MX2008003368A - Sistema y método de optimización de recorrido para un tren. - Google Patents

Abstract

Un sistema de control para operar un sistema accionado por diesel que tiene por lo menos una unidad generadora de energía con combustible diesel, el sistema incluye un optimizador de misión que determina por lo menos un parámetro que será utilizado por la unidad generadora de energía con combustible diesel, un convertidor que recibe por lo menos información que va a ser utilizada por la unidad generadora de energía con combustible diesel y convierte la información a una señal aceptable, un sensor para reunir por lo menos datos operacionales del sistema accionado por diesel que se comunican al optimizador de misión, y un sistema de comunicación que proporciona un ciclo de control cerrado entre el optimizador de misión, convertidor y sensor.

Description

SISTEMA Y MÉTODO DE OPTIMIZACIÓN DE RECORRIDO PARA UN TREN Referencia Cruzada con Solicitudes Relacionadas La presente solicitud está basada en la Solicitud Provisional Norteamericana No. 60/894,006, y es una continuación en parte de la Solicitud Norteamericana No. 11/385,354 presentada el 20 de marzo del 2006. Campo de la Invención El campo de la invención se refiere a optimizar las operaciones de un tren, y más particularmente, a monitorear y controlar las operaciones de un tren para mejorar la eficiencia, satisfaciendo al mismo tiempo restricciones de programación. Antecedentes de la Invención Los sistemas accionados con diesel, tal como pero sin limitarse a, vehículos fuera de carreteras, plantas marinas de propulsión motorizadas con diesel, sistemas estacionarios accionados con diesel y sistemas de ferrocarriles, o trenes, normalmente son accionados por una unidad de potencia diesel. Con respecto a sistemas de ferrocarriles, la unidad de potencia diesel es parte de al menos una locomotora y el tren incluye además una pluralidad de vagones, tal como vagones de carga. Normalmente se proporciona más de una locomotora, en donde las locomotoras se consideran grupos de locomotoras. Las locomotoras son sistemas complejos con numerosos subsistemas, siendo cada subsistema interdependiente de otros subsistemas. A bordo de la locomotora se encuentra un operador para asegurar la operación adecuada de la misma y su carga asociada de vagones. Además para asegurar las operaciones adecuadas de la locomotora, el operador también es responsable de determinar velocidades de operación del tren y fuerzas dentro del tren que son parte de las locomotoras. Para llevar a cabo esta función, el operador generalmente debe tener gran experiencia con la operación de locomotoras y varios trenes en un terreno específico. Este conocimiento es necesario para cumplir con velocidades de operación pre-escribibles, que pueden variar con la ubicación del tren a lo largo de la vía férrea. Además, el operador también es responsable de asegurar que las fuerzas en tren permanezcan dentro de los límites aceptables. La figura 11, ilustra un diagrama de bloque de la técnica anterior de cómo un vehículo de ferrocarril se controla actualmente. Un operador 649 controla el vehículo del ferrocarril 653 moviendo manualmente un aparato controlador maestro 651 a una configuración específica. Aunque se ilustra un controlador maestro, los expertos en la técnica reconocerán fácilmente que se pueden utilizar otros aparatos de control del sistema en lugar del controlador maestro 651. Por consiguiente, el término controlador maestro no pretende ser un término limitante. El operador 649 determina la configuración o posición del controlador maestro 651 con base en una pluralidad de factores que incluyen, pero no se limitan a, velocidad corriente, velocidad deseada, requerimientos de emisión, efecto de tracción, caballos de fuerza deseados, información proporcionada en forma remota, etc., 654. Sin embargo, incluso con el conocimiento para asegurar una operación segura, el operador normalmente no puede operar la locomotora de modo que el consumo del combustible se minimice en cada recorrido. Por ejemplo, otros factores que deben ser considerados pueden incluir la salida de emisiones, condiciones ambientales del operador tipo ruido/vibración, una combinación ponderada de consumo de combustible y salida de emisiones, etc. Esto es difícil, debido que, como ejemplo, el tamaño y carga de los trenes varía, las locomotoras y sus características de combustible/emisiones son diferentes, y las condiciones de clima y tráfico pueden variar. Los operadores pueden operar en forma más efectiva un tren si se les abastece con medios para determinar la mejor forma de conducir el tren en un día determinado para cumplir con un programa requerido (tiempo de llegada) utilizando al mismo tiempo el menor combustible posible, a pesar de las fuentes de variabilidad. De igual forma, los propietarios y/o operadores de vehículos fuera de las carreteras, plantas marinas de propulsión motorizadas con diesel y/o sistemas estacionarios accionados con diesel podrán apreciar los beneficios financieros que se pueden obtener cuando este sistema motorizado con diesel produce una eficiencia de combustible y salida de emisión optimizada para ahorrar en el consumo general de combustible, minimizando al mismo tiempo la salida de emisiones mientras se cumple con las restricciones de operación, tal como pero sin limitarse a las restricciones del tiempo de la misión. Breve Descripción de la Invención Las modalidades de la presente invención describen un sistema de control para operar un sistema motorizado con diesel que tiene al menos una unidad de generación de potencia motorizada con diesel. El sistema incluye un optimizador de misión que determina al menos una configuración que será usada por una unidad de generación de potencia motorizada con diesel. También se describe un convertidor que recibe al menos una información que será utilizada por la unidad de generación de potencia motorizada con diesel y convierte la información a una señal aceptable. Se describe además un sensor para recolectar al menos datos de operación del sistema motorizado con diesel, que se comunican al optimizador de la misión. Se proporciona un sistema de comunicación para establecer un control de circuito cerrado entre el optimizador de la misión, el convertidor y el sensor. Otra modalidad de ejemplo de la presente invención describe un método para controlar operaciones de un sistema motorizado con diesel que tiene al menos una unidad de generación de potencia motorizada con diesel. El método incluye un paso para determinar al menos una configuración optimizada de la unidad de generación de potencia motorizada con diesel. Otro paso implica convertir al menos una configuración optimizada a una señal de entrada reconocible de la unidad de generación de potencia motorizada con diesel. Aún otro paso es determinar ai menos una condición de operación del sistema motorizado con diesel cuando se aplica al menos una configuración optimizada. Otro paso incluye comunicarse dentro de un control de circuito cerrado con un optimizador con respecto al menos a una condición de operación, de modo que la al menos una condición de operación sea utilizada para optimizar en forma adicional al menos una configuración. Otra modalidad de ejemplo describe un código de software de computadora para operar un sistema motorizado con diesel que tiene una computadora y al menos una unidad de generación de potencia motorizada con diesel. El código de software de computadora incluye un módulo de software de computadora para determinar al menos una configuración de la unidad de generación de potencia motorizada con diesel, y un módulo de software de computadora para convertir al menos una configuración a una señal de entrada reconocible para la unidad de generación de potencia motorizada con diesel. Se describe además un módulo de software de computadora para determinar al menos una condición de operación del sistema motorizado con diesel, cuando se aplica al menos una configuración. También se describe un módulo de software de computadora para comunicarse en un control de circuito cerrado con un optimizador con respecto al menos a una condición de operación, de modo que la al menos una condición de operación se utilice para optimizar en forma adicional al menos una configuración. Breve Descripción de los Dibujos Una descripción más particular de los ejemplos de la presente invención descritos anteriormente, se proporcionará a continuación con referencia a modalidades específicas de la misma, las cuales se ilustran en los dibujos adjuntos. Deberá quedar entendido que estos dibujos ilustran únicamente modalidades típicas de la presente invención, y por consiguiente no serán considerados como limitantes de su alcance, la presente invención será descrita y explicada con especificidad y detalle adicionales a través del uso de los dibujos adjuntos, en los cuales: La figura 1, muestra una ilustración de ejemplo de un gráfica de flujo de una modalidad de ejemplo de la presente invención , La figura 2, ilustra un modelo simplificado del tren el cual puede ser empleado; La figura 3, ilustra una modalidad de ejemplo de elementos de una modalidad de ejemplo de la presente invención; La figura 4, ilustra una modalidad de ejemplo de una curva de uso de combustible/tiempo de recorrido; La figura 5, ilustra una modalidad de ejemplo de una descomposición por segmentación para planeación de un recorrido; La figura 6, ilustra una modalidad de ejemplo de un ejemplo de segmentación; La figura 7, ilustra un diagrama de flujo de ejemplo de una modalidad de ejemplo de la presente invención; La figura 8, muestra una ilustración de ejemplo de un despliegue dinámico para ser utilizado por el operador; La figura 9, muestra otra ilustración de ejemplo de un despliegue dinámico para ser utilizado por el operador; La figura 10, muestra otra ilustración de ejemplo de un despliegue dinámico para ser utilizado por el operador; La figura 11, ilustra un diagrama de bloque de la técnica anterior de cómo se controla actualmente un vehículo de ferrocarril; La figura 12, ilustra una modalidad de ejemplo de un sistema de circuito cerrado para operar un vehículo de ferrocarril; La figura 13, ilustra un sistema de circuito cerrado integrado con una unidad de control maestro; La figura 14, ilustra una modalidad de ejemplo de un sistema de circuito cerrado para operar un vehículo de ferrocarril integrado con otro subsistema de operación de entrada del vehículo de ferrocarril; La figura 15, ilustra otra modalidad de ejemplo del controlador maestro como parte del sistema del control del circuito cerrado; y La figura 16, ilustra un diagrama de flujo de ejemplo de los pasos para operar un vehículo de ferrocarril en un proceso de circuito cerrado. Descripción Detallada de la Invención A continuación se hará referencia con detalle a las modalidades consistentes con la presente invención, cuyos ejemplos se ilustran en los dibujos adjuntos. Siempre que sea posible, se utilizará los mismos números de referencia a lo largo de los dibujos para referirse a partes iguales o similares.

Aunque las modalidades de la presente invención se describen con respecto a vehículos de ferrocarril, específicamente trenes y locomotoras que tienen motores diesel, las modalidades de ejemplo de la presente invención también aplican para otros usos, tal como, pero sin limitarse a, vehículos fuera de las carreteras, embarcaciones marinas y unidades estacionarias, cada una de las cuales puede utilizar un motor diesel. Para este fin, cuando se describe una misión específica, esto incluye una tarea o requerimiento que será llevado a cabo por un sistema motorizado por diesel. Por consiguiente, con respecto a aplicaciones de ferrocarril, vehículos marinos o fuera de carretera, esto puede referirse al movimiento del sistema de una ubicación presente a un destino. En el caso de aplicaciones estacionarias, tal como pero sin limitarse a, una estación de generación de potencia estacionaria o red de estaciones de generación de potencia, una misión específica se puede referir a una cantidad de wattage (por ejemplo, MW/hr) u otro parámetro o requerimiento que será satisfecho a través del sistema motorizado con diesel. De igual forma, la condición de operación de la unidad de generación de potencia motorizada con diesel, puede incluir una o más de velocidad, carga, valor de combustible, sincronización, etc. En un ejemplo que implica embarcaciones marinas, una pluralidad de remolques pueden operar juntos, cuando todos están moviendo la misma embarcación grande, en donde cada remolque está enlazado en tiempo para lograr la misión de mover la embarcación más grande. En otro ejemplo, una embarcación marina simple puede tener una pluralidad de motores. Un vehículo fuera del camino (OHV) puede implicar una flota de vehículos que tienen una misma misión para mover en tierra, de lugar A a lugar B, en donde cada OHV está enlazado en tiempo para lograr la misión. Con respecto a una estación de generación de potencia estacionaria, se puede agrupar una pluralidad de estaciones juntas, generando colectivamente potencia para una ubicación y/o propósito específico. En otra modalidad de ejemplo, se proporciona una sola estación, pero con una pluralidad de generadores que cubren la estación. Las modalidades de ejemplo de la presente invención resuelven los problemas en la técnica proporcionando un sistema, método, y método implementado en computadora tal como un código de software de computadora para determinar e implementar una estrategia de conducción y/o operación. Con respecto a locomotoras, las modalidades de ejemplo de la presente invención también operan cuando el grupo de locomotoras está en operaciones de potencia distribuidas. Los expertos en la técnica reconocerán que un aparato, tal como un sistema de procesamiento de datos, incluyendo un CPU, memoria, l/O, almacén de programas o bus de conexión, y otros componentes adecuados, se pueden programar o diseñar de otra forma para facilitar la práctica del método de la presente invención. Dicho sistema puede incluir medios de programas adecuados para ejecutar el método de la presente invención. Asimismo, un artículo de fabricación, tal como un disco pregrabado o un otro producto de programa de computadora similar, para utilizarse con un sistema de procesamiento de datos, puede incluir un medio de almacenamiento y medios de programa grabados en el mismo para dirigir al sistema de procesamiento de datos para facilitar la práctica del método de la presente invención. Dichos aparatos y artículos de fabricación también están dentro del espíritu y alcance de la presente invención. Hablando de manera general, el efecto es determinar e implementar una estrategia de conducción y/o operación de un sistema motorizado con diesel para mejorar al menos ciertos requerimientos de parámetros de criterios de operación objetivo, satisfaciendo al mismo tiempo restricciones de programación y velocidad. Para facilitar la comprensión, a continuación se hace una descripción con referencia a implementaciones específicas del mismo. La presente invención se describe dentro del contexto general de instrucciones ejecutables en computadora, tales como módulos de programa que son ejecutados por una computadora. Generalmente, los módulos de programa incluyen rutinas, programas, objetos, componentes, estructuras de datos, etc., que llevan a cabo tareas particulares o implementan tipos de datos abstractos particulares. Por ejemplo, los programas de software que están contenidos en la presente invención, pueden ser codificados en diferentes lenguajes para utilizarse con diferentes plataformas. En la descripción que se encuentra a continuación, los ejemplos de la presente invención se describen dentro del contexto de un portal web que emplea un buscador web. Sin embargo, se apreciará que los principios que abarcan la presente invención pueden ser implementados también con otros tipos de tecnología de software de computadora. Además, los expertos en la técnica apreciarán que la presente invención puede practicarse con otras configuraciones de sistemas de cómputo, incluyendo aparatos portátiles, sistemas de multi-procesador, electrónicas de consumidor programables o a base de microprocesador, mini computadoras, computadoras centrales y similares. La presente invención también se puede practicar en ambientes de cómputo distribuidos, en donde las tareas son llevadas a cabo por aparatos de procesamiento remotos que están enlazados a través de una red de comunicaciones. En un ambiente de cómputo distribuido, se pueden localizar módulos de programa en medios de almacenamiento de computadora tanto locales como remotos, incluyendo aparatos de almacenamiento de memoria. Estos ambientes de cómputo tanto locales como remotos pueden estar contenidos completamente dentro de la locomotora, o locomotoras adyacentes en un grupo, o fuera de borda en oficinas a borde del camino u oficinas centrales, en donde se utiliza comunicación inalámbrica. A lo largo de este documento, se utiliza el término grupo de locomotoras. Tal como se utiliza en la presente invención, un grupo de locomotoras puede describirse como que tiene una o más locomotoras en sucesión, conectadas juntas para proporcionar capacidad de conducción y/o frenado. Las locomotoras se conectan juntas cuando no existen vagones entre las locomotoras. El tren puede tener más de un grupo en su composición. Específicamente, puede haber un grupo de conducción, y más de un grupo remoto, tal como a la mitad en la línea de los carros y oro grupo remoto al final del tren. Cada grupo de locomotoras puede tener una primera locomotora y locomotoras de arrastre. Aunque un grupo normalmente es visto como locomotoras sucesivas, los expertos en la técnica reconocerán fácilmente que un grupo de locomotoras también puede ser reconocido como un grupo, incluso cuando al menos un carro separe las locomotoras, tal como cuando el grupo está configurado para una operación de potencia distribuida, en donde los comandos de aceleración y frenado son relevados de la locomotora de conducción a las partes de arrastre remotas por un enlace de radio o cable físico. Para este fin, el término grupo de locomotora no debe considerarse un factor limitante cuando se describen múltiples locomotoras dentro del mismo tren. Haciendo referencia ahora a los dibujos, se describirán las modalidades de la presente invención. La presente invención se puede implementar en numerosas formas, incluyendo un sistema (que incluye un sistema de procesamiento en computadora), un método (que incluye un método computarizado), un aparato, un medio legible en computadora, un producto de programa de computadora, una interfase gráfica del usuario, incluyendo un portal web o una estructura de datos fijada en forma tangible en una memoria legible en computadora. A continuación se describen varias modalidades de la presente invención. La figura 1, muestra una ilustración de ejemplo de un diagrama de flujo de una modalidad de ejemplo. Tal como se ilustra, las instrucciones son específicas de la entrada para planear un recorrido ya sea a bordo o desde una ubicación remota, tal como un centro de despacho 10. Dicha información de entrada, incluye, pero no se limita a, posición del tren, descripción del grupo (tal como modelos de las locomotoras), descripción de potencia de la locomotora, desempeño de la transmisión de tracción de la locomotora, consumo de combustible del motor como una función de la potencia de salida, características de enfriamiento, la ruta de recorrido proyectada (grado y curvatura efectiva de la vía férrea como una función de un componente de "grado efectivo" para reflejar la curvatura después de las practicas de ferrocarril estándar), el tren representado por la marcación y carga de carros junto con coeficientes de arrastre efectivos, parámetros de recorrido deseados que incluyen pero no se limitan a, tiempo y ubicación de inicio, ubicación final, tiempo de recorrido deseado, identificación de tripulación (usuario y/o operador), tiempo de expiración de cambio de tripulación, y ruta. Estos datos pueden ser proporcionados a la locomotora 42 en una cantidad de formas, tales como pero sin limitarse a, un operador que ingresa en forma manual estos datos en la locomotora 42 a través de una pantalla a bordo, inserción de un aparato de memoria tal como una tarjeta dura y/o unidad USB que contiene los datos en un receptáculo a bordo de la locomotora, y que transmite la información a través de comunicación inalámbrica de una ubicación central o a borde del camino 41, tal como un aparato de señalización de vía férrea y/o aparato a borde del camino, a la locomotora 42. Las características de carga de la locomotora 42 y el tren 31 (por ejemplo arrastre) también pueden cambiar a lo largo de la ruta (por ejemplo con la altitud, temperatura ambiental y condición de los rieles y vagones), y el plan puede ser actualizado para reflejar dichos cambios según sea necesario a través de cualesquiera de los métodos descritos anteriormente y/o mediante recolección autónoma en tiempo real de condiciones de locomotora/tren. Esto incluye por ejemplo, cambios en las características de la locomotora o tren detectadas monitoreando equipo a borda o fuera de borda de la locomotora(s) 42. El sistema de señal de vía férrea determina la velocidad permitible del tren. Existen muchos tipos de sistema de señales de vía férrea y las reglas de operación asociadas con cada una de las señales. Por ejemplo, algunas señales tienen una sola luz (encendido/apagado), algunas señales tienen una lente simple con múltiples colores, y algunas señales tienen múltiples luces y colores. Estas señales pueden indicar que la vía férrea está despejada y que el tiempo de proceder a la máxima velocidad permitible. También pueden indicar que se requiere una velocidad reducida o detención. Esta velocidad reducida puede estar lograrse inmediatamente, o en una cierta ubicación (por ejemplo antes de la siguiente señal o cruce). El estado de la señal se comunica al tren y/o operador a través de varios medios. Algunos sistemas tienen circuitos en la vía férrea y bobinas de levantamiento inductivas en las locomotoras. Otros sistemas tienen sistemas de comunicación inalámbrica. Los sistemas de señal también pueden requerir que el operador inspeccione en forma visual la señal y tome las acciones adecuadas. El sistema de señalización puede hacer interfase con el sistema de señal fuera de borda y ajusfar la velocidad de la locomotora de acuerdo con entradas y las reglas de operación adecuadas. Para sistemas de señal que requieren que el operador inspeccione visualmente el estado de la señal, la pantalla del operador presentará las opciones de señal adecuadas al operador para ser ingresadas con base en la ubicación del tren. El tipo de sistemas de señal y reglas de operación, como una función de ubicación, se pueden almacenar en una base de datos a bordo 63. Con base en la entrada de datos de especificación en la modalidad de ejemplo, un plan óptimo que minimice el uso de combustible y/o emisiones producidas sujetas a las restricciones de límite de velocidad a lo largo de la ruta con tiempos de inicio y finales deseados, se computariza para producir un perfil de recorrido 12. El perfil contiene las configuraciones de velocidad y potencia (muesca) óptimas que el tren debe seguir, expresadas como una función de distancia y/o tiempo, y dichos límites de operación del tren, incluyendo pero sin limitarse a, la potencia de muesca máxima y configuraciones de frenado, y los límites de velocidad como una función de ubicación, y el combustible que se espera utilizar y emisiones generadas. En una modalidad de ejemplo, el valor de la configuración de la muesca es seleccionada para obtener decisiones de cambio del acelerador aproximadamente cada 10 a 30 segundos. Los expertos en la técnica reconocerán fácilmente que pueden ocurrir decisiones de cambio de acelerador con una duración más larga o más corta, si se necesita y/o desea seguir un perfil de velocidad óptima. En un sentido más amplio, deberá ser evidente para los expertos en la técnica que los perfiles proporcionan configuraciones de potencia para el tren, ya sea en el nivel del tren, nivel de grupo y/o nivel de tren individual. La potencia comprende potencia de frenado, potencia de conducción y potencia de freno de aire. En otra modalidad preferida, en lugar de operar en las configuraciones de potencia de muesca independientes tradicionales, la modalidad de ejemplo tiene la capacidad de seleccionar una configuración de potencia continúa determinada como óptima para el perfil seleccionado. Por lo tanto, por ejemplo, si un perfil óptimo especifica una configuración de muesca de 6.8, en lugar de operar en una configuración de muesca de 7, la locomotora 42, puede operar en 6.8. Permitiendo dichas configuraciones de potencia intermedia, se pueden brindar beneficios de eficiencia adicional, tal como se describe a continuación. El procedimiento utilizado para computarizar el perfil óptimo puede ser cualquiera de los métodos para computarizar una secuencia de potencia que conduce el tren 31 para minimizar el combustible y/o emisiones sujetas a restricciones de operación y programación de la locomotora, tal como se resume más adelante. En algunos casos, el perfil óptimo requerido puede ser lo suficientemente cercano a uno determinado previamente, permitiendo la similitud de la configuración del tren,, ruta y condiciones ambientales. En estos casos puede ser suficiente buscar la trayectoria de conducción dentro de una base de datos 63 e intentar seguirla. Cuando no es adecuado un plan computarizado previamente, los métodos para computarizar un nuevo plan incluyen, pero no se limitan a, cálculo directo del perfil óptimo utilizando modelos de ecuación diferencial que aproximan las físicas de movimiento del tren. La configuración implica la selección de una función objetivo cuantitativa, comúnmente una suma ponderada (integral) o variables de modelo que corresponde a un rango de consumo de combustible y generación de emisiones más un término para penalizar la variación en aceleración excesiva. Se establece una formulación de control óptima para minimizar la función objetivo cuantitativa sujeta a restricciones incluyendo pero sin limitarse a, límites de velocidad y configuraciones de potencia mínima y máxima (aceleración). Dependiendo de los objetivos de planeación en cualquier momento, el problema puede ser establecido para minimizar el combustible sujeto a restricciones en cuanto a emisiones y límites de velocidad, o minimizar las emisiones sujetas a restricciones en el uso de combustible y tiempo de llegada. También es posible establecer, por ejemplo, una meta para minimizar el tiempo recorrido total sin restricciones en las emisiones totales o uso de combustible, en donde dicha relajación de las restricciones es permitida o requerida para la misión. A lo largo del documento, se presentan ecuaciones y funciones objetivo de ejemplo para minimizar el consumo de combustible de la locomotora. Estas ecuaciones y funciones son únicamente para ilustración, ya que se pueden emplear otras ecuaciones y funciones objetivo para optimizar el consumo de combustible o para optimizar otros parámetros de operación de la locomotora/tren. Matemáticamente, el programa que será resuelto puede plantearse en forma más precisa. Las físicas básicas se expresan mediante: dt 1 ¡- = Te(u,v) - Ga(x) - /?(v);v(0) = 0.0; v(7>) = 0.0 at en donde x es la posición del tren, v es la velocidad del tren, t es el tiempo (en millas, millas por hora y minutos o horas según sea lo adecuado) y u es la entrada de comando de muesca (aceleración) además, D denota la distancia que será recorrida, Tf el tiempo de llegada deseado en la distancia D a lo largo de carril, Te es el esfuerzo de tracción producido por el grupo de locomotoras, Ga es el arrastre gravitacional (que depende de la longitud del tren, marcación de tren y terreno de recorrido) y R es la velocidad neta que depende del arrastre del grupo de locomotoras y combinación de trenes. Las velocidades iniciales y finales también pueden ser especificadas, pero sin pérdida de generalidad, se toman aquí como de cero (tren detenido al comienzo y final del recorrido). El modelo es fácilmente modificado para incluir otros factores dinámicos tales como retraso entre un cambio en la aceleración u y un esfuerzo de tracción o frenado resultante. Utilizando este modelo, se configura una formulación de control óptimo para minimizar la función objetivo cuantitativa sujeta a restricciones que incluyen pero no se limitan a, límites de velocidad y configuraciones de potencia mínima y máxima (aceleración).

Dependiendo de los objetivos de planeación en cualquier momento, el problema puede ser la configuración flexible para minimizar el combustible sujeto a restricciones en emisiones y límites de velocidad, o minimizar emisiones, sujeto a restricciones en el uso de combustible y tiempo de llegada. También es posible configurar, por ejemplo, una meta para minimizar el tiempo de recorrido total sin restricciones en emisiones totales o uso de combustible, en donde dicha relajación de las restricciones puede ser permitida o requerida para la misión. Todas estas medidas de desempeño pueden expresarse como una combinación lineal de cualquiera de las siguientes: - Minimizar consumo de combustible total ™n Tf - Minimizar Tiempo de Recorrido mm> (u -u )2Minimizar manejo de la muesca (entrada constante en forma de piezas) min j(du I dt)2 dt - Minimizar manejo de la muesca o (entrada continua) Reemplazar el término combustible F en (1) con un término que corresponda a la producción de emisiones. Por ejemplo, para emisiones min (£(«(())* ~~ Minimizar consumo o de emisiones totales. En esta ecuación, E es la cantidad de emisiones en gm/hphr para cada una de las muescas (o configuraciones de potencia). Además, se puede realizar una minimización con base en un total ponderado de combustible y emisiones. Una función objetivo comúnmente utilizada y representativa es por lo tanto Los coeficientes de la combinación lineal dependerán de la importancia (peso) determinada de cada uno de los términos. Se debe observar que en la ecuación (OP), u(t) es la variable de optimización la cual es la posición de muesca continua. Si se requiere una muesca independiente, por ejemplo, para locomotoras más antiguas, se puede separar la solución de la ecuación (OP) se separa, lo cual puede dar como resultado menos ahorro en combustible. El encontrar una solución de tiempo mínimo (o^ y 2 se ajustan a cero) se utiliza para encontrar un enlace inferior, la modalidad preferida es resolver la ecuación (OP) para varios valores de Tf con 013 ajustado a cero. Para los que están familiarizados con las soluciones tales como problemas óptimos, puede ser necesario unir restricciones, por ejemplo, los límites de velocidad a lo largo de la trayectoria: 0 < v = SL (x) O cuando se utiliza un tiempo mínimo, el objetivo, ya que se debe mantener una restricción de punto final, por ejemplo, el combustible total consumido debe ser menor que el que está en el tanque, por ejemplo, a través de: En donde WF es el combustible restante en el tanque Tf. Los expertos en la técnica reconocerán fácilmente que la ecuación (OP) puede estar en otras formas también y que lo que se presenta anteriormente es una ecuación de ejemplo para utilizarse en la modalidad de la presente invención. La referencia a emisiones dentro del contexto de la presente invención, generalmente se dirige a emisiones acumulativas producidas en la forma de óxidos de nitrógeno (NOx), hidrocarburos no quemados y particulados. A través del diseño, cada locomotora debe cumplir con estándares de emisión EPA, y por lo tanto en una modalidad de la presente invención que optimiza las emisiones, esto se puede referir a las emisiones totales de la emisión, para los cuales no existe una especificación EPA. La operación de la locomotora de acuerdo con el plan de recorrido optimizado, todas las veces cumple con los estándares de emisión EPA. Si un objetivo clave durante el recorrido es reducir las emisiones, la formulación de control óptimo, la ecuación (OP), se enmienda para considerar este objetivo de recorrido. Una flexibilidad clave en el proceso de optimización es que cualesquiera o todos los objetivos de recorrido pueden variar por región geográfica o misión. Por ejemplo, para un tren de alta prioridad, el tiempo mínimo puede ser el único objetivo en una ruta debido a la prioridad del tren. En otra emisión de ejemplo, la salida puede variar de estado a estado, a lo largo de la ruta planeada del tren. Para resolver el problema de optimización resultante, en una modalidad de ejemplo la presente invención transcribe un problema de control óptimo dinámico en el dominio de tiempo a un problema de programación matemático estático equivalente con N variables de decisión, en donde "N" depende de la frecuencia en al cual se hagan ajustes de aceleración y frenado y la duración del recorrido. Para problemas físicos, esta N puede estar en milésimas. En una modalidad de ejemplo, un tren está recorriendo una extensión de carril de 172 millas en el Suroeste de los Estados Unidos. Utilizando la presente invención, se puede considerar un consumo de combustible de ejemplo del 7.6% cuando se compara con un recorrido determinado y seguido de acuerdo con los aspectos de la presente invención, versus un recorrido en donde se determina la aceleración/velocidad por parte del operador, de acuerdo con las prácticas estándar. Los ahorros mejorados se consideran debido a la optimización proporcionada por la presente invención que produce una estrategia de conducción tanto con menor pérdida de arrastre como con poca o ninguna pérdida de frenado en comparación con el recorrido controlado por el operador.

Para hacer la optimización descrita anteriormente computacionalmente adaptable, se puede emplear un modelo simplificado del tren, tal como se ilustra en la figura 2, y establecerse en las ecuaciones descritas anteriormente. Se produce un refinamiento clave al perfil óptimo derivando un modelo más detallado con la secuencia de potencia óptima generada, para probar si es que se violan cualesquiera restricciones térmicas, eléctricas y mecánicas, conduciendo a un perfil modificado con velocidad versus distancia que es lo más cercano a una corrida que se puede lograr sin dañar el equipo de la locomotora o tren, es decir, satisfaciendo las restricciones implicadas adicionales, tal como límites térmicos y eléctricos en la locomotora y fuerzas en el tren. Haciendo referencia nuevamente a la figura 1, una vez que se inicia el recorrido 12, se generan 14 comandos de potencia para iniciar el plan. Dependiendo de la configuración de operación de las modalidades de la presente invención, un comando origina que la locomotora siga el comando de potencia optimizado 16, para lograr la velocidad óptima. Una modalidad obtiene información de velocidad de potencia real del grupo de locomotoras del tren. Debido a las aproximaciones comunes en los modelos utilizados para la optimización, un cálculo de circuito cerrado de correcciones a la potencia optimizada se puede obtener para rastrear la velocidad óptima deseada. Dichas correcciones de los límites que operan el tren, se pueden realizar en forma automática o a través del operador, quien siempre tiene el control último del tren. En algunos casos, el modelo utilizado en la optimización puede diferir significativamente del tren real. Esto puede ocurrir por muchas razones, incluyendo pero sin limitarse a, tomas y dejadas extracarga, locomotoras que fallan en la ruta, errores en la base de datos inicial 63 y errores en la entrada de datos por parte del operador. Por estas razones, un sistema de monitoreo utiliza datos del tren de tiempo real para estimar los parámetros de la locomotora y/o tren en tiempo real 20. Posteriormente los parámetros estimados se comparan con los parámetros asumidos cuando el recorrido fue creado inicialmente 22. Con base en cualquiera diferencias en los valores asumidos y estimados, el recorrido puede volverse a planear 24, debe haber ahorros lo suficientemente debido al nuevo plan. Otras razones para que un recorrido pueda volverse a planear, incluyen directrices desde una ubicación remota, tal como un despacho y/o una solicitud por parte del operador de un cambio en los objetivos para que sean consistentes con los objetivos de planeación de movimiento global. Dichos objetivos de planeación de movimiento global pueden incluir, pero no se limitan a, otros programas de tren, tiempo requerido para disipar el escape de un túnel, operaciones de mantenimiento, etc. Otra razón puede deberse a una falla a bordo de un componente. Las estrategias para volver a planear pueden agruparse en ajustes en incremento y mayores dependiendo de la severidad de la interrupción, tal como se describe con mayor detalle más adelante. En general, un plan "nuevo" debe derivarse de una solución a la ecuación del problema de optimización (OP) descrita anteriormente, aunque con frecuencia se pueden encontrar soluciones aproximadas más rápidas, tal como se describe en la presente invención. En operación, la locomotora 42 continuamente monitoreará la eficiencia del sistema y continuamente actualizará el plan de recorrido con base en la eficiencia medida real, siempre que dicha actualización pueda mejorar el desempeño del recorrido. Las computaciones de replaneación pueden llevarse a cabo completamente dentro de la locomotora(s) o se pueden llevar a cabo completa o parcialmente en una ubicación remota, tal como un despacho o instalaciones de procesamiento aborde del camino, en donde la tecnología inalámbrica puede comunicar de nuevo plan a la locomotora 42. Una modalidad de la presente invención también puede generar tendencias de eficiencia para desarrollar datos de la flota de la locomotora con respecto a funciones de transferencia de eficiencia. Los datos a lo ancho de la flota se pueden utilizar cuando se determina el plan de recorrido inicial, se pueden utilizar la negociación de optimización a lo ancho de la red, cuando se consideran ubicaciones de una pluralidad de trenes. Por ejemplo, tal como se ¡lustra en la figura 4, la curva de negociación de uso de combustible, tiempo real refleja la capacidad de un tren en una ruta en particular en un momento corriente, actualizada a partir de promedios de ensamble recolectados de muchos trenes similares en la misma ruta. Por lo tanto, una instalación de despacho central que recolecta curvas tipo la figura 4 de muchas locomotoras, puede utilizar dicha información para coordinar de mejor manera los movimientos generales del tren para lograr una ventaja a lo largo del sistema en uso de combustible y rendimiento. Muchos eventos durante las operaciones de áreas pueden motivar la generación de un plan nuevo o modificado, incluyendo un plan de recorrido nuevo o modificado que retiene los mismos objetivos del recorrido, por ejemplo, cuando un tren no está en programa para un encuentro o fase planeado con otro tren, y por consiguiente debe cubrir el tiempo perdido. Utilizando la velocidad real, la potencia y ubicación de la locomotora, se compara un tiempo de llegada planeado con un tiempo de llegada estimado de ese momento (anticipado) 25. Con base en una diferencia en los tiempos, así como la diferencia en parámetros (detectados o cambiados por el despacho o el operador) se ajuste el plan 26. Este ajuste puede realizarse en forma automática en respuesta a una política de la compañía ferroviaria para manejar salidas del plan o en forma manual conforme el operador abordo y despachador deciden conjuntamente el mejor método para regresar al plan. Siempre se puede actualizar un plan, pero cuando los objetivos originales (tal como pero sin limitarse a el tiempo de llegada permanece igual, se pueden factorizar en forma concurrente cambios adicionales, por ejemplo, nuevos cambios de límite de velocidad futura, lo cual puede afectar la factibilidad de recuperar el plan original. En dichos casos si no se puede mantener el plan de recorrido original, o en otras palabras, el tren no tiene la capacidad de cumplir con los objetivos del plan de recorrido original, tal como se describe en la presente invención, se pueden presentar al operador, instalación remota y/o despacho otros planes de recorrido. Un nuevo plan también se puede elaborar cuando se desea cambiar los objetivos originales. Dicha replaneación se puede realizar en cualquier momento planeado previamente fijo, manualmente a discreción del operador o despachador, o en forma autónoma cuando se exceden los límites predefinidos, tal como límites de operación del tren. Por ejemplo, la ejecución del plan corriente es correr en forma tardía por más de un valor de umbral específico, tal como a treinta minutos, una modalidad de la presente invención puede volver a planear el recorrido para acomodar el retraso, a pesar el consumo de combustible incrementado tal como se describió anteriormente, o dar aviso al operador y despachador para ver hasta que punto se puede volver a ganar el tiempo perdido, si es que se puede, (por ejemplo, que es el tiempo mínimo restante o el combustible máximo que puede ser ahorrado dentro de una restricción de tiempo. También se pueden considerar otros activadores para el nuevo plan con base en el combustible consumido o la vitalidad del grupo de potencia, incluyendo pero sin limitarse al tiempo de llegada, pérdida de caballos de fuerza debido a la falla del equipo y/o mal funcionamiento temporal del equipo (tal como operación con demasiado calor o demasiado frío) y/o detección de errores de configuración burdos, tal como en la carga del tren asumida. Esto es, si el cambio refleja daño en el desempeño de la locomotora para el recorrido de ese momento, éstos pueden ser factorizados en los modelos y/o ecuaciones utilizadas en el proceso de optimización. Los cambios en los objetivos de plan también pueden sufrir de la necesidad de coordinar eventos cuando el plan para un tren, compromete la capacidad de otro tren para cumplir con los objetivos y una arbitrariedad en un diferente nivel, y se requiere una arbitrariedad en un diferente nivel, por ejemplo, la oficina de despacho. Por ejemplo, la coordinación de encuentros y fases puede ser optimizada en forma adicional a través de las comunicaciones tren a tren. Por lo tanto, como un ejemplo, si un operador conoce que está trazado en programa para llegar a un lugar para un encuentro y/o pase, las comunicaciones del otro tren pueden avisar al operador el retraso del tren (y/o despacho). El operador puede ingresar información que pertenece a la llegada con retardo esperada para volver a calcular el plan de recorrido del tren. En una modalidad, la presente invención se utiliza en un alto nivel o nivel de red, para permitir que un despacho determine que tren debe disminuir la velocidad o acelerar, si parece que no se puede cumplir con una restricción de tiempo de encuentro y/o pase programado. Tal como se describe en la presente invención, esto se logra a través de trenes que transmiten datos al despacho, para organizar por prioridades como cada tren debe cambiar su objetivo de planeación. Se puede realizar una elección ya sea con base en el programa o beneficios en ahorro de combustible, dependiendo de la situación. Para cualesquiera de los nuevos planes iniciados en forma manual o automática, las modalidades de la presente invención pueden presentar más de un plan de recorrido al operador. En una modalidad de ejemplo, la presente invención presenta perfiles diferentes ai operador, permitiendo el operador seleccionar el tiempo de llegada y también entender el impacto correspondiente de combustible y/o emisión. Dicha información también puede ser proporcionada al despacho para consideraciones similares, ya sea como una lista de alternativas simple o como una pluralidad de curvas de negociación, tal como se ilustra en la figura 4. En una modalidad la presente invención incluye la capacidad de aprender y adaptarse a cambios clave en el tren y grupo de potencia que puede incorporarse ya sea en el plan corriente y/o planes futuros. Por ejemplo, uno de los activadores descritos anteriormente está perdiendo caballos de fuerza. Cuando se acumulan caballos de fuerza con el tiempo, ya sea después de la pérdida de caballos de fuerza o cuando se comienza un recorrido, se utiliza una lógica de transición para determinar cuando se logra una potencia de caballos de fuerza deseada. Esta información se puede guardar en la base de datos de la computadora 61 para utilizar en optimizar ya sea recorridos futuros o el recorrido de ese momento, si ocurre nuevamente más tarde la pérdida de caballos de fuerza. La figura 3, ilustra una modalidad de ejemplo de elementos de la presente invención. Un elemento localizador 30 determina una ubicación del tren 31. El elemento localizador 30 comprende un sensor GPS o un sistema de sensores que determina la ubicación del tren 31. Los sistemas de dichos sistemas pueden incluir, pero no se limitan a, aparatos a borde del camino, tal como etiquetas de identificación de equipo automático de radiofrecuencia (RF AEI) despacho y/o determinaciones a base de video. Otro sistema puede utilizar un tacómetro a bordo de una locomotora y cálculos de distancia de un punto de referencia. Tal como se describe previamente, también se puede proporcionar un sistema de comunicación inalámbrica 47 para permitir comunicaciones entre trenes y/o con una ubicación remota, tal como un despacho. La información con respecto a ubicaciones de recorrido también puede ser transferida desde otros trenes a través del sistema de comunicación. Un elemento de caracterización de carril 33 proporciona información con respecto al un carril, principalmente información de grado, elevación y curvatura. El elemento de caracterización del carril 33 puede incluir una base de datos de integridad de carril a bordo 36. Los sensores 38 miden un esfuerzo de tracción 40 aplicado por el grupo de locomotoras 42, configuración de aceleración del grupo de locomotoras 42, información de configuración del grupo de locomotoras 42, velocidad de grupo de locomotoras 42, información de configuración de locomotoras individuales, capacidad de locomotora individual, etc. En una modalidad de ejemplo, la información de configuración del grupo de locomotoras 42 puede cargarse sin el uso de un sensor 38, aunque es ingresado por otros métodos, tal como se describió anteriormente. Además, la vitalidad de las locomotoras en el grupo también puede ser considerada. Por ejemplo, si una locomotora en el grupo no tiene la capacidad arriba de un nivel de muesca de potencia 5, esta información se utiliza cuando se optimiza el plan de recorrido. La información del elemento localizado también se puede utilizar para determinar un tiempo de llegada adecuado del tren. Por ejemplo, si existe un tren 31 que se mueve a lo largo del carril 34 hacia un destino, y no hay ningún tren siguiéndolo, y el tren no tiene que satisfacer un tiempo límite de llegada fijo, el elemento localizador, incluyendo pero sin limitarse a las etiquetas de identificación de equipo automático de radiofrecuencia (RF AEI), despacho y/o determinaciones a base de video, se pueden utilizar para determinar la ubicación exacta del tren 31. Además, las entradas de estos sistemas de señalización se pueden utilizar para ajusfar la velocidad del tren. Utilizando la base de datos de carril a bordo, que se describe más adelante, y el elemento localizador, tal como GPS, una modalidad de la presente invención ajusta la interfase del operador para reflejar el estado del sistema de señalización en la ubicación de la locomotora determinada. En una situación en donde los estados de señal indican costos de operación de velocidades restrictivas, el planeador puede elegir disminuir la velocidad del tren para conservar el consumo de combustible. La información del elemento localizador 30 también se puede utilizar para cambiar los objetivos de planeación como una función de la distancia hasta un destino. Por ejemplo, debido a las incertidumbres inevitables con respecto al congestionamiento a lo largo de la ruta, los objetivos de tiempo "más rápidos" en la parte temprana de la ruta pueden ser empleados como una protección contra los retrasos que estadísticamente ocurrirán más tarde. En un recorrido en particular, dichos retrasos no ocurren, los objetivos en la parte tardía del recorrido pueden ser modificados para explotar el tiempo flojo acumulado en etapas anteriores y poder recuperar de esta forma alguna eficiencia de combustible. Se puede invocar una estrategia similar con respecto a los objetivos con restricción de emisión, por ejemplo, restricciones de emisiones que aplican cuando se llega a un área urbana. Como un ejemplo de la estrategia de protección, si un recorrido está planeado de Nueva York a Chicago, el sistema puede proporcionar una opción para operar el tren con menor velocidad ya sea al comienzo del recorrido, a la mitad del recorrido o al final del recorrido. Una modalidad de la presente invención optimiza el plan de recorrido para permitir una operación más lenta al final del recorrido, ya que se pueden desarrollar y irse conociendo durante el recorrido restricciones desconocidas, tal como pero sin limitarse a condiciones climáticas, mantenimiento de los carriles, etc. Como otra consideración, si se conocen las áreas tradlcionalmente congestionadas, el plan se desarrolla con una opción para incrementar la flexibilidad de conducción alrededor de dichas regiones. Por consiguiente, las modalidades de la presente Invención también pueden considerar la ponderación/penalización como una función de tiempo/distancia en las experiencias futuras y/o con base en las experiencias conocidas/pasadas. Los expertos en la técnica reconocerán fácilmente que dicha planeación y replaneación que toma en cuenta consideraciones de las condiciones climáticas, condiciones de carriles, otros trenes en los carriles, etc., se pueden considerar en cualquier momento durante el recorrido, cuando el plan de recorrido se ajusta de manera correspondiente. La figura 3, describe además otros elementos que puedan insertarse de las modalidades de la presente invención. Un procesador 44 opera para recibir información de un elemento localizador 30, el elemento de caracterización de carril 33 y los sensores 38. Un algoritmo 46 opera dentro del procesador 44. El algoritmo 46 computariza un plan de recorrido optimizado con base en parámetros que implican la locomotora 42, tren 31, carril 34 y objetivos de la misión, tal como se describe en la presente invención. En una modalidad de ejemplo, se establece un plan de recorrido con base en modelos del comportamiento del tren, conforme el tren 31 se mueve a lo largo del carril 34, como una solución de las ecuaciones no lineales derivadas de las físicas aplicables con suposiciones de simplificaciones que se proporcionan en el algoritmo. El algoritmo 46 tiene acceso a la información del elemento localizador 30, elementos de caracterización 33 y/o sensores 38 para crear un plan de recorrido que minimice el consumo de combustible de un grupo de locomotoras 42, minimice emisiones de un grupo de locomotoras 42, establezca un tiempo de recorrido deseado y/o asegure el tiempo de operación adecuado de la tripulación a bordo del grupo de locomotoras 42. En una modalidad de ejemplo también se proporciona un elemento conductor o controlador 51. Tal como se describe en la presente invención, el elemento controlador 51 puede controlar el tren conforme sigue el plan de recorrido. En una modalidad de ejemplo descrita de manera adicional en la presente invención, el elemento controlador 51 toma en forma autónoma decisiones de operación del tren. En otra modalidad de ejemplo, el operador puede estar implicado con la dirección del tren para seguir el plan de recorrido. Un requerimiento de la modalidad de ejemplo de la presente invención, es la capacidad de crear inicialmente y modificar rápidamente en vuelo, cualquier plan que esté siendo ejecutado. Esto incluye crear el plan inicial para un recorrido de distancia larga, debido a la complicidad del algoritmo de optimización de plan. Cuando la longitud total de un perfil de recorrido excede una distancia determinada, se puede utilizar un algoritmo 46 para segmentar la misión, dividiendo la misión en coordenadas para localizar puntos de referencia. Aunque únicamente se describe un algoritmo 46, los expertos en la técnica podrán apreciar que se puede utilizar más de un algoritmo, y que dichos algoritmos pueden estar conectados juntos. Las coordenadas para localizar puntos de referencia del recorrido pueden incluir ubicaciones naturales, en donde para el tren 31, tal como, pero sin limitarse a, vías muertas de la línea principal simple para encontrarse con tráfico opuesto o para un pase con un tren que viene detrás del tren de ese momento, una estación de tren, una vía muerta industrial en donde los vagones son tomados o dejados y ubicaciones para operaciones de mantenimiento planeado. En dichas coordenadas para localizar puntos de referencia se puede requerir que el tren 31 esté en la ubicación en un tiempo programado, se detenga o mueva con una velocidad dentro de un rango específico. La duración de tiempo desde la llegada hasta la salida en las coordenadas es denominada tiempo de parada. En una modalidad de ejemplo, la presente invención tiene la capacidad de romper un recorrido más largo en pequeños segmentos de acuerdo con un proceso sistemático. Cada segmento puede ser un tanto arbitrario en longitud, aunque normalmente es seleccionado en una ubicación natural tal como una parada o restricción de velocidad significativa, o en coordenadas clave o mojones que definen uniones con otras rutas. Debido a la división o segmento seleccionado en esta forma, se crea un perfil de conducción para cada segmento del carril como una función de tiempo de recorrido tomado como una variable independiente, tal como se muestra en la figura 4. La negociación de combustible utilizado/tiempo de recorrido asociada con cada segmento, se puede computarizar antes de que el tren 31 llegue a dicho segmento del carril. Por consiguiente se puede crear un plan de recorrido total a partir de los perfiles de conducción creados para cada segmento. Una modalidad de la presente invención, distribuye en forma óptima el tiempo de recorrido entre todos los segmentos de recorrido, de modo que se satisfaga el tiempo de recorrido total requerido y se minimice el combustible total consumido en todos los segmentos. En la figura 6 se describe un recorrido de tres segmentos de ejemplo. Los expertos en la técnica reconocerán sin embargo, aunque se describan segmentos, que el plan de recorrido puede comprende un solo segmento que representa el recorrido completo. La figura 4 ilustra una modalidad de ejemplo de una curva de tiempo de uso de combustible/tiempo de recorrido. Tal como se mencionó anteriormente, dicha curva 50 es creada cuando se calcula un perfil de recorrido óptimo para diversos tiempos de recorrido de cada segmento. Esto es, para un tiempo de recorrido determinado 51, el combustible utilizado 52 es el resultado del perfil de conducción detallado computarizado como se describe anteriormente. Una vez que se asignan los tiempos de recorrido para cada segmento, se determina un plan de potencia/velocidad para cada segmento a partir de las soluciones computarizadas previamente. Si existen cualesquiera restricciones de velocidad de las coordenadas entre los segmentos, tal como, pero sin limitarse a, un cambio en el límite de velocidad, son correspondidas durante la creación del perfil de recorrido óptimo. Si las restricciones de velocidad cambian únicamente con un segmento simple, la curva de uso de combustible/tiempo de recorrido 50 tiene que volverse a computarizar únicamente para el segmento cambiado. Este proceso reduce el tiempo requerido para volver a calcular más partes, o segmentos, del recorrido. Si el grupo de locomotoras o tren cambia significativamente a lo largo de la ruta, por ejemplo, pérdida de una locomotora o levantamiento o dejada de vagones, entonces se deben volver a computarizar los perfiles de conducción para todos los segmentos subsecuentes creando nuevos casos de la curva 50. Estas nuevas curvas 50 posteriormente son utilizadas junto con nuevos objetivos de programa para planear el recorrido restante. Una vez que se crea un plan de recorrido tal como se describió anteriormente, una trayectoria de al menos una comparación de velocidad y potencia versus distancia, velocidad, emisión y potencia versus distancia, emisiones versus velocidad, emisiones versus potencia, etc., se utiliza para llegar a un destino con un mínimo combustible y/o emisiones en el tiempo de recorrido requerido. Aunque anteriormente se identificaron ciertas comparaciones, los expertos en la técnica reconocerán fácilmente otras comparaciones de estos parámetros, así como otras que se pueden utilizar. La idea de las comparaciones es lograr un desempeño combinado óptimo con base en una combinación de cualesquiera de los parámetros descritos, tal como se selecciona por un operador o usuario. Existen varias técnicas para ejecutar el plan de recorrido. Tal como se proporciona con mayor detalle más adelante, en una modalidad de ejemplo de un modo de dirección, la presente invención despliega información de control al operador. El operador sigue la información para lograr la potencia y velocidad requerida tal como se determina de acuerdo con el plan de recorrido óptimo. Por lo tanto, en este modo el operador se abastece con sugerencias de operación para utilizarse en la conducción del tren. En otra modalidad de ejemplo, las acciones de control para acelerar el tren o mantener una velocidad constante se llevan a cabo. Sin embargo, cuando el tren 31 debe disminuir la velocidad, el operador es responsable de aplicar frenos, controlando el sistema de frenado 52. En otra modalidad de ejemplo, la presente invención comanda acciones de potencia y frenado, según se requiera para seguir la trayectoria de velocidad-distancia deseada. Aunque se describe con respecto a potencia y velocidad, los otros parámetros descritos anteriormente pueden ser los parámetros utilizados cuando está en el modo de adiestramiento. Se utilizan estrategias de control de retroalimentación para corregir la secuencia de control de potencia en el perfil, para tomar en cuenta eventos tales como, pero sin limitarse a, variaciones en la carga del tren originadas por vientos en la parte delantera y/o vientos en la parte trasera fluctuantes. Otro de dichos errores puede ser originado por un error en los parámetros del tren, tal como pero sin limitarse a masa y/o arrastre del tren, en comparación con suposiciones en el plan de recorrido optimizado. Un tercer tipo de error puede ocurrir debido a información incorrecta en la base de datos del carril 36. Otro posible error puede implicar diferencias de desempeño no modeladas debido al motor de la locomotora, disminución térmica del motor de tracción y/o otros factores. Las estrategias de control de retroalimentación comparan la velocidad real como una función de posición con la velocidad en el perfil óptimo deseado. Con base en esta diferencia, se agrega una corrección al perfil de potencia óptima para conducir la velocidad real hacia el perfil óptimo. Para asegurar la regulación estable, se puede proporcionar un algoritmo de compensación que filtre las velocidades de retroalimentación en correcciones de potencia para asegurar una estabilidad de desempeño de circuito cerrado. La compensación puede incluir compensación dinámica estándar tal como es utilizada en los expertos en la técnica del diseño del sistema de control, para cumplir con los objetivos de desempeño. Las modalidades de ejemplo de la presente invención permite los medios más simples y por consiguiente más rápidos, para adaptar los cambios en los objetivos de recorrido, lo cual es la regla y no la excepción, en operaciones de vías ferroviarias. En una modalidad de ejemplo, para determinar el recorrido óptimo-combustible del punto A al punto B, en donde existen paradas a lo largo del camino, y para actualizar el recorrido del resto del recorrido una vez que éste ha comenzado, se puede utilizar un método de descomposición subóptima para encontrar un perfil de recorrido óptimo. Al utilizar métodos de modelado, el método de cómputo puede encontrar el plan de recorrido con el tiempo de recorrido específico y velocidades iniciales y finales que satisfagan todas las restricciones de límites de velocidad y capacidad de locomotora, cuando existen paradas. Aunque la siguiente descripción se dirige a optimizar el uso de combustible, también se puede aplicar para optimizar otros factores, tales como pero sin limitarse a emisiones, programa, comodidad de la tripulación e impacto de carga. El método se puede utilizar en el comienzo del desarrollo de un plan de recorrido, y de manera más importante, para adaptarse a los cambios en los objetivos después de que se inicia un recorrido. Tal como se describió anteriormente, la modalidad de ejemplo de la presente invención puede emplear una configuración tal como se ilustra en el diagrama de flujo de ejemplo de la figura 5, y en la forma de un segmento de ejemplo 3, ilustrado con detalle en la figura 6. Tal como se ilustra, el recorrido puede romperse en dos o más segmentos, T1, T2 y T3. Aunque tal como se describe en la presente invención, es posible considerar el recorrido como un solo segmento. Tal como se describe en la presente invención, los límites del segmento pueden no dar como resultado segmentos iguales. Más bien, los segmentos utilizan límites específicos naturales o de la misión. Los planes de recorrido óptimos son computarizados previamente para cada segmento. Si el uso de combustible versus tiempo de recorrido es el objeto de recorrido a cumplir, las curvas de combustible versus tiempo de recorrido se construyen para cada segmento. Tal como se describe en la presente invención, las curvas pueden estar basadas en otros factores, en donde los factores son objetivos que serán cumplidos con un plan de recorrido. Cuando el tiempo de recorrido es el parámetro que está siendo determinado, el tiempo de recorrido para cada segmento se computariza satisfaciendo al mismo tiempo todas las restricciones de tiempo de recorrido generales. La figura 6, ilustra límites de velocidad de un segmento de ejemplo 3, de un recorrido de 200 millas 97. Se ilustra además cambios de grado en el recorrido de 200 millas 98. También se muestra una gráfica combinada 99 que ilustra curvas para cada segmento del recorrido de combustible utilizado con respecto al tiempo de recorrido. Utilizando la configuración de control óptimo descrita anteriormente, el método de computación de la presente invención puede encontrar el plan de recorrido con un tiempo de viaje especificado y velocidades iniciales y finales, para satisfacer de esta forma todos los límites de velocidad y restricciones de capacidad de la locomotora en donde existen paradas. Aunque la descripción detallada que se encuentra a continuación se dirige hacia optimizar el uso de combustible, se puede aplicar para optimizar otros factores tal como se describe en la presente invención, tal como, pero sin limitarse a, emisiones. Una flexibilidad clave es adaptar el tiempo de parada deseado en las paradas y considerar restricciones en la llegada y salida más temprana en una ubicación tal como se pueda requerir, por ejemplo, en operaciones de vía férrea simple en donde el tiempo para permanecer o llegar a una vía muerta es importante. La modalidad de la presente invención encuentra un recorrido de combustible-óptimo de la distancia D0 a DM, recorrido en el tiempo T, comparadas intermedias M-1 en D1t...,DM-i, y con tiempos de llegada y salida en estas paradas restringidas por ímin (/') < íarr (D¡) = fmax (/) - ??, íarr (D¡) + At¡ < fdep (D,) < fmax (/) / = 1 M - 1 en donde tarr (D,), fdep (D¡), y At¡ son la llegada, salida y tiempo de parada mínimo en la parada th, respectivamente. Asumiendo que la optimización de combustible implica minimizar el tiempo de la parada, por consiguiente fdep (D¡) = tarr (Di) + At¡, lo cual elimina la segunda falta de igualdad anterior. Se supone para cada ?= ,...,?, que el recorrido combustible- óptimo de D(-1 a D, para el tiempo de recorrido f, 7"min (/') < t = max (')¦ es conocido. Dejar que F¡(t) sea el uso de un combustible que corresponde a este recorrido. Si el tiempo de recorrido de Dy-1 a D¡ es denotado T¡, entonces el tiempo de llegada en D, es está determinado por tarr(D,) = ?(TJ +At ) en donde ?G0 se define como cero. El recorrido combustible-óptimo de D0 a DM del tiempo de recorrido T posteriormente se obtiene encontrando T¡, ?=?,...,?, lo cual minimiza M ? )(7;) TaiB(í)=Ti=Tnmd) (=1 sujeto a 'min (0 = ? (Tj + At ) < tm ( ) - ?/, = 1 M-l M ?(G/+??>.1) = G Una vez que el recorrido en vías de ejecución, el aspecto es volver a determinar la solución de combustible-óptimo para el resto de un recorrido (originalmente DQ a DM en el tiempo 7) conforme el recorrido se lleva a cabo, aunque las perturbaciones se excluyen después de la solución de combustible-óptimo. Dejar que la distancia y velocidad corrientes sean x y v, respectivamente, en donde D,.i < x < D¡.

Así mismo, dejar que el tiempo corriente desde el comienzo del recorrido sea fact. Posteriormente, la solución combustible-óptima para el resto del recorrido de x a DM, la cual retiene el tiempo de llegada original en DM, se obtiene encontrando T¡,T¡,j = / + '\ ,...M, lo cual minimiza sujeto a tm i)=tacl+fi =ttmK(i)-Ati (*) = + ? + ?/;_, ) = tma (*) - ?, * = + 1,..., - 1 ./-'+! taa+Ti + ?(T¡ +AtH) = T J-M Aquí, F, (t,x,v) es el combustible-utilizado para el recorrido óptimo de x a D,, recorrido en el tiempo r, con una velocidad inicial en x de v. Tal como se describió anteriormente, una forma de ejemplo para permitir una nueva planeación más eficiente, es construir la solución óptima para un recorrido de parada a parada a partir de segmentos divididos. Para el recorrido de D,.i a D¡, con el tiempo de recorrido T¡, se elige un conjunto de puntos intermedios D¡¡, j = 1 ,...,/V, -1. Dejar Di0 = y DiN = D¡. Posteriormente expresar el combustible-uso para el recorrido óptimo de D(- a D¡, como: en donde fij (t, v¡j)es el combustible-uso para el recorrido óptimo de D i¡.\ a D¡j, recorrido en el tiempo t, con velocidades iniciales y finales de v,,y-i y v¡¡. Además, t¡¡ es el tiempo en el recorrido óptimo que corresponde a la distancia Djj. A través de la definición t¡N¡ - ti0 - T¡. Ya que el tren se detiene en Di0 y DiNi, vi0 - viNi = 0. La expresión anterior permite que la función F¡(t) sea determinada en forma alternativa determinando primero las funciones i¡¡ ( ),1 < j = ?,, posteriormente encontrando t,?.1 < j = N¡ y ??, 1 < j < N¡, lo cual minimiza sujeto a vm¡n('. ) = v/ = vma» ('. ') i = 1,-,N, ~1 V0 = ViN, = 0 Al elegir D¡¡ (por ejemplo, en restricciones de velocidad o puntos de encuentro), se puede minimizar vmax - vmin {i,j), minimizando de esta forma el dominio a través del cual se necesita conocer f¡¡{). Con base en la división anterior, una forma de re-planeación sub-óptima más simple que la descrita anteriormente, es restringir la re-planeación a las veces en las que el tren está en los puntos de distancia D¡¡, 1 < i = M, 1 < j = N¡. En el punto D¡¡, el nuevo recorrido óptimo de D,¡ a DM puede ser determinado encontrando xik, j < k = N¡, vik, j < k < N¡, y mn,i < m = M, 1 < r? < Nm, vmn, i < m = M, 1 = n < Nm, lo cual minimiza sujeto a *-./+' 'min(»)=^ + ?( m N, M '-+S^+S^+?^-.) en donde Se obtiene una simplificación adicional esperando en el re-cómputo de Tm, i < m = M, hasta que el punto de distancia O, es alcanzado. En esta forma, los puntos D¡¡ entre D(- y D,, la minimización anterior necesita ser llevada únicamente a través de T¡k, j < k = N¡, vik, j < k < N¡. T¡ se incrementa según sea necesario para acomodar cualquier tiempo de recorrido real más largo de DM a D¡¡ al planeado. Este incremento posteriormente es compensado, si es posible, mediante el re-cómputo de Tm, i < m = M, en el punto de distancia D¡. Con respecto a la configuración de circuito cerrado descrito anteriormente, la energía de entrada total requerida para mover un tren 31 del punto A al punto B, consiste en la suma de cuatro componentes, específicamente la diferencia en la energía cinética entre los puntos A y B; la diferencia en energía potencial entre los puntos A y B; la pérdida de energía debido a fricción y otras pérdidas de arrastre; y la energía disipada por la aplicación de frenados. Suponiendo que las velocidades de inicio y de tensión sean iguales (por ejemplo, estacionarias), el primer componente es cero. Además, el segundo componente es independiente de la estrategia de convulsión. Por lo tanto, es suficiente minimizar la suma de los últimos dos componentes. Después de un perfil de velocidad constante se minimiza la pérdida de arrastre. Después de un perfil de velocidad constante también se minimiza la entrada de energía total cuando no se necesita frenar para mantener una velocidad constante. Sin embargo, si se requiere frenar para mantener una velocidad constante, el aplicar frenado justo para mantener la velocidad constante, probablemente incrementará la energía requerida total debido a la necesidad de renovar la energía disipada por los frenos. Existe la posibilidad de que cierto frenado pueda reducir realmente el uso de energía total, si la pérdida de frenado adicional es mayor a la compensación por la disminución resultante en pérdida de arrastre originada por el frenado, reduciendo la variación de velocidad.

Después de completar un nuevo plan a partir de la recolección de los casos descritos anteriormente, se puede seguir un nuevo plan de muesca/velocidad óptima utilizando el control de circuito cerrado aquí descrito. Sin embargo, en algunas situaciones puede no haber suficiente tiempo para llevar a cabo la planeación descompuesta por segmento descrita anteriormente, y particularmente cuando existen restricciones de velocidad críticas que deben ser respetadas, se necesita una alternativa. La modalidad de la presente invención logra esto con un algoritmo referido como "control de cruce inteligente". El algoritmo de control de cruce inteligente es una forma efectiva para generar, en vuelo, una prescripción sub-óptima de energía eficiente (por lo tanto combustible eficiente) para operar el tren 31 a través de un terreno conocido. Este algoritmo asume el conocimiento de la posición del tren 31 a lo largo de la vía férrea 34 en todos los momentos, así como el conocimiento del grado y curvatura de la vía férrea versus posición. El método depende de un modelo de punto-masa del movimiento del tren 31, cuyos parámetros pueden ser estimados en forma de adaptación de medidas en línea del movimiento del tren, tal como se describió anteriormente. El algoritmo de control de cruce inteligente tiene tres componentes principales, específicamente un perfil de límite de velocidad modificado que sirve como una guía de energía- eficiente alrededor de las reducciones de límite de velocidad; un perfil de configuración de acelerador ideal o frenado dinámico que intenta equilibrar cuando se minimiza la variación de velocidad y frenado; un mecanismo para combinar los últimos dos componentes para producir un comando de muesca, empleando un circuito de retroalimentación de velocidad para compensar las faltas de correspondencia de los parámetros modelados cuando se compara con parámetros reales. El control de cruce inteligente puede acomodar estrategias en la modalidad de la presente invención, las cuales no activan el frenado (es decir, el conductor es señalado y se asume que se proporcione el frenado de requisito) o una variante que hace activo el frenado. Con respecto al algoritmo de control de cruce el cual no controla el frenado dinámico, los tres componentes de ejemplo son un perfil de límite de velocidad modificado que sirve como una guía de energía eficiente alrededor de reducciones de límite de velocidad, una señal de notificación dirigida a notificar al operador cuando debe aplicarse un frenado, un perfil de acelerador ideal que intente equilibrar entre minimización de variación de velocidad y notificación al operador de aplicar el frenado, un mecanismo que emplea un circuito de retroalimentación para compensar las faltas de correspondencia de parámetros modelo con parámetros reales. También se incluye en la modalidad de la presente invención, un método para identificar valores de parámetros clave en el tren 31. Por ejemplo, con respecto a la estimación de la masa del tren, se puede utilizar un filtro Kalman y un método de mínimos cuadrados de recurso para detectar errores que se pueden desarrollar con el tiempo. La figura 7, ilustra un diagrama de flujo de ejemplo de la modalidad de la presente invención. Tal como se describió previamente, una instalación remota, tal como un despacho 60 puede proporcionar información a la modalidad de la presente invención. Tal como se ilustra, dicha información se proporciona a un elemento de control ejecutivo 62. También se suministra al elemento de control ejecutivo 62 la base de datos de información de modelado de la locomotora 63, la información de una base de datos de vía férrea 36, tal como, pero sin limitarse a, información de grado de vía férrea e información de límite de velocidad, parámetros del tren estimados tales como, pero sin limitarse a, coeficiente de peso y arrastre del tren, y tablas del rango de combustible a partir de un estimador de rango de combustible 64. El elemento de control ejecutivo 62 suministra información al planeador 12, lo cual se describe con mayor detalle en la figura 1. Una vez que se ha calculado un plan de recorrido, el plan es suministrado a un anunciador de conducción, conductor o elemento controlador 51. El plan de recorrido también es suministrado al elemento de control ejecutivo 62, de modo que pueda comparar el recorrido cuando se proporcionan otros datos nuevos. Tal como se describió anteriormente, el anunciante de conducción 51 puede ajustar en forma automática una potencia de muesca, ya sea una configuración de muesca preestablecida o una potencia de muesca continua, óptima. Además de suministrar un comando de velocidad a la locomotora 31, se proporciona una pantalla 68 para que el operador pueda ver lo que ha recomendado el planeador. El operador también tiene acceso a un panel de control 69. A través del panel de control 69 el operador puede decidir se aplica la potencia de muesca recomendada. Para este fin, el operador puede limitar una potencia dirigida o recomendada. Esto es, en cualquier momento el operador siempre tiene autoridad final con respecto a en que configuración de potencia operará el conjunto de locomotoras. Esto incluye decidir la aplicación de frenado si el plan de recorrido recomienda disminuir la velocidad del tren 31. Por ejemplo, si la operación está en un territorio obscuro, o cuando la información del equipo al borde del camino no puede transmitir en forma electrónica información a un tren, y más bien el operador observa señales visuales del equipo a borde del camino, el operador ingresa comandos con base en la información contenida en la base de datos de la vía férrea y las señales visuales del equipo al borde del camino. Con base en como está funcionando el tren 31, se suministra información con respecto a la medida de combustible al estimador de rango de combustible 64. Ya que la medida directa de los flujos de combustible normalmente no está disponible en un conjunto de locomotoras, toda la información con respecto al combustible consumido dentro de un recorrido y las proyecciones en el futuro siguiendo los planes óptimos, se lleva a cabo utilizando modelos físicos calibrados, tal como los utilizados en el desarrollo de planes óptimos. Por ejemplo, dichas predicciones pueden incluir pero no se limitan a, al uso de potencia de caballo borda medida y características de combustible conocidas para derivar el combustible acumulativo utilizado. El tren 31 también tiene un aparato localizador 30 tal como un sensor GPS, tal como se describió anteriormente. La información se suministra al estimador de los parámetros del tren 65. Dicha información puede incluir, pero no se limita a, datos de sensor GPS, datos de fuerza de tracción/frenado, datos de estado de frenado, velocidad y cualesquiera cambios en datos de velocidad. Con la información referente a la información de grado y límite de velocidad, se suministra información de los coeficientes de peso y arrastre del tren al elemento de control ejecutivo 62. En la modalidad de ejemplo de la presente invención, también se permite el uso de potencia continuamente variable a lo largo de la planeación de optimización, e implementacion de control de circuito cerrado. En una locomotora convencional, normalmente se cuantifica la potencia a ocho niveles independientes. Las locomotoras modernas pueden realizar una variación continua en caballos de potencia, lo cual se puede incorporar en los métodos de optimización antes descritos. Con potencia continua, la locomotora 42 puede optimizar en forma adicional las condiciones de operación, por ejemplo, minimizando las cargas auxiliares y pérdidas de transmisión de potencia, y sintonizar en forma fina las regiones de caballos de potencia del motor para una eficiencia óptima, y a puntos de márgenes de emisiones implementadas. El ejemplo incluye, pero no se limita a, minimizar las pérdidas del sistema de enfriamiento, ajustar voltajes del alternador, ajusfar velocidades del motor y reducir el número de ejes energizados. Además, la locomotora 42 puede utilizar la base de datos de vía férrea a bordo 36 y los requerimientos de desempeño pronosticados para minimizar las cargas auxiliares y pérdidas de transmisión de potencia para proporcionar eficiencia óptima para el consumo de combustible/emisiones objetivo. Los ejemplos incluyen, pero no se limitan a, reducir un número de ejes energizados en un terreno plano y enfriamiento previo del motor de la locomotora antes de ingresar a un túnel. La modalidad de ejemplo de la presente invención, también utiliza la base de datos de vía férrea a bordo 36 en el desempeño previsto para ajustar el desempeño de la locomotora, tal como para asegurar que el tren tenga suficiente velocidad conforme llega a una montaña y/o túnel. Por ejemplo, se puede expresar como una restricción de velocidad en una ubicación particular que se vuelve parte de la generación del plan óptimo creado para solucionar la ecuación (OP). Además, la modalidad de la presente invención puede incorporar reglas de manejo del tren, tal como, pero sin limitarse a, rangos de rampa de fuerza de tracción, rangos de rampa de fuerza de frenado máximo. Estos se pueden incorporar directamente en la formulación para un perfil de recorrido óptimo o incorporase alternativamente en el regulador de circuito cerrado utilizado para controlar la aplicación de potencia para lograr la velocidad objetivo. En una modalidad preferida de la presente invención, dicha modalidad se instala únicamente en una locomotora delantera del grupo del conjunto del tren. Incluso aunque la modalidad de la presente invención no depende de datos o interacciones con otras locomotoras, se puede integrar con un administrador del grupo, tal como se describe en la patente Norteamericana No. 6,691,957 y en la Solicitud de Patente No. 10/429,596 (que pertenecen al Cesionario y ambas están incorporadas como referencia), funcionalidad y/o una funcionalidad del optimizador del grupo para mejorar la eficiencia. La interacción con múltiples trenes no se excluye como se ilustra en el ejemplo del arbitraje del despacho de dos trenes "optimizados independientemente" aquí descritos. Los trenes con sistemas de potencia distribuidos pueden operar en diferentes modos. Un modo es en donde todas las locomotoras en el tren operan en el mismo comando de muesca. Por lo tanto, si la locomotora principal está comandando la conducción - N8, todas las unidades en el tren estarán comandadas para generar la potencia de conducción - N8. Otro modo de operación es el control "independiente". En este modo, las locomotoras o grupos de locomotoras distribuidas a lo largo del tren pueden ser operadas en diferentes potencias de conducción o frenado. Por ejemplo, conforme un tren pasa por encima de la parte superior de una montaña, las locomotoras principales (en la pendiente descendente de la montaña) pueden ser colocadas en frenado, en tanto que las locomotoras a la mitad o al final del tren (en la pendiente ascendente de la montaña) pueden estar en conducción. Esto se realiza para minimizar las fuerzas de tensión a los acopladores mecánicos que conectan los vagones y las locomotoras. Tradicionalmente, la operación del sistema de potencia distribuido en el modo "independiente" requerida que el operador comandará en forma manual cada locomotora o conjunto de locomotoras remotas a través de una pantalla en la locomotora principal. Utilizando el modelo de planeación a base de física, la información de configuración del ten, base de datos de la vía férrea a bordo, reglas de operación a bordo, sistema de determinación de ubicación, control de potencia/frenado de circuito cerrado en tiempo real y retroalimentación del sensor, el sistema debe operar en forma automática el sistema de potencia distribuido en el modo "independiente". Cuando se opera en la potencia distribuida, el operador en una locomotora principal puede controlar las funciones de operación de las locomotoras remotas en el conjunto remoto a través de un sistema de control, tal como un elemento de control de potencia distribuida. Por lo tanto cuando se opera en una potencia distribuida, el operador puede comandar cada conjunto de locomotoras para operar en un diferente nivel de potencia de muesca (o un conjunto puede estar en conducción y el otro puede estar en frenado) en donde cada locomotora individual en el conjunto de locomotoras opera^ en la misma potencia de muesca. En una modalidad de ejemplo, con la modalidad de la presente invención instalada en el tren, preferentemente en comunicación con el elemento de control de potencia distribuido, cuando un nivel de potencia de muesca de un conjunto de locomotoras remoto es deseado tal como lo recomienda el plan de recorrido optimizado, la modalidad de la presente invención comunicará esta configuración de potencia al conjunto de locomotoras remotas para su implementación. Tal como se describe más adelante, lo mismo es real con respecto al frenado. La modalidad de ejemplo de la presente invención se puede utilizar con conjuntos en los cuales las locomotoras no estén contiguas, por ejemplo, con 1 o más locomotoras al frente, otras a la mitad y en la parte trasera del tren. Dichas configuraciones son denominadas potencia distribuida, en donde la conexión estándar entre las locomotoras se reemplazan mediante enlace de radio o un cable auxiliar para enlazar externamente las locomotoras. Cuando se opera en potencia distribuida, el operador en una locomotora principal puede controlar las funciones de operación de las locomotoras remotas en el grupo a través de un sistema de control, tal como un elemento de control de potencia distribuida. En particular, cuando se opera en potencia distribuida, el operador puede comandar cada grupo de locomotoras para operar en un diferente nivel de potencia de muesca (o un grupo puede estar en conducción y el otro puede estar en frenado), en donde cada locomotora individual en el grupo de locomotoras opera en la misma potencia de muesca. En una modalidad de ejemplo de la presente invención instalada en el tren, preferentemente en comunicación con el elemento de control de potencia distribuido, cuando se desea un nivel de potencia de muesca para un grupo de locomotoras remotas tal como lo recomienda el plan de recorrido optimizado, la modalidad de la presente invención comunicará esta configuración de potencia al grupo de locomotoras remotas para su implementación. Tal como se describe más adelante, lo mismo es real con respecto al frenado. Cuando se opera con potencia distribuida, el problema de optimización antes descrito puede ser mejorado para permitir grados de libertad adicionales, en cuanto a que cada una de las unidades remotas puede ser controlada en forma independiente desde la unidad principal. El valor de esto es que los objetivos o restricciones adicionales que se relacionan con las fuerzas en-tren pueden incorporarse en la función de desempeño, asumiendo que también se incluya el modelo para reflejar las fuerzas en-tren. Por lo tanto, la modalidad de la presente invención puede incluir el uso de múltiples controles de acelerador para manejar de mejor manera las fuerzas en-tren, así como el consumo de combustible y emisiones. En un tren que utiliza un administrador del grupo, la locomotora principal en un grupo de locomotoras puede operar en una configuración de potencia de muesca diferente a las otras locomotoras que se encuentran en el grupo. Las otras locomotoras en el grupo operan en la misma configuración de potencia de muesca. La modalidad de la presente invención puede ser utilizada junto con el administrador del grupo, para comandar las configuraciones de la potencia de muesca para las locomotoras en el grupo conseguido. Por lo tanto, con base en la modalidad de la presente invención, ya que el administrador del grupo divide un grupo de locomotoras en dos grupos, la locomotora principal y las unidades de remolque, la locomotora principal será comandada para operar en una cierta potencia de muesca y las locomotoras de arrastre serán comandadas para operar en otra cierta potencia de muesca. En una modalidad de ejemplo, el elemento de control de potencia distribuido puede ser el sistema y/o aparato en donde se aloje esta operación. De igual manera, cuando se utiliza un optimizador de grupo con un grupo de locomotoras, la modalidad de la presente invención se puede utilizar junto con el optimizador del grupo para determinar la potencia de muesca para cada locomotora en el grupo de locomotoras. Por ejemplo, se supone que un plan de recorrido recomienda una configuración de potencia de muesca de 4 para el grupo de locomotoras. Con base en la ubicación del tren, el optimizador del grupo tomará esta información y posteriormente determinará la configuración de potencia de la muesca para cada locomotora en el grupo. En esta implementación, se mejora la eficiencia de la configuración de las configuraciones de potencia de muesca con respecto en los canales de comunicación intra-tren. Además, tal como se describió anteriormente, la implementación de esta configuración se puede llevar a cabo utilizando el sistema de control distribuido. Además, tal como se describió anteriormente, la modalidad de la presente invención se puede utilizar para correcciones continuas y una nueva planeación con respecto a cuando el grupo del tren utiliza frenado con base en aspectos de entrada de interés, tal como pero sin limitarse a, cruces de vías de tren, cambios de grado, llegada a vías muertas, llegada a campos de depósito y llegada a estaciones de combustible en donde cada locomotora en el grupo puede requerir una diferente opción de frenado. Por ejemplo, si el tren está llegando a una montaña, la locomotora principal puede tener que entrar a una condición de frenado en tanto que las locomotoras remotas, que no han llegado al pico de la montaña pueden tener que permanecer en un estado de conducción. Las figuras 8, 9 y 10 muestran ilustraciones de ejemplo de despliegues dinámicos para ser utilizados por el operador. Tal como se proporciona, en la figura 8, se proporciona un perfil de recorrido 72. Dentro del perfil se proporciona una ubicación 73 de la locomotora. Se proporciona información tal como longitud del tren 105 y número de carro 106 en el tren. También se proporcionan elementos con respecto al grado de la vía férrea 107, curva y elementos a bordo del camino 108, incluyendo ubicación del puente 109 y velocidad del tren 110. La pantalla 68 permite que el operador vea dicha información y también vea cuando el tren está a lo largo de la ruta. Se proporciona información correspondiente a la distancia y/o tiempo estimado de llegada a ubicaciones tales como cruces 112, señales 114, cambios de velocidad 116, marcas terrestres 118 y destinos 120. También se proporciona una herramienta de administración del tiempo de llegada 125 para permitir al usuario determinar los ahorros en combustible que están siendo realizados durante el recorrido. El operador tiene la capacidad de variar los tiempos de llegada 127 y presenciar como esto afecta los ahorros de combustible. Tal como se describió en la presente invención, los expertos en la técnica reconocerán que el ahorro en combustible es un ejemplo únicamente de un objetivo que puede ser revisado con una herramienta de administración. Para este fin, dependiendo del parámetro que este siendo visto, se pueden ver otros parámetros, aquí descritos y evaluarse con una herramienta de administración que es visible para el operador. El operador también es abastecido con la información con respecto a que tanto está siendo operando el tren por la tripulación. En modalidades de ejemplo, la información de tiempo y distancia puede ser ilustrada como el tiempo y/o distancia hasta que un evento y/o ubicación particular pueda proporcionar un tiempo transcurrido total. Tal como se ilustra en la figura 9, una pantalla de ejemplo proporciona información con respecto a datos de grupo 130, una gráfica de eventos y situaciones 132, una herramienta de administración de tiempo de llegada 134, y claves de acción 136. Se proporciona también en esta pantalla, información similar a la descrita anteriormente. Esta pantalla 68 también proporciona claves de acción 138 para permitir al operador volver a planear, así como desengancharse 140 de la modalidad de la presente invención. La figura 10, ilustra otra modalidad de ejemplo de la pantalla. Los datos típicos de una locomotora moderna que incluyen estado de freno de aire 72, velocímetro análogo con insertos digitales 74 e información con respecto a la fuerza de tracción en fuerza de libras (o amperes de tracción para locomotoras CD) están visible. Se proporciona un indicador 74 para mostrar la velocidad óptima corriente en el plan que este siendo ejecutado, así como una gráfica de acelerómetro para suplementar la lectura en mph/minuto. Los nuevos datos importantes para una ejecución del plan óptima está en el centro de la pantalla, incluyendo una gráfica de tira rodante 76 con configuración de velocidad y muesca óptimas versus distancia en comparación con la historia de ese momento de estas variables. En esta modalidad de ejemplo, la ubicación del tren se deriva utilizando el elemento localizador. Tal como se ilustra, la ubicación se proporciona identificando que tan lejos está el tren de su destino final, una posición absoluta, un destino inicial, un punto intermedio y/o una entrada del operador. La gráfica de la cinta proporciona una vista superior de los cambios en velocidad requeridos para seguir el plan óptimo, lo cual es útil en el control manual, y monitorea el plan versus lo real durante el control automático. Tal como se describe en la presente invención, tal como cuando se encuentra en el modo de dirección, el operador puede ya sea seguir la muesca o la velocidad sugerida por la modalidad de la presente invención.

La barra vertical proporciona una gráfica de una muesca deseada real, la cual también se despliega digitalmente debajo de la gráfica de cinta. Cuando se utiliza potencia de muesca continua, tal como se describió anteriormente, la pantalla simplemente redondeará el equivalente independiente más cercano, la pantalla puede ser una pantalla análoga de modo que se desplegará un equivalente análogo o un porcentaje o caballos de fuerza/tracción real. Se despliega información crítica en el estado de recorrido en la pantalla, y muestra el grado en el que se encuentra el tren en ese momento, ya sea mediante la locomotora principal 88, una ubicación en cualquier parte a lo largo del tren o un promedio en la longitud del tren. También se describe una distancia recorrida en el plan 90, combustible acumulativo utilizado 92, en donde la distancia hasta la siguiente parada está planeada 94, el tiempo de llegada de ese momento y proyectado 96 esperado estará en la siguiente parada. La pantalla 68 también muestra el tiempo máximo posible al destino posible con los planos disponibles computarizados. Si se requiere una llegada posterior, se puede llevar a cabo un nuevo plan. Los datos de plan delta, muestran el estado de gastos por combustible y programación o correspondientes al plan óptimo de ese momento. Los números negativos significan menos combustible o una llegada temprana en comparación con el plan, los números positivos muestran más combustible o una llegada tardía en comparación con el plan, y normalmente en la negociación en direcciones opuestas (cuando se disminuye la velocidad para ahorrar combustible se hace que el tren llegue en forma tardía y viceversa). Todas las veces estás pantallas 68 proporcionan al operador una captura en pantalla de en donde se encuentra con respecto al plan de división instituido en ese momento. Este plan es únicamente con propósitos de ilustración, ya que existen muchas otras formas de despliegue/transporte de esta información al operador y/o despacho. Para este fin, la información descrita anteriormente puede ser intermezclada para proporcionar un despliegue diferente a los descritos. Otras características que pueden ser incluidas en la modalidad de la presente invención incluyen, pero no se limitan, a permitir la generación de registros y reportes de datos. Esta información puede ser almacenada en el tren y descargada en un sistema fuera de borda en algún punto en el tiempo. Las descargas pueden ocurrir a través de transmisión manual y/o inalámbrica. Esta información también puede ser vista por el operador a través de la pantalla de la locomotora. Los datos pueden incluir información tal como, pero sin limitarse a, entradas del operador, el sistema de tiempo es operacional, combustible ahorrado, desequilibrio de combustible a través de las locomotoras en el tren, recorridos del tren fuera de curso, emisiones de diagnóstico del sistema tal como sino está funcionando bien el sensor GPS. Ya que el plan de recorrido debe tomar en consideración el tiempo de operación de la tripulación permitible, la modalidad de la presente invención puede tomar en consideración dicha información como un recorrido que está planeado. Por ejemplo, si el tiempo máximo en el que una tripulación puede operar es de ocho horas, entonces el recorrido deberá ser modelado para incluir una ubicación de detención para que una nueva tripulación tome el lugar de esa tripulación. Dichas ubicaciones de paradas especificadas pueden incluir, pero no se limitan a, estaciones de tren, ubicaciones de encuentro/pase, etc. Si, conforme progresa el recorrido, el tiempo de recorrido puede ser excedido, la modalidad de la presente invención puede ser dominada por el operador para cumplir con los criterios tal como lo determine el operador. Finalmente, sin importar las condiciones de operación del tren, tal como pero sin limitarse a una carga de alto nivel, baja velocidad, condiciones de expansión del tren, etc., el operador permanece en control para comandar una condición de velocidad y/o operación del tren. Utilizando la modalidad de la presente invención, el tren puede operar en una pluralidad de operaciones. En un concepto de operación, la modalidad de la presente invención puede proporcionar comandos para comandar la proporción, frenado dinámico. Posteriormente el operador maneja todas las otras funciones del tren. En otro concepto de operación, la modalidad de la presente invención puede proporcionar comandos para comandar únicamente la propulsión. Posteriormente el operador maneja el frenado dinámico y todas las otras funciones. Aún en otro concepto de operación, la modalidad de la presente invención puede proporcionar comandos para comandar la propulsión, frenado dinámico y aplicación de frenos de aire. El operador posteriormente maneja todas las otras funciones del tren. La modalidad de la presente invención también se puede utilizar para notificar al operador de las próximas partidas de interés de las acciones que serán tomadas. En forma específica, la lógica de pronóstico de la modalidad de la presente invención, las correcciones y re-planeación continuas al plan de recorrido optimizado, la base de datos de rastreo, el operador puede ser notificado de los próximos cruces, señales, cambios de grado, acciones de frenado, vías muertas, estaciones de tren, estaciones de combustible, etc. Esta notificación puede ocurrir en forma audible y/o a través de la interfase del operador. Específicamente, utilizando el modelo de planeación a base de física, la información de configuración del tren, la base de datos de seguimiento a bordo, las reglas de operación a bordo, el sistema de determinación de ubicación, el control de energía/freno de circuito cerrado en tiempo real y la retroalimentación del sensor, el sistema debe presentar y/o notificar al operador las acciones requeridas. La notificación puede ser visual y/o audible. Los ejemplos incluyen notificar los cruces que requieren que el operador active la bocina y/o campana de la locomotora, notificación de los cruces "silentes" que no requieren que el operador active la bocina o campana de la locomotora. En otra modalidad de ejemplo, utilizando el modelo de planeación a base de física descrito anteriormente, la información de configuración del tren, la base de datos de seguimiento a bordo, las reglas de operación a bordo, el sistema de determinación de ubicación, el control de potencia/frenado de circuito cerrado en tiempo real y retroalimentación de sensor, la modalidad de la presente invención puede presentar al operador información (por ejemplo, un calibrador en la pantalla) que permita al operador ver cuando el tren llegará a las diversas ubicaciones tal como se ilustra en la figura 9. El sistema debe permitir al operador ajusfar el plan de recorrido (tiempo de llegada objetivo). Esta información (tiempo de llegada estimado real o información necesaria para derivación fuera de borda) también puede comunicarse al centro de despacho para permitir al despachador o sistema de despacho ajustar los tiempos de llegada objetivo. Esto permite que el sistema se ajuste rápidamente y se optimice para la función objetivo adecuada (por ejemplo negociación de uso de velocidad y combustible).

Con base en la información proporcionada anteriormente, se pueden utilizar las modalidades de ejemplo de la presente invención para determinar la ubicación del tren 31 en la vía férrea, paso 18. Una determinación de la característica de la vía férrea también lograrse, tal como utilizando el estimador de parámetros del tren 65. Se puede crear un plan de recorrido con base en la ubicación del tren, la característica de la vía férrea y una condición de operación de al menos una locomotora del tren. Además, se puede comunicar un requerimiento de potencia óptimo al tren, en done el operador del tren puede ser dirigido a una locomotora, grupo de locomotoras y/o tren de acuerdo con la potencia óptima, tal como a través del sistema de comunicación inalámbrica 47. En otro ejemplo, en lugar de dirigir al operador del tren, el tren 31, el grupo de locomotoras 18, y/o la locomotora pueden ser operadas en forma automática con base en la configuración de potencia óptima. Además, un método también puede implicar determinar una configuración de potencia, o comandos de potencia 14, para el grupo de locomotoras 18 con base en el plan de recorrido. El grupo de locomotoras 18 posteriormente es operado en la configuración de potencia. Los parámetros de operación del tren y/o grupo de locomotoras pueden ser recolectados, tal como pero sin limitarse a, velocidad real del tren, configuración de potencia real del grupo de locomotoras y una ubicación del tren. Al menos uno de estos parámetros se pueden comparar con la configuración de potencia que es comandada para que el grupo de locomotoras sea operado. En otra modalidad, el método puede implicar determinar parámetros de operación 62 del tren y/o grupo de locomotoras. Se determina un parámetro de operación deseado con base en parámetros de operación determinados. El parámetro determinado se compara con el parámetro de operación. Si se detecta una diferencia, se ajusta el plan de recorrido, paso 24. Otra modalidad puede comprender un método en donde una ubicación del tren 31 en la vía férrea 34 es determinada. También se determina una característica de la vía férrea 34. Un plan de recorrido, plan de conducción, se desarrolla o genera con el objeto de minimizar el consumo de combustible. El plan de recorrido también puede ser generado con base en la ubicación del tren, las características de la vía férrea y/o la condición de operación del grupo de locomotoras 18 y/o tren 31. En un método similar, una vez que se determina una ubicación del tren en la vía férrea y una característica de la vía férrea es conocida, se proporciona comandos de control de propulsión y/o muesca para minimizar el consumo de combustible. La figura 12, ilustra una modalidad de ejemplo de un sistema de circuito cerrado para operar un vehículo de rieles. Tal como se ilustra, un optimizador de recorrido 650, convertidor 652, vehículo de ferrocarril 653, y al menos una salida 654, tal como, pero sin limitarse a, velocidad, emisiones, fuerza de tracción, caballos de fuerza, arena, etc., son parte del sistema de comunicación de control del circuito cerrado 657. La salida 654 puede ser determinada a través de un sensor 656 el cual es parte del vehículo de ferrocarril 653, o en otra modalidad de ejemplo, independiente del vehículo de ferrocarril 653. Por ejemplo, con respecto a la arena se hace una determinación, tal como un sensor, para tomar en cuenta la arena liberada y ayudar a que las ruedas en un riel no se deslicen. Los expertos en la técnica reconocerán fácilmente que es aplicable una consideración similar para las otras salidas identificadas anteriormente. Se proporciona información derivada inicialmente de la información generada del optimizador de recorrido 650 y/o regulador al vehículo de ferrocarril 653 a través del convertidor 652. Posteriormente los datos de la locomotora reunidos por el sensor 654 procedentes del vehículo de ferrocarril son comunicados a través de una red, ya sea cableada y/o inalámbrica, 657 de regreso al optimizador 650. En una modalidad de ejemplo, el optimizador 650 puede utilizar cualquier variable y utilizar dicha variable para determinar al menos la velocidad, potencia y/o configuración de muesca. Por ejemplo, el optimizador puede ser al menos uno de un optimizador de combustible, tiempo, emisiones y/o una combinación de los mismos. El optimizador 650 opera características de al menos un factor que será regulado, tal como pero sin limitarse a, velocidad, combustible, emisiones, etc. El optimizador 650 determina al menos ya sea la potencia y/o configuración de torsión con base en un valor optimizado determinado. El convertidor 652 se proporciona para convertir la potencia, torsión, velocidad, emisiones, enarenamiento, configuración, preparación, etc y/o controlar las entradas del vehículo de ferrocarril 653, normalmente una locomotora. Específicamente, esta información o datos con respecto a la potencia, torsión, velocidad, emisiones, enarenamiento, preparaciones, configuraciones, etc., y/o entradas de control se convierten a un señal eléctrica. La figura 13, ilustra el sistema de circuito cerrado integrado con una unidad de control master (maestro). Tal como se ilustra con mayor detalle más adelante, el convertidor 652 puedas hacer interfase con cualquiera de una pluralidad de aparatos, tal como pero sin limitarse a un controlador maestro, controlador de locomotora de control remoto, un controlador de conducción de potencia distribuida, un módem de línea de tren, entrada análoga, etc. El convertidor, por ejemplo, puede desconectar la salida del controlador maestro 651. El controlador maestro 651 normalmente es utilizado por el operador para comandar la locomotora, tal como pero sin limitarse a niveles de potencia, caballos de fuerza, fuerza de tracción, enarenamiento, frenado (incluyendo al menos uno de frenado dinámico, frenos de aire, frenos manuales, etc), propulsión, etc de la locomotora. Los expertos en la técnica podrán reconocer fácilmente que el controlador maestro puede ser utilizado para controlar tanto interruptores de hardware como interruptores a base de software utilizados para controlar la locomotora. Posteriormente el convertidor 652 inyecta señales en el controlador maestro 651. La desconexión del controlador maestro 651 pueden ser cables eléctricos o interruptores de software o procesos de selección de entrada configurables, etc. Se ilustra un aparato de conmutación 655 para llevar a cabo esta función. Tal como se describió anteriormente, se puede utilizar la misma técnica para otros aparatos, tal como pero sin limitarse a, un controlador de locomotora de control, un controlador de conducción de potencia distribuida, un módem de línea de tren, entrada análoga, etc. Aunque no se ilustra, los expertos en la técnica reconocerán fácilmente que el controlador maestro puede utilizar en forma similar estos aparatos y sus conexiones asociadas a la locomotora y utilizar las señales de entrada. El sistema de comunicación 657 para estos otros aparatos pueden ser ya sea inalámbrico o cableado. La figura 14, ilustra una modalidad de ejemplo de un sistema de circuito cerrado para operar un vehículo de ferrocarril integrado con otro subsistema de operación de entrada del vehículo de ferrocarril. Por ejemplo, el control de potencia distribuida 659 puede recibir entradas de diversas fuentes 661, tal como pero sin limitarse al operador, líneas de tren y/o controladores de la locomotora, y transmitiendo información a locomotoras en posiciones remotas. El convertidor 652 puede proporcionar información directamente a la entrada del controlador DP 659 (tal como una entrada adicional) o romper una de las conexiones de entrada y transmitir la información al controlador DP 659. Se proporciona un interruptor 655 para dirigir como el convertidor 652 proporciona información al controlador DP 659, tal como se describió anteriormente. El interruptor 655 puede ser un interruptor a base de software y/o mini interruptor cableado. Además, el interruptor 655 no necesariamente es un interruptor de dos vías. El interruptor puede tener una pluralidad de direcciones de interrupción, con base en el número de señales que está controlando. En otra modalidad de ejemplo, el convertidor puede comandar la operación del controlador maestro, tal como se ilustra en la figura 15. El convertidor 652 tiene un medio mecánico para mover al controlador maestro 651 en forma automática con base en señales eléctricas recibidas del optimizador 650. Los sensores 654 se proporcionan a bordo de la locomotora para reunir los datos de la condición de operación, tal como pero sin limitarse a, velocidad, emisiones, fuerza de tracción, caballos de fuerza, etc. Posteriormente se proporciona la información de salida de la locomotora 654 al optimizador 650, normalmente a través del vehículo de ferrocarril 653, completando de esta forma el sistema de circuito cerrado. La figura 16, ilustra un diagrama de flujo de ejemplo de pasos para operar un vehículo de ferrocarril en un proceso de circuito cerrado. El diagrama de flujo 660 incluye un paso para determinar una configuración optimizada de un grupo de locomotoras, paso 662. La configuración optimizada puede incluir una configuración para cualquier variable de configuración, tal como pero sin limitarse al menos al nivel de potencia, torsión optimizada, emisiones, número de cortes de eje, otras configuraciones de la locomotora, etc. Otro paso proporciona convertir el nivel de potencia optimizada y/o la configuración de torsión a una señal de entrada reconocible para el grupo de locomotoras, paso 664. Al menos una condición de operación del grupo de locomotoras se determina cuando al menos el nivel de potencia optimizada y la configuración de torsión optimizada son aplicadas, paso 667. Otro paso implica comunicarse dentro de un control de circuito cerrado con un optimizador con respecto al menos a una condición de operación de modo que la al menos una condición de operación se utiliza para optimizar en forma adicional al menos el nivel de potencia o la configuración de torsión, paso 668. Tal como se describió anteriormente, se pueden llevar a cabo los pasos ¡lustrados en este diagrama de flujo 660, utilizando un código de software de computadora. Por consiguiente, los vehículos de ferrocarril pueden no tener inicialmente la capacidad de llevar a cabo los pasos aquí descritos, en donde un medio electrónico contiene los módulos de software de computadora que pueden ser accesados por una computadora en el vehículo de ferrocarril, de modo que al menos los módulos del software puedan ser cargados en el vehículo de ferrocarril para su implementación. Los medios electrónicos pueden no estar limitados, ya que cualesquiera módulos de software de computadora también pueden ser cargados a través de un sistema de transferencia de medios electrónicos, incluyendo, un sistema de transferencia inalámbrico y/o cableado, tal como pero sin limitarse al uso de la Internet para lograr la instalación. Aunque la presente invención ha sido descrita con referencia a lo que actualmente se considera una modalidad preferida, los expertos en la técnica apreciarán muchas variaciones y modificaciones. Por consiguiente, se pretende que la presente invención no se limite a la modalidad ilustrativa específica, sino que sea interpretada dentro del espíritu y alcance total de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (31)

1. REIVINDICACIONES 1. Un sistema de control para operar un sistema motorizado con diesel que tiene al menos una unidad de generación de potencia energizada con diesel, en donde el sistema comprende: a) un optimizador de misión que determina al menos una configuración que será utilizada por la unidad de generación de potencia motorizada con diesel; b) un convertidor que recibe al menos una información que será utilizada por la unidad de generación de potencia motorizada con diesel y convierte la información en una señal aceptable; c) un sensor para recolectar al menos datos de operación del sistema motorizado con diesel que son comunicados al optimizador de la misión; d) un sistema de comunicación que proporciona un control de circuito cerrado entre el optimizador de misión, convertidor y sensor.
2. 2. El sistema tal como se describe en la reivindicación 1, caracterizado porque la información comprende al menos una propulsión, efecto de tracción, freno dinámico, freno de aire, información de potencia e información de torsión.
3. 3. El sistema tal como se describe en la reivindicación 1, caracterizado porque el sistema de comunicación es al menos uno de un sistema inalámbrico o un sistema cableado.
4. 4. El sistema tal como se describe en la reivindicación 1, caracterizado porque el optimizador se utiliza para determinar al menos un combustible, tiempo, emisión, y combinaciones de los mismos.
5. 5. El sistema tal como se describe en la reivindicación 1, caracterizado porque el sistema motorizado con diesel comprende un sistema de transporte de ferrocarril, y en donde la unidad de generación de potencia motorizada con diesel comprende al menos una locomotora energizada a través de al menos un motor de combustión interna de diesel.
6. 6. El sistema tal como se describe en la reivindicación 1, caracterizado porque el sistema motorizado con diesel comprende una embarcación marina, y en donde la unidad de generación de potencia motorizada con diesel comprende al menos un motor de combustión interna de diesel.
7. 7. El sistema tal como se describe en la reivindicación 1, caracterizado porque el sistema motorizado con diesel comprende un vehículo fuera del camino, y en donde la unidad de generación de potencia motorizada con diesel comprende al menos un motor de combustión interna de diesel.
8. 8. El sistema tal como se describe en la reivindicación 1, caracterizado porque el sistema motorizado con diesel comprende una estación de generación de potencia estacionario, y en donde la unidad de generación de potencia motorizada con diesel comprende al menos un motor de combustión interna de diesel.
9. 9. El sistema tal como se describe en la reivindicación 1, caracterizado porque el sistema motorizado con diesel comprende una red de estaciones de generación de potencia estacionaria, y en donde la unidad de generación de potencia motorizada con diesel comprende al menos un motor de combustión interna de diesel.
10. 10. El sistema tal como se describe en la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además un controlador maestro para recibir una señal del convertidor y posteriormente comunica un comando al sistema motorizado con diesel.
11. 11. El sistema tal como se describe en la reivindicación 10, caracterizado porque el controlador maestro se activa en forma mecánica en respuesta a la señal recibida del convertidor.
12. 12. El sistema tal como se describe en la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además un controlador maestro para controlar directamente el sistema motorizado con diesel que es controlado por un operador y un aparato de conmutación para determinar si controla el sistema motorizado con diesel con el controlador maestro o con el convertidor.
13. 13. El sistema tal como se describe en la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además al menos uno de un controlador de locomotora de control remoto, un controlador de conducción de potencia distribuida como un módem de línea del tren, una entrada análoga conectada entre el convertidor y el sistema motorizado con diesel dentro del control de circuito cerrado.
14. 14. El sistema tal como se describe en la reivindicación 13, caracterizado porque el convertidor proporciona control de entrada al menos a uno de un controlador de locomotora de control remoto, un controlador de conducción de potencia distribuida, un módem de línea de tren, una entrada análoga dentro de control de circuito cerrado.
15. 15. El sistema tal como se describe en la reivindicación 1, caracterizado porque los datos de operación incluyen al menos información con respecto a la velocidad, emisiones, fuerza de atracción y caballos de fuerza.
16. 16. Un método para controlar las operaciones de un sistema motorizado con diesel que tiene al menos una unidad de generación de potencia motorizada con diesel, en donde el método comprende: a) determinar al menos una configuración optimizada para la unidad de generación de potencia motorizada con diesel; b) convertir al menos una configuración optimizada en una señal de entrada reconocible para la unidad de generación de potencia motorizada con diesel. c) determinar al menos una condición de operación del sistema motorizado con diesel, cuando se aplica al menos una configuración optimizada; y d) comunicarse dentro de un control de circuito cerrado con un optimizador con respecto al menos a una condición de operación de modo que la condición de operación se utilice para optimizar en forma adicional al menos una configuración.
17. 17. El método tal como se describe en la reivindicación 16, caracterizado porque el sistema motorizado con diesel comprende un sistema de transporte de ferrocarril, y en donde la unidad de generación de potencia motorizada con diesel comprende al menos una locomotora energizada a través de al menos un motor de combustible interna de diesel.
18. 18. El método tal como se describe en la reivindicación 16, caracterizado porque el sistema motorizado con diesel comprende una embarcación marina, y en donde la unidad de generación de potencia motorizada con diesel comprende al menos un motor de combustión interna de diesel.
19. 19. El método tal como se describe en la reivindicación 16, caracterizado porque el sistema motorizado con diesel comprende un vehículo fuera del camino, y en donde la unidad de generación de potencia motorizada con diesel comprende al menos un motor de combustión interna de diesel.
20. 20. El método tal como se describe en la reivindicación 16, caracterizado porque el sistema motorizado con diesel comprende una estación de generación de potencia estacionario, y en donde la unidad de generación de potencia motorizada con diesel comprende al menos un motor de combustión interna de diesel.
21. 21. El método tal como se describe en la reivindicación 16, caracterizado porque el sistema motorizado con diesel comprende una red de estaciones de generación de potencia estacionaria, y en donde la unidad de generación de potencia motorizada con diesel comprende al menos un motor de combustión interna de diesel.
22. 22. El método tal como se describe en la reivindicación 16, caracterizado los pasos de determinar al menos una configuración, convertir al menos la configuración, determinar al menos una condición de operación y comunicar a un optimizador la al menos una condición de operación, se llevan a cabo en forma autónoma.
23. 23. Un código de software de computadora para operar un sistema motorizado con diesel que tiene una computadora y al menos una unidad de generación de potencia motorizada con diesel, en donde el código de software de computadora comprende: a) un módulo de software de computadora para determinar al menos uno de una configuración de una unidad de generación de potencia motorizada con diesel; b) un módulo de software de computadora para convertir al menos una configuración a una señal de entrada reconocible para la unidad de generación de potencia motorizada con diesel; c) un módulo de software de computadora para determinar al menos una condición de operación del sistema motorizada con diesel en donde al menos se aplica una configuración; y d) un módulo de software de computadora para comunicarse en un control de circuito cerrado con un optimizador con respecto al menos a una condición de operación de modo que la al menos una condición de operación se utiliza para optimizar en forma adicional al menos una configuración.
24. 24. El código de software de computadora tal como se describe en la reivindicación 23, caracterizado porque el sistema motorizado con diesel comprende un sistema de transporte de ferrocarril, y en donde la unidad de generación de potencia motorizada con diesel comprende al menos una locomotora energizada a través de al menos un motor de combustión interna de diesel.
25. 25. El código de software de computadora tal como se describe en la reivindicación 23, caracterizado porque el sistema motorizado con diesel comprende una embarcación marina, y en donde la unidad de generación de potencia motorizada con diesel comprende al menos un motor de combustión interna de diesel.
26. 26. El código de software de computadora tal como se describe en la reivindicación 23, caracterizado porque el sistema motorizado con diesel comprende un vehículo fuera de carretera, y en donde la unidad de generación de potencia motorizada con diesel comprende al menos un motor de combustión interna de diesel.
27. 27. El código de software de computadora tal como se describe en la reivindicación 23, caracterizado porque el sistema motorizado con diesel comprende una estación de generación de potencia estacionaria, y en donde la unidad de generación de potencia motorizada con diesel comprende al menos un motor de combustión interna de diesel.
28. 28. El código de software de computadora tal como se describe en la reivindicación 23, caracterizado porque el sistema motorizado con diesel comprende una red de estaciones de generación de potencia estacionaria, y en donde la unidad de generación de potencia motorizada con diesel comprende al menos un motor de combustión interna de diesel.
29. 29. El código de software de computadora tal como se describe en la reivindicación 23, caracterizado porque el módulo de software de computadora para convertir en forma adicional, comprende un módulo de software de computadora para operar al menos una salida de control de masa, un controlador de una locomotora de control remoto, un controlador de conducción de potencia distribuida, un módem utilizado en una línea de tren, un aparato de entrada análogo y un controlador mecánico para mover en forma autónoma un controlador de masa de modo que al menos un grupo de locomotora se opera y de acuerdo con al menos un nivel de potencia optimizado y una configuración de torsión optimizada.
30. 30. El código de software de computadora tal como se describe en la reivindicación 24, caracterizado porque el módulo de software de computadora para determinar al menos un configuración, el módulo de software de computadora para convertir al menos una configuración, el módulo se software de computadora para determinar al menos una condición de operación, y el módulo de software de computadora para comunicar a un optimizador al menos una condición de operación, se llevan a cabo cada uno en forma autónoma.
31. 31. El código de software de computadora tal como se describe en la reivindicación 23, caracterizado porque al menos uno de los módulos de software de computadora son proporcionados en un medio electrónico removible de modo que al menos uno de los módulos de software de computadora pueden ser programados en al menos un grupo de locomotoras que originalmente no tenía al menos uno de los módulos de software de computadora programados.