 있다.

군집 생성 단계(S110)는 군집 차를 체결하는 단계(S116)를 포함할 수 있으며, 이는 체결의 충격을 완충하고/하거나 군집을 형성하는 차의 두 세트 사이의 접촉력을 평형화하도록 기능한다(일 예가 도 4c에 도시됨). 충격은 바람직하게는 범퍼(들)에 의해 수동적으로 완충되지만 추가적으로 또는 대안적으로 범퍼(예를 들어, 로드 셀)에서 측정된 접촉력 및/또는 차/페이로드의 프레임 가속도에 기초하여 능동적으로 완충될 수 있다. 특정 예에서, 더 높은 스피드로 이동하는 차의 세트는, 범퍼에서의 접촉력에 기초하여, 차(차량) 파워트레인의 전기 모터를 회생 제동함으로써 체결의 충격을 능동적으로 완충할 수 있다. S116에서, 차의 하나 또는 두 세트는 바람직하게는, 접촉력이 S120에 의해 특정되는 바와 같은 범위 내에서 평행을 유지할 때까지, 힘 피드백 및/또는 토크 제어 모드(예를 들어, 스피드 제어 모드와 반대임)로 전환한다.

군집은 임의의 적절한 세트의 차로부터 생성될 수 있다. 제1 예에서, 군집은 각각의 복수의 차를 각각 포함하는 2개의 군집을 병합/결합함으로써 형성될 수 있다. 제2 예에서, 군집은 제1 및 제2 개별 차를 병합/결합함으로써 형성될 수 있다. 제3 예에서, 군집은 개별 차 및 복수의 차를 포함하는 기존 군집을 병합/결합함으로써 형성될 수 있다.

그러나, 군집은 차의 세트로부터 달리 생성/형성될 수 있다.

제1 예에서, 차와 군집의 인접한 차 사이의 거리가 제로일 때(즉, 차가 군집의 인접한 차, 예컨대 트레일링 차 또는 리딩 차와 물리적으로 접할 때; 범퍼 어버트먼트가 설정될 때 등) 군집은 생성될 수 있고/있거나 차는 군집과 결합/병합될 수 있다. 제2 예에서, 차는 (예를 들어, S120 및/또는 S130에 따라) 차가 동일한 워런트에 할당되고/되거나 군집의 나머지 차와 협력적으로 제어되면 군집과 결합/병합될 수 있다. 제3 예에서, 차는 차의 선단에서의 공극이 (예를 들어, 특정 차 구성에 대해) 최소화되면 군집과 결합/병합될 수 있다. 제4 예에서, 차는 상대 속도 임계값이 만족되는 것(예를 들어, 차는 실질적으로 동일한 스피드로 횡단하고 있고; 횡단 방향에서 0.2 km/h 미만의 속도 차이; 등) 기초하여 군집과 결합/병합될 수 있다. 제5 예에서, 차는 제1, 제2, 제3, 및 제4 예의 임의의 조합 또는 순열에 기초하여 결합/병합될 수 있다.

변형예에서, 군집 생성 및/또는 특정 군집에 대한 특정 차(또는 레일 드론)의 할당, 군집 내의 위치, 및/또는 워런트는 근접성, 충전 상태, 가시선, 재배치를 위한 시간, 화물 중량, 재배치를 위한 이동 횟수(예를 들어 스퍼(spur) 스위치)와 같은 요인(factor)에 기초할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 군집 생성 및/또는 워런트 할당은 (예를 들어, 임의의 적절한 세트의 기준에 따라) 디스패처에 의해 수행될 수 있다.

군집 유지 단계(S120)는 트랙의 섹션을 따라 군집의 차의 협력적인 횡단을 가능하게 하도록 기능한다. 군집 유지는 추가적으로 또는 대안적으로 (기계적으로) 군집의 차 사이에서 명령을 교환하고/하거나 군집의 차 사이에서 전력/에너지를 분배하도록 기능할 수 있다. S120에서, 군집은 디스패처에 의해 수신되는 명령에 따른 방향으로 트랙의 섹션을 따라 횡단한다. 명령은 다음을 특정할 수 있다: 워런트(또는 트랙 영역), 스피드/속도 커맨드, 위치 커맨드, 접촉력 커맨드, 및/또는 임의의 다른 적절한 커맨드. 군집은 S110에서 체결 방향과 동일한 방향으로(예를 들어, 차 또는 복수의 차는 후방에서 합쳐지고 동일한 방향으로 계속할 수 있음) 또는 대향 방향으로 횡단할 수 있다. 명령은 바람직하게는 횡단 방향에 기초하여 리드(lead) 차에서 수신되지만, 추가적으로 또는 대안적으로 군집의 각각의 차(및/또는 차량)에서 수신될 수 있다.

명령에 기초하여, 모션 방향의 리드 차는 군집의 횡단(예를 들어, 스피드, 가속도, 위치 등)을 제어할 수 있다. 리드 차량은 바람직하게는 자율적으로 동작되지만, 달리 수동적으로 동작되거나 원격으로 제어될 수 있다. 군집의 나머지 (트레일링) 차는, 도 10에 도시된 예와 같이, 임의의 적절한 제어 체계(예를 들어, 피드백 루프)로 각각의 차의 리드 범퍼에 접촉력(즉, "푸시(push)')을 지속적으로 유지함으로써 제어된다. 군집을 유지하는 접촉력은 다음: 즉, V2I 채널(예를 들어, 디스패처로부터), 군집의 하나 이상의 차로부터(예를 들어, 리드 차로부터, 인접한 차로부터 등)의 V2V 채널을 통해 명령의 일부로서 수신되고/되거나, 달리 적절하게 수신될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 접촉력은 미리결정되고/되거나(예를 들어, 고정, 500N, 100N과 1000N 사이 등), 동적으로 결정(예를 들어, 군집 스피드, 가속도 등에 기초하여 조정)되고/되거나 달리 적절하게 결정될 수 있다. 따라서, 군집은 무선/유선 통신 채널과 독립적으로 접촉력을 사용하여 동적으로 조정될 수 있다. 특정 예에서, 이러한 구성에서 각각의 차에 대한 작동 시상수(time constant)는, 대략 ~kHz에서 발생하는 접촉력의 로드 셀 측정의 시상수, 대략 ~1kHz의 파워트레인 토크 조절, 및 대략 약 1 내지 10 Hz에 반응하는 (범퍼를 제외하는) 차의 강성에 기초하여, 대략 100Hz일 수 있으며; 여기서 차를 가속/감속시키고/시키거나 범퍼를 변형시키도록 작동하는 외란은 대략 약 0.1 내지 1 Hz에서 발생한다.

이러한 구성에서, 리드 차(및/또는 그것의 리드 차량)의 가속/감속은 횡단을 조정하기 위해 군집을 따라 (순차적으로) 기계적으로 전달된다. 접촉이 압축 접촉(예를 들어, 차의 전방 단부에서의 '푸싱(pushing)')에 제한되는 경우, 제어는 모션 방향에 반대로(예를 들어, 단방향으로; 군집을 따라 후방으로) 기계적으로 전달될 수 있다. 그러나, 차는 추가적으로 또는 대안적으로 모션 방향에 대한 후방으로부터의 접촉력에 기초하여 및/또는 후방, 전방, 양방향, 및/또는 군집의 차의 임의의 적절한 세트 사이의 임의의 적절한 명령의 무선 통신에 기초하여 제어될 수 있다.

그러나, 변형예에서, 차 사이의 접촉 및/또는 체결은 추가적으로 또는 대안적으로 인장 하중 전달(즉, '풀(pull)')을 포함할 수 있고/있거나, 달리 적절하게 구성될 수 있다.

변형예에서, 각각의 차량의 리딩 범퍼에서 접촉을 유지하는 것은, 예컨대 충전 상태에 기초하여 차의 리딩 및/또는 트레일링 단부(범퍼)에서 접촉력을 조정함으로써, 군집의 차 사이의 로드 밸런싱 및/또는 에너지 재분배를 포함할 수 있으며, 이는 군집의 (전기적) 범위를 연장하고/하거나 성능 특성을 개선하도록 기능할 수 있다(예를 들어, 배터리를 과도하게 고갈시키는 것은 배터리 수명, 효율 등에 악영향을 미칠 수 있음). 예를 들어, 차는: 리딩 차를 푸시하고/하거나(예를 들어, 리딩 차의 에너지 소비를 감소시킴), 트레일링 차를 풀하고/하거나(예를 들어, 트레일링 차의 에너지 소비를 감소시킴), 달리 인접한 차를 조작할 수 있다. 제1 예에서, 더 높은 배터리 충전 상태(battery state of charge; SOC)를 갖는 제1 차는 더 낮은 SOC를 갖는 제2 차를 푸시하여, 제2 차의 후방 단부에 제1 접촉력을 부여하며, 여기서 제2 차는 제1 접촉력 미만인 제2 접촉력으로 제3 차를 푸시한다. 접촉이 압축 접촉(예를 들어, 차 사이의 인장력 없이, 차의 전방 단부에서의 '푸싱(pushing)' 등)에 제한되는 경우, 에너지는 군집의 모션 방향으로 군집의 차 사이에 실질적으로 전달될 수 있다(일 예가 도 7에 도시됨). 정상 상태의 경우, 에너지는 각각의 차가 토크 및/또는 스피드 제어를 통해 군집을 유지하기 위해 에너지를 소비(예를 들어, 전기 파워트레인에 전력을 공급하기 위해 배터리 SOC를 고갈)하는 경우에도 모션 방향으로 전달될 수 있다. 따라서, '로드 밸런싱(load balancing)'은 여전히 최저 잔여 (전기) 범위 및/또는 최저 SOC를 갖는 차로부터 에너지를 고갈시킬 수 있지만, 더 느린 속도에서, 따라서 군집의 차 사이에서 SOC 분포의 변동을 감소시키고 군집의 유효 범위를 증가시킬 수 있다. 이러한 에너지 (재)분배 방법은: 항상(예를 들어, 차가 군집으로 있을 때마다); 리딩 차(예를 들어, 리드 차, 중간 차 등)의 배터리 상태가 임계 값 아래로 떨어질 때; 상이한 차 사이의 상대 에너지 분포에 기초하여, 언덕을 오를 때(예를 들어, 차가 경사면 위로 횡단하고 있을 때); 및/또는 임의의 다른 시간에서 사용될 수 있다.

변형예에서, 로드 밸런싱은 군집의 다양한 차에 걸쳐 항력 구배(drag gradient) 및/또는 항력 효과(drag effect)의 비-균일성의 영향을 오프셋하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 로드 밸런싱은 군집 내의 상대 항력 구배 및/또는 군집의 다양한 차(예를 들어, 특히 리드 차)의 순(net) 항력의 비-균일성에 기초하여 제어될 수 있다.

변형예에서, 리드 차 및/또는 리드 차의 리드 차량의 에너지 소스(예를 들어, 배터리의 잔여 에너지)를 유지하여 리드 차에서 지속적인 자율 보호 및/또는 모니터링을 용이하게 하는 것이 더 유리할 수 있다. 예를 들어, 군집의 트레일링 차 상에 배열되는 카메라, 라이더(Lidar), 레이더(radar), 및/또는 다른 센서와 같은 자율적인 동작을 가능하게 할 수 있는 유도 센서는 그들 앞에 있는 차에 의해 모션 방향에서 적어도 부분적으로 방해를 받을 수 있고, 따라서 (예를 들어, S130에 따라) 군집 이벤트를 감지하고/하거나 응답하기 위해 리드 차(및/또는 그것의 리드 차량)에 의존할 수 있다. 따라서, 일부 변형예에서 로드 밸런싱은, 심지어 리드 차의 파워트레인으로부터의 상당한 전력 기여 없이(예를 들어, 연속 스피드를 유지하는 동안 회생 제동, 연속 스피드로 푸시되는 동안 유휴 파워트레인, 스피드를 유지하기 위해 일부의 전력량만을 기여하는 등), 리드 차가 지속적인 에너지 공급을 유지할 수 있도록 할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 트레일링 차의 하나 이상의 센서는 에너지 자원을 보존하기 위해 무전원 상태로 남아 있을 수 있다. 대안적으로, 리드 차는 연속 에너지 소스(예를 들어, 제3 레일 에너지 공급, 백업 전원 등)를 달리 유지할 수 있다.

그러나, 군집은 달리 유지될 수 있다.

군집 이벤트 응답 단계(S130)는 군집에 걸쳐 철도 위험과 같은 이벤트에 대한 응답을 조정하도록 기능한다. 군집 이벤트는 디스패처, 하나 이상의 차(예를 들어, 리드 차 및/또는 리드 차의 리드 차량)의 자율 에이전트, 외부 인프라(예를 들어, 레일 측면 모니터링 장비 등), 인적 오퍼레이터(예를 들어, 리드 차에 탑승한 사람, 레일 측면 오퍼레이터 등)에 의해 감지 및/또는 결정되고/되거나 달리 적절하게 결정될 수 있다. 제1 변형예에서, 디스패처는 군집―예컨대 워런트에 진입하는 별도의 차 또는 워런트로부터 일탈하는 군집에 의해 현재 점유되는 워런트의 위반을 감지할 수 있다. 제2 변형예에서, 외부 인프라는 고장난 철도 스위치와 같은 위험을 감지할 수 있다. 제3 변형예에서, 자율 에이전트는 군집의 하나 이상의 차의 센서 세트로부터의 측정값에 기초하여 위험―예컨대 레일에 근접한 인간 또는 자동차―을 감지할 수 있다. 제4 변형예에서, 군집 이벤트는 인적 오퍼레이터로부터 수신되는 입력(예를 들어, 군집의 차의 온보드 또는 군집의 오프보드; 브레이크 커맨드, 완전 정지 요청, 재라우팅(reroute) 요청 등)에 기초하여 결정될 수 있다. 군집 이벤트 결정에 응답하여, 군집은 하나 이상의 응답을 조정할 수 있다.

변형예에서, 군집은 임계 가속도 범위 내에서(예를 들어, 휠의 공칭 마찰 한계 내에서) 군집의 조정된 가속 또는 감속으로 군집 이벤트에 응답할 수 있다. 그러한 변형예에서, 군집의 리드 차(리드 차량)는 (예를 들어, 가속 또는 감속 제어 명령을 나머지 차량에 전송하고; 리드 차 가속 또는 감속을 따르기 위해 제동하고 트레일링 차의 힘 피드백 루프를 의존하는 것 등에 의해) 나머지 차량에 대해 제어 입력을 제공할 수 있다. 조정된 감속 동안, 군집은 바람직하게는 (예를 들어, 한 쌍의 전기 보기(bogie)를 포함하는 차에 대해) 회생 및/또는 전기 제동을 이용한다. 전형적으로 이러한 방식의 제동은 동작 효율을 증가시키고/시키거나 (예를 들어, 마찰 브레이크가 서비스되거나 대체될 필요가 있기 전에) 차량 구성요소의 서비스 수명을 연장시킬 수 있다. 군집이 (예를 들어, 리드 차/센서의 가시선 내에서) 신속하게 감속해야만 하는 경우, 군집은 추가적으로 또는 대안적으로 차를 신속하게 느리게 하기 위해 마찰 제동을 이용할 수 있다. 그러한 경우, 각각의 차는 개별적으로 완전-정지 제동 이벤트와 연관되는 무선 신호를 수신할 수 있으며, 이는 디스패처 및/또는 군집의 차(예를 들어, 예컨대 리드 차; 예컨대 군집 이벤트를 개시하는 차)에 의해 브로드캐스팅될 수 있다. 제1 예에서, 군집의 각각의 차(및/또는 그것의 각각의 차량)는 (예를 들어, 독립적인 온보드 ABS 시스템에 의해 조절되는 바와 같이; 휠의 정지 마찰에 기초하여) 독립적으로 최대 제동을 공급한다. 이러한 예에서, 후방 차는 보다 신속하게 제동하도록 제어될 수 있으며, 이는 군집의 하나 이상의 차/섹션을 지속적인 접촉으로부터 분리할 수 있다(예를 들어, 군집의 후방으로부터, 예컨대 뒤에서 앞으로 차를 드롭함; S140에 따르면, 여기서 개별 드롭된 차는 독립적으로 횡단하거나(S112) 달리 동작할 수 있음). 대안적으로, 군집은 완전-정지(예를 들어, 비상) 브레이크 이벤트 동안 인접한 차 사이의 접촉을 보존하도록 조정할 수 있다.

일 예로서, 군집의 제1 차에서 자율적으로 장애물을 감지하고 이에 응답하여 감속할 수 있다. 이러한 감속은 (예를 들어, 범퍼 접촉력 등에 기초하여) 군집 내의 각각의 독립적으로-기동가능한 레일 차의 조정된, 독립 제동을 기계적으로 지시할 수 있다.

변형예에서, 군집은 군집의 하나 이상의 차의 파워트레인 고장 이벤트에 응답할 수 있다. 그러한 경우, 파워트레인 고장을 갖는 차를 뒤따르는 차는 감소된 추진 능력을 보상하기 위해 차의 후방을 푸시함으로써 추진력을 제공할 수 있다(예를 들어, 후방 단부 접촉력이 전방 단부 접촉력을 초과함). 후방 차가 파워트레인 고장을 경험하는 경우, 그것은 S140에 따라 군집으로부터 분리될 수 있다.

변형예에서, 군집은 S120에 따라 리드 차(들)와 함께 고장을 경험하는 차를 에스코트하고/하거나, (예를 들어, 차의 전방 단부에서 로드 셀 고장의 이벤트에서) 무선으로 제어 명령을 통신함으로써 하나 이상의 트레일링 차의 센서/자율 고장에 응답할 수 있다. 횡단 방향에 대한 군집의 리드 차가 고장을 경험하는 경우, 군집은 (S110에 따라) 추가적인 차를 군집의 전방 단부에 결합시키고, 군집을 에스코트하기 위해 추가적인 차에 의존함으로써 에스코트될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 군집은 반전되고/되거나(예를 들어, 최후방 차/차량이 리드 차/차량으로써 동작함), 달리 적절하게 제어될 수 있다.

그러나, 군집은 달리 적절하게 군집 이벤트에 응답할 수 있다.

그 일 예가 도 4d에 도시되는 군집 분리 단계(S140)는 군집의 하나 이상의 차를 분리하도록 기능한다. 차는 군집이 정지해 있는 동안, 횡단 중에, 및/또는 군집 이벤트(예를 들어, 최후방 차의 파워트레인 고장, 조정된 제동 동안 트레일링 차를 드롭하는 것 등)에 응답하여 분리될 수 있다. 차는 수동으로, 자동으로, 디스패처에 의한 커맨드에 응답하여, 군집의 차의 세트의 목적지에 기초하여, 인프라(예를 들어, 도로, 교차로, 터미널 인프라 등)에 대한 차의 배열에 기초하여, 군집의 하나 이상의 차의 충전 상태(SOC)에 기초하여, 군집의 하나 이상의 차의 고장 상태에 기초하여 분리될 수 있고/있거나, 달리 적절하게 분리될 수 있다. 차는 횡단 방향(예를 들어, 전방 가속, 후방 감속 등), 횡단 방향의 반대, 차의 서브세트가 정지되어 있는 동안, 및/또는 임의의 다른 적절한 방식으로 분리될 수 있다.

제1 변형예에서, 한 세트의 하나 이상의 차는 그들이 군집의 워런트를 일탈하고/하거나 군집으로부터 임계 거리(예를 들어, S112에 의해 통제되는 임계 거리, 상이한 임계 거리 등)를 초과할 때까지 한 세트의 차를 (협력적으로) 감속함으로써 분리될 수 있다. 특정 예에서, 차의 분리 세트는 S120에 지정된 바와 같이 최대 조정된 제동 임계값(또는 그 이상)에서 감속하도록 제어될 수 있어서, 군집의 임의의 조정된 감속은 분리 차와의 충돌을 야기하지 않을 것이다. 그러나, 완전-정지/비상 제동 이벤트는 차의 분리 세트에 브로드캐스팅되고/되거나 이와 조정될 수 있다.

제2 변형예에서, 제1 방향으로 횡단하는 군집의 일시적인 정지에서, 군집의 차의 후방 세트는 (예를 들어, 제1 방향과 대향하는 제2 방향으로) 세트를 반전시킴으로써 분리될 수 있다. 일 예로서, 군집은, 예컨대 도로를 차단하는 차(들)(및 제1 방향에 대해 그들을 뒤따르는 차)를 반전시킴으로써, 도로 상의 교통을 직접적으로 차단하는 것을 회피하기 위해 교차로에서 분리될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 군집은 (예를 들어, 제1 방향으로; 일 예가 도 11a 내지 도 11f에 도시됨) 군집의 선단에서 차를 전진시킴으로써 교차로에서 분리될 수 있거나 달리 적절하게 구성될 수 있다.

제3 변형예에서, 군집은 트랙의 분기 세트를 따라 차의 개별 세트를 지향시키기 전에―예컨대 철도 전환(railway switch)에 앞서 분할될 수 있다.

제4 변형예에서, 군집의 차는 통과 트랙의 섹션을 이용함으로써 재배열/셔플(shuffle)될 수 있다. 이것은 군집을 따라 후방으로 에너지를 재분배하는 데 특히 유리할 수 있다. 특히, 횡단 방향에 대해 군집의 후방 차는 (예를 들어, 후방에서 압력 항력의 결과로서) 군집의 다른 차보다 더 큰 공기역학적 손실을 경험하고 불균형한 접촉력을 유지하므로(예를 들어, 푸시를 수용하는 것 없이 푸시를 제공하고; 푸시되는 것 보다 더 심하게 푸시하고; 트레일링 범퍼에 가해지는 압축력이 차의 리딩 범퍼에서의 압축력과 상이함), 그것은 (예를 들어, 동일한 초기 SOC 및 페이로드에 대해) 군집의 범위 제한 차일 수 있다. 따라서, 군집을 분리함으로써 군집의 차를 재배열하고, 군집의 나머지 차에 대해 분리된 차(들)를 전진/후퇴시키고, S110을 반복함으로써, 차는 (예를 들어, 분리된 세트의 차 및 군집의 차의 나머지 세트의 순서가 보존되는 경우) 효과적으로 셔플되고/되거나 재배열될 수 있다. 따라서, 차는 충전 상태, 파워트레인 상태, 및/또는 군집의 센서 상태에 기초하여 재배열될 수 있다(일 예가 도 9c에 도시됨). 특정 예에서, 제1 방향으로 횡단하는 군집의 제1(예를 들어, 후방) 차 및 (예를 들어, 후방 차에 인접한) 제2 차는 군집으로부터 분리될 수 있으며; 제2 차는 제1 차가 수렴 스위치(converging switch)를 지나 전진할 때까지 통과 트랙을 따라 라우팅될 수 있고; 제2 차 및 제1 차는 그 다음에 군집으로 재결합될 수 있으며, 제2 차는 제1 차를 뒤따른다(푸시함).

그러나, 군집은 달리 적절하게 분리될 수 있다.

5. 예.

일 예에서, 군집은 (조정된 제동이 전체 어셈블리에 걸치는 공통 공기 브레이크 라인을 통해 보장되는 전통적인 열차와 달리) 컨트롤(control) 또는 외부 센서와 같은 간접 수단을 통해 제동을 조정할 수 있다. 제동 활동의 성공적인 조정은 군집 내의 탈선 또는 종속 고장(cascading failure)을 회피하기 위해 일부 환경에서 대단히 중요할 수 있다. 이러한 제동 순서의 중요성은 심각한 제동 이벤트의 경우 어셈블리에 남아 있는 성능 마진에 의존한다. 높은 스피드에서 이들 제동 결정의 미묘함(subtlety) 및 중요성은 더 느린 스피드에서 허용되는 것보다 훨씬 더 클 수 있다. 제동을 위한 예시적 프로세스 흐름은: 브레이크 커맨드를 (예를 들어, 내부적으로 또는 외부적으로) 결정하는 단계를 포함할 수 있으며, 이는 군집으로 다시 전달된다. 커맨드의 결과 에코(echo)는 군집 내에서 제동 커맨드를 수행하는 안전성을 검증하기 위해 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 개시된 제동 이벤트의 크기 및 소스를 검증하기 위해 사용될 수 있다. 제동이 조정 및 개시됨에 따라, 가속도계 및 외부 힘 센서는 고장을 나타낼 수 있는 공칭 외(off-nominal) 부하를 감지하기 위해 군집 내에서 모니터링될 수 있다. 고장의 경우, 군집 내의 가속도 및 부하의 차이는 고장의 위치, 성격, 및 심각도를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 피드백은 제동력의 해제 또는 기계식 브레이크를 통한 추가적인 힘의 적용(application)을 포함할 수 있는 정확한 응답을 결정하기 위해 사용될 수 있다. 일단 스피드의 변화가 달성되었고 제동 해제 명령이 생성되면, 이것은 군집에 다시 전달된다. 커맨드의 결과 에코는 군집 내의 해제 브레이크의 안전성을 검증하기 위해 사용될 수 있다. 그러나, 제동은 달리 조정될 수 있다.

변형예에서, 군집을 생성하는 것은 그 모두가 본 참조에 의해 전체적으로 본원에 통합되는 2021년 6월 1일자로 출원된 미국 출원 번호 제17/335,732호, 및/또는 2022년 3월 14일자로 출원된 미국 출원 번호 제17/694,499호에서 설명되는 것들과 같은 레일 드론 쌍을 적재하고/하거나 결합하는 단계를 포함할 수 있다. 차가 물리적으로 부착되고 그 뒤에 적재를 위한 위치로 이동되는 전통적인 열차와 달리, 이들 레일 차는 각각의 페이로드에 대해 획득되고 배열될 필요가 있을 수 있는 느슨한(물리적으로 분리된) 레일 드론으로부터 형성된다. 따라서, 적재 프로세스는 임의의 드론을 특정 수요와 페어링하고, 그들을 공동-위치시키고, 그 다음 그들을 안전하게 결합하는 일련의 단계에 의존할 수 있다.

차를 생성하는 예시적 프로세스 흐름은: (예를 들어, 워런트와 각각 연관되는, 디스패처로부터의) 페이로드 적재 요청으로 시작하는 단계를 포함할 수 있으며, 레일 드론은 요청에 따라 할당된다. 특정 레일 드론의 할당은 근접성, 충전 상태, 가시선, 재배치(relocation)를 위한 시간, 또는 재배치를 위한 이동 횟수(예를 들어 스퍼(spur) 스위치)와 같은 요인(factor)에 기초할 수 있다. 할당 다음에, 레일 드론은 그들 자신의 전력으로 적재 영역으로 자체-재배치될 수 있다(예를 들어, 워런트 하에서 개별적으로 동작하고, 자율적으로 동작되고, 디스패처에 의해 원격 제어되는 등). 이러한 재배치 프로세스는 최종 페이로드의 구성과 일치하지 않는 구성에서 발생할 수 있으며, 예를 들어 내부 수송 동안 트랙 길이 풋프린트를 감소시키기 위해 적재 구역에 도착할 때까지 엄격하게 페어링된다. 적재 구역에 도달 시, 레일 드론은 페이로드에 대한 그들의 상태 위치 및 로더(loader)에 대한 절대 위치를 포함하는 그들의 의도된 페이로드에 대해 그들을 위치시킬 수 있다. 일단 자리를 잡으면, 적재 프로세스 동안, 레일 드론은 페이로드 기하구조 및 위치로부터의 피드백에 기초하여 추가적인 위치 수정(correction)을 수행할 수 있다. 이것은 오퍼레이터와의 조정을 통해 및/또는 카메라와 같은 온보드 센서를 통한 내부 피드백을 통한 것일 수 있다. 일단 페이로드가 설치되었으면, 온보드 피팅은 페이로드를 완전히 억제하기 위해 체결될 수 있다. 이러한 단계 내에, 전에, 또는 후에, 중량, 중량 분포, 및 피팅 체결에 대한 추가적인 검증은 페이로드가 안전하게 이동될 수 있다는 점을 확인하기 위해 수행될 수 있다. 그러나, 차는 군집 생성의 일부로서 달리 형성될 수 있고/있거나, 군집 생성은 차 형성과 독립적으로 발생할 수 있다(예를 들어, 차 형성과 완전히 비동기로, 수송 동안 등).

그러나, 군집 및/또는 차는 달리 형성될 수 있다.

변형예에서, 군집주행 동안의 공기역학적 효율성은 레일 드론 및/또는 이와 함께 형성되는 차의 물리적 구성을 통해 제공될 수 있다(예를 들어, 공기 역학적 효율성을 향상시키기 위해 특화된 공기역학적 피팅 또는 신중하게 배열된 페이로드를 사용할 수 있는 트럭 및 열차와 달리, 군집의 고효율 성능은 공기역학(aerodynamics)에 대한 구조적 수정 없이 달성될 수 있음). 일 예로서, 차의 리딩 및 트레일링 에지 근처에 페이로드를 배열하고/하거나 군집주행 차의 범퍼 사이에 (연속적인) 접촉을 설정하는 것은 군집주행 차(및 페이로드) 사이의 공극을 최소화할 수 있다. 이러한 접근법은 효율성을 향상시키기 위해 열차 페이로드의 순서를 조직하는 프로세스를 크게 진부하게 할 수 있다. 그러나, 기술은 공극을 달리 최소화하고/하거나 공기역학적 효율성을 향상시킬 수 있다.

대안적인 실시예는 컴퓨터-판독가능 명령을 저장하는 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체에서 상기 방법 및/또는 처리 모듈을 구현한다. 명령은 컴퓨터-판독가능 매체 및/또는 처리 시스템과 통합되는 컴퓨터-실행가능 구성요소에 의해 실행될 수 있다. 컴퓨터-판독가능 매체는 임의의 적절한 컴퓨터 판독가능 매체 예컨대 RAM, ROM, 플래시 메모리, EEPROM, 광학 디바이스(CD 또는 DVD), 하드 드라이브, 플로피 드라이브, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 매체, 또는 임의의 적절한 디바이스를 포함할 수 있다. 컴퓨터-실행가능 구성요소는 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체, 예컨대 CPU, GPU, TPUS, 마이크로프로세서, 또는 ASIC에 연결되는 (예를 들어, 하나 이상의 병치된 또는 분산된, 원격 또는 로컬 프로세서를 포함하는) 컴퓨팅 시스템 및/또는 처리 시스템을 포함할 수 있지만, 명령은 대안적으로 또는 추가적으로 임의의 적절한 전용 하드웨어 디바이스에 의해 실행될 수 있다.

시스템 및/또는 방법의 실시예는 다양한 시스템 구성요소 및 다양한 방법 프로세스의 모든 조합 및 순열을 포함할 수 있으며, 여기서 본원에 설명되는 방법 및/또는 프로세스 중 하나 이상의 인스턴스(instance)는 본원에 설명되는 시스템, 요소, 및/또는 엔티티 중 하나 이상의 인스턴스에 의해 및/또는 이를 사용하여 비동기식으로(예를 들어, 순차적으로), 동시에(예를 들어, 병렬로), 또는 임의의 다른 적절한 순서로 수행될 수 있다.

당업자가 이전에 상세화된 설명으로부터 그리고 도면 및 청구항으로부터 인식하는 바와 같이, 수정 및 변경은 다음 청구항에서 정의되는 본 발명의 범위로부터 벗어나는 것 없이 본 발명의 바람직한 실시예에 이루어질 수 있다.

Claims (24)

1. 방법으로서,
   원격 디스패처로부터의 제1 세트의 명령에 기초하여, 레일 네트워크 내의 트랙을 따라 수송 방향으로 제1 군집의 횡단을 제어하는 단계 - 상기 제1 군집은 제1 레일 차를 포함함 -;
   상기 트랙을 따라 상기 제1 군집을 뒤따르는 제2 레일 차에서 상기 원격 디스패처로부터의 제2 세트의 명령을 수신하는 단계;
   상기 제2 세트의 명령에 기초하여, 상기 수송 방향으로 상기 트랙을 따라 상기 제2 레일 차의 횡단을 자율적으로 제어하는 단계;
   상기 제2 레일 차와 상기 제1 군집 사이의 거리를 결정하는 단계;
   상기 거리에 기초하여, 상기 제2 레일 차를 상기 제1 군집에 결합시키는 단계; 및
   상기 제2 레일 차를 상기 제1 군집에 결합시킨 후, 다음: 즉,
   상기 수송 방향의 선단에서 압축력을 결정하고;
   상기 압축력에 기초하여 상기 제2 레일 차의 파워트레인을 제어함으로써 상기 제2 레일 차를 자율적으로 제어하는 단계,
   를 포함하는, 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제2 레일 차를 결합시키는 단계는 상대 속도 임계값에 기초하여 상기 제2 차량의 횡단을 제어하는 단계를 포함하는, 방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제2 레일 차를 상기 제1 군집에 결합시키는 단계는 상기 제2 레일 차와 상기 제1 군집 사이의 초기 접촉을 수동적으로 및 능동적으로 댐핑하는 단계를 포함하는, 방법.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제2 레일 차는 상기 초기 접촉을 수동적으로 댐핑하는 상기 선단에 댐퍼를 포함하는, 방법.
5. 제3항에 있어서,
   상기 초기 접촉을 능동적으로 댐핑하는 단계는 상기 압축력에 기초하여 상기 제2 레일 차의 파워트레인을 동적으로 제어하는 단계를 포함하는, 방법.
6. 제1항에 있어서,
   상기 제1 레일 차는 자율적인, 방법.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제1 레일 차에서 조정된 감속 이벤트를 결정하는 단계;
   상기 조정된 감속 이벤트를 결정하는 단계에 응답하여, 상기 조정된 감속 이벤트에 기초하여 상기 제1 군집을 제어하는 단계,
   를 더 포함하며,
   상기 제1 군집을 제어하는 단계는: 상기 제2 레일 차에서 무선으로 수신되는 차량 대 차량(V2V) 제어 통신, 상기 거리, 또는 상기 압축력 중 적어도 하나에 기초하여 상기 제2 레일 차를 제어하는 단계를 포함하는, 방법.
8. 제1항에 있어서,
   상기 제1 및 제2 세트의 명령은 각각 상기 레일 네트워크 내의 제1 및 제2 워런트(warrant)와 연관되는, 방법.
9. 제8항에 있어서,
   상기 제2 레일 차를 상기 제1 군집에 결합시키는 단계는: 상기 원격 디스패처에서, 상기 제1 및 제2 레일 차를 상기 제1 군집에 대한 공유된 워런트에 할당하는 단계를 포함하는, 방법.
10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 차 및 제2 차 둘 다는 상기 제2 레일 차가 상기 제1 군집에 결합될 때 상기 제1 방향으로 횡단하는, 방법.
11. 제1항에 있어서,
    상기 제2 레일 차의 상기 파워트레인은 배터리-전기 파워트레인을 포함하는, 방법.
12. 방법으로서,
    군집의 레일 차에서, 원격 디스패처로부터 명령을 수신하는 단계;
    상기 명령에 기초하여, 수송 방향으로 레일 네트워크 내에서 상기 레일 차의 횡단을 제어하는 단계; 및
    상기 레일 차의 횡단을 제어하는 단계와 동시에, 상기 군집 내의 한 세트의 독립적으로-기동가능한 레일 차 각각에서:
    상기 수송 방향으로 상기 독립적으로-기동가능한 레일 차의 선단에서 각각의 압축력을 결정하는 단계; 및
    상기 각각의 압축력에 기초하여 상기 독립적으로-기동가능한 레일 차를 자율적으로 제어하는 단계를 포함하는, 방법.
13. 제12항에 있어서,
    상기 레일 차는 상기 수송 방향에서 상기 군집의 리드 레일 차인, 방법.
14. 제13항에 있어서,
    상기 한 세트의 독립적으로-기동가능한 레일 차의 상대 에너지 분포에 기초하여 상기 군집을 로드 밸런싱하는 단계를 더 포함하며, 상기 군집을 로드 밸런싱하는 단계는: 설정된 부하의 독립적으로-기동가능한 레일 차 사이의 불균형한 압축력을 유지하는 단계를 포함하는, 방법.
15. 제14항에 있어서,
    상기 로드 밸런싱은 상기 군집 내의 상대적인 항력 구배(drag gradient)에 기초하는, 방법.
16. 제12항에 있어서,
    상기 레일 차에서 완전-정지 이벤트를 결정하는 단계; 및
    상기 완전-정지 이벤트에 기초하여, 상기 한 세트의 독립적으로-기동가능한 레일 차 각각의 조정된 제동을 수행하는 단계를 더 포함하는, 방법.
17. 제16항에 있어서,
    상기 완전-정지 이벤트 동안, 교차로에 대한 상기 군집의 위치에 기초하여 상기 군집을 분리하는 단계를 더 포함하는, 방법.
18. 제12항에 있어서,
    상기 명령은 스피드 목표를 포함하며, 상기 각각의 독립적으로-기동가능한 레일 차는 상기 스피드 목표를 달성하기 위해 압축력 목표에 기초한 토크 제어를 사용하는, 방법.
19. 제12항에 있어서,
    각각의 상기 한 세트의 독립적으로-기동가능한 레일 차는 각각의 전기 파워트레인을 포함하는, 방법.
20. 제1항에 있어서,
    상기 제1 레일 차에서 장애물을 자율적으로 감지하는 단계; 및, 이에 응답하여, 감속하는 단계를 더 포함하며, 상기 제1 레일 차의 상기 감속은 상기 제1 군집 내의 각각의 독립적으로-기동가능한 레일 차의 조정된, 독립적인 제동을 기계적으로 지시하는, 방법.
21. 방법으로서,
    트랙을 따라 수송 방향으로 제1 군집의 횡단을 제어하는 단계;
    제2 차량과 상기 제1 군집 사이의 거리를 결정하는 단계;
    상기 거리에 기초하여, 상기 제2 레일 차를 상기 제1 군집에 결합하는 단계; 및
    다음: 즉,
    상기 수송 방향의 선단에서 압축력을 결정하고;
    상기 압축력에 기초하여 상기 제2 레일 차의 파워트레인을 제어함으로써 상기 제2 레일 차를 자율적으로 제어하는 단계를 포함하는, 방법.
22. 방법으로서,
    수송 방향으로 군집의 제1 레일 차의 횡단을 제어하는 단계; 및
    상기 제1 레일 차의 횡단을 제어하는 단계와 동시에, 상기 군집 내의 한 세트의 독립적으로-기동가능한 레일 차 각각에서:
    상기 수송 방향으로 상기 독립적으로-기동가능한 레일 차의 선단에서 각각의 압축력을 결정하는 단계; 및
    상기 각각의 압축력에 기초하여 상기 독립적으로-기동가능한 레일 차를 자율적으로 제어하는 단계를 포함하는, 방법
23. 제1항 내지 제 22항 중 어느 한 항의 방법에 따라 상기 레일 네트워크 내에서 상기 레일 차의 횡단을 제어하도록 구성되는 디스패처 시스템.
24. 제1항 내지 제 22항 중 어느 한 항의 방법에 의해 제어되는 레일 차 시스템.

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