专利名称：响应意外制动管流体流状态的分布式动力列车操作的制作方法
技术领域：
本发明大体涉及机车控制领域，更具体地涉及响应意外制动管(brake pipe)流体流(fluid flow)状态对分布式动力列车中的远程机车的操作进行 控制。
背景技术：
分布式动力列车操作从本务机车(lead locomotive)和一个或多个远程 机车(remote locomotive )提供动力，该远程机车在列车组中远离本务机车。 本务机车和远程机车的每一个都包括用于控制制动操作的空气制动控制系统和用于通过通讯链路在本务和远程机车之间交换信息的通讯系统。制动管 与列车的每个机车和有轨车厢(rail car)流体互连，其中流体流的调制，诸 如制动管中的流体压力，通常用于指示所需的制动操作。制动的施加典型地 通过排空或减小制动管中的压力实现。然而，只在列车的本务机车处的制动 管排空需要将相应的制动管压力减小沿列车的长度传播，从而减慢在列车末 端附近的有轨车厢和远程机车处的制动施加。在分布式动力列车中，制动通 过在列车的本务和远程机车处都排空制动管而得以有效地实现，由此加快贯 穿列车的制动管排空和制动的施加。列车，无线牵引和制动命令典型地通过链路传递至每个远程单元，诸如当本 务机车处的列车操作员发出制动施加的命令时。例如，响应无线制动施加命 令，每个远程机车也排空制动管。类似地，在本务机车处开始的松开制动也 通过无线电线路传达，并且每个远程机车可通过松开制动和填充其制动管来 响应。如果无线电通讯变成在分布式列车中不可操作时，在表明有通讯损失之 前，通常分配例如45秒的预定时间,殳来尝试重新建立无线通讯。例如，经 历潜在的通讯损失的远程机车可以保持最后命令的牵引和/或制动条件，直到 最早的通讯被重新建立或直到该预定的时间段到期。如果时间段在通讯被重新建立之前到期，远程机车可实施操作的故障安全模式，诸如禁止远程机车 处的制动管填充或排空，和/或减小远程机车的牵引条件。在该时间段期间， 远程机车保持响应在远程机车处检测到的制动管流体流状态。例如，如果检测到制动管中的相对较小压降，远程机车可将压降分析为緩慢泄漏并尝试填 充制动管以使其回到其以前的压力。
唯一的附图是示例性系统的示意框图，该系统用于对分布式动力铁路列 车的远程机车的操作进行自动控制以使制动管的制动指示沿制动管传播。部件列表10系统12远程机车14制动管16控制器18制动控制系统20制动管阀22流体流量传感器24无线通讯系统26流体流量信号28通讯可操作性状态信号30节流控制系统32流体压力传感器34通讯链路36流体压力信号具体实施方式
本发明人已经在分布式动力列车中观察到，当上游远程机车检测到与最 后的无线电命令制动操作不一致的意外制动管流体流状态时，制动管流状态 不被传播至下游远程机车。例如，与命令最小行驶制动施加的本务机车对应 的制动管流体流命令可能被检测到制动管中的压降的第 一远程机车。第 一远程机车随后可能填充制动管以修正该泄漏量，导致沿制动管传播至下游远程机车的最小施加的压力波的中断(disruption)。因而，尽管本务机车发出最 d、行驶制动施加的指示，下游远程机车可能保持在牵引状态并且继续填充制 动管，这导致不期望的较长停止距离和列车力增加。因而，发明人开发了一 种创新的技术，用于响应意外制动管流体流而对分布式动力列车中的第 一远 程机车的操作进行控制，以使得制动管的制动指示沿制动管传播至下游第二 远程机车且减小了来自第一远程机车的制动管流体流干涉。唯一的附图是示例性系统10的示意框图，该系统用于对分布式动力列 车的远程机车12的操作进行自动控制以使制动管的制动指示沿制动管14传 播。有利地，系统10使制动管制动指示传播至下游远程机车且减小了来自 远程机车12的制动管流体流干涉。系统10可包括经由制动管阀20与制动 管14流体连通的制动控制系统18,其中，制动控制系统18控制在远程机车 12处的制动管流体流。制动管阀20可被操作以使远程机车12不能控制制动 管流，例如中断制动控制系统18和制动管14之间的流体连通。因而，制动 管阀20可被操作以阻止或允许在远程机车12处的制动管的填充和排空。系 统10还可包括通讯系统24,诸如无线通讯系统，用于经由通讯线路34接收 由本务机车发出的命令。在本发明的一方面中，系统10包括控制器16，该控制器接收来自流体 流量传感器22的流体流量信号26和/或接收来自流体压力传感器32的流体 压力信号36。流体流量传感器22监视制动管流体流的状态，譬如进入到远 程才几车12处的制动管14的流体流，并产生响应所^r测流体流状态的流体流 信号26。流体压力传感器32可监测制动管流体压力的状态，譬如在远程机 车12处的制动管14的流体压力，并产生响应所检测流体压力状态的流体压 力信号36。在本发明的实施例中，控制器16响应由流体流量信号26和/或流体压力 信号36指示的制动管流体流状态而控制制动管阀20的操作。控制器16可 采用任意在现有技术中已知的形式，例如模拟或数字微处理器或计算机，并 且，它可以集成到一个或多个控制器中或与其组合，该一个或多个控制器用 于与远程机车12的操作相关的其它功能。控制器16例如可响应流体流量信 号26或流体压力信号36而控制节流控制系统(throttle control system) 30 的操作。控制器16还可接收来自通讯系统24的通讯可操作性状态信号28，该信号指示无线线路是否是可用于与本务机车通讯来接收牵引和/或制动命令。控制器16可响应状态信号28来控制节流控制系统30和/或制动管阀20。 在本发明的一方面中，控制器16可被构造用于实施对远程机车的操作 进行控制的步骤，这些系统20、 30响应各种输入，诸如信号26、 28或36。 这些过程所需的步骤可实现为在硬件、软件和/或固件中控制器16可访问和 可执行的任何形式，并且该步骤可以储存在方便特定应用的任何媒介中。在 实施例中，控制器16可被构造用于识别在远程机车12处的与由本务机车发 出且最后被远程机车12接收的无线电制动命令不一致的制动管流体状态。 例如，如果最后接收的无线电命令指示松开制动，而当前流体流量信号26 和/或流体压力信号36指示制动管14中的压力降低，则控制器16识别出作 为制动管流体状态的该状态与最后的无线电命令不一致，或者将其识别为意 外制动管流体流状态。在识別出意外制动管流体流状态后，控制器16可被 构造用于使远程机车12不能控制制动管流。例如，代替如常规那样的等待 执行通讯可操作性;险查，在不用等待通讯检查的情况下，控制器16使远程 机车12不能对制动管14进行填充或排空，以使得意外制动流体流状态(其 可以是制动应用指示)没有干涉地传播至下游远程机车。在本发明的一方面， 禁用可以包括关闭远程机车的制动管阀20以防止远程机车12的制动控制系 统18对制动管14进行填充或排空。除了响应意外制动管流体流状态使远程 机车12不能控制制动管流之夕卜，控制器16可被构造为用于减小远程机车12 的牵引条件，诸如使远程机车12空转和/或使远程机车12不能响应由本务机 车发出的牵引控制无线电命令。例如，控制器16可命令节流控制系统将远 程机车12置于空转模式，以使得远程机车12不向列车提供动力。在远程机车12不能控制制动管流之后，控制器16还可被构造用于检查 与本务机车的通讯是否可操作，诸如通过监视由通讯系统24提供的通讯状 态信号28。如果通讯检查指示与本务机车的无线电通讯不可操作，控制器 16可被构造为减小远程机车12的牵引条件以使远程机车12空转和/或不能 响应由本务机车发出的牵引控制无线电命令。如果通讯检查指示与本务机车 的无线电通讯可操作，控制器16可被构造以继续允许远程机车12响应由本 务机车发出的牵引控制无线电命令。在另 一 实施例中，当通讯检查指示与本务机车的无线电通讯可操作时， 控制器16可被构造用于使远程机车12重新获得控制制动管流体流的能力，诸如通过打开制动管阀20以允许远程才几车12对制动管14进行填充和排空。 该步骤可在检测到意外流体流状态而远程机车12处于松开制动状态时被执 行。在另一方面，可在松开制动无线命令被远程机车接收和/或跟随有制动管 流体流中的预定制动管压升高(诸如大约每平方英尺三磅(psi))后，通过 控制器16实施控制制动管流的能力的重新获得。在另 一 实施例中，当检测到意外流体流状态且随后的通讯检查指示与本 务机车的无线电通讯可操作而远程机车12处于制动应用状态中时，控制器 16可被构造为继续允许第 一远程机车12响应由本务机车发出的无线牵引控 制无线电命令。此外，当无线松开制动命令在远程机车12处被接收时，控 制器16可使远程机车12重新获得控制制动管流的能力，诸如在检测到预定 制动管压升高之后。在又一实施例中，当4全测到意外制动管流体流状态而远程机车12处于 松开制动状态时，可通过控制器16实施适应性制动管阀控制方法。该方法 可以包括识别意外流体流状态和执行与本务机车的通讯检查。当通讯4企查指 示与本务机车的通讯损失，以及在远程机车处所检测的制动管压力降低到预 定水平以下预定时间时，可指示远程机车16使用其制动器，诸如实施最小 制动应用。在示例性实施例中，该预定水平可以是大约0.5psi,并且该预定 时间段可以是大约2秒。该方法进一步包括减小远程机车12的牵引条件， 诸如使机车12空转和/或使制动管控制禁用，譬如关闭远程机车12的制动管 阀20。在另一示例性实施例中，当在远程机车12处4企测到意外流体流之后而 通讯检查指示与本务机车的通讯损失时，该方法可以包括当所检测的意外制 动管压力保持在预定界限内预定时间时，减小第一远程机车12的牵引条件。 例如，该方法可在小于大约0.5psi的意外压降发生有大约2秒时^L实施。该 方法可进一步包括使远程机车不能控制制动管14中的流体流和/或使远程机 车12不能响应由本务机车发出的牵引和/或制动无线命令。基于前述说明，本发明可利用包括计算机软件、固件、硬件或者其任何 组合或子集(subset)的计算机编程或工程技术来实施，其中，技术效果是 使响应本务机车的制动操作的制动管制动指示沿制动管从第 一远程机车传 播至在第 一远程机车下游的第二远程机车。任何这样产生的具有计算机可读 代码工具的程序可在一个或多个计算机可读媒介中实现或设置，由此制造计算机程序产品，即，根据本发明的制品。计算机可读媒介例如可以是，固定(硬)驱动器(fixed (hard) drive )、软盘、光盘、磁带、诸如只读存储器(ROM ) 等这样的半导体存储器，或任何诸如互联网或其它通讯网络或链路这样的任 意的传输/接收媒介。包含计算机代码的制品可通过直接从一 个媒介执行代 码、通过从一个媒介向另一个媒介复制代码或通过在网络上传输代码而被制 造和/或使用。计算机科学领域中的技术人员将能容易地将所述产生的软件与适当的 通用或专用的计算机硬件(诸如微处理器)组合以产生实现本发明方法的计 算机系统或计算机子系统。用于制造、使用或销售本发明的设备可以是一个 或多个处理系统，包括^f旦不限于，中央处理单元(CPU)、内存(memory )、 存储装置(storage device )、通讯链路和装置、服务器、1/0装置、或者包括 实现本发明的软件、固件、硬件或其任意组合或其子集的一个或多个处理系 统的任意子组件。本发明的各个实施例在此被示出和描述，明显的是，这些实施例仅仅是 示例性的。可在不偏离本发明的情况下作出多种改变、变化和替代。例如， 在此所述的方法和系统可应用于任意传输系统，该传输系统包括通过流体制 动管和通讯系统互连的构件，该通讯系统用于在系统的控制构件和系统的祐: 控构件之间交换信息，诸如列车、带有挂车的拖车，等等。此外，通讯系统 可包括有线、无线、卫星、电子、红外等系统用于传输和接收包括制动命令 的命令。因而，本发明仅被所附权利要求的精神和范围所限定。
权利要求
1、一种响应本务机车的制动操作使制动管制动命令沿制动管从第一远程机车传播至在第一远程机车下游的第二远程机车的方法，在铁路列车中，其包括连接本务机车和多个远程机车的载流制动管，还包括用于被所述本务机车使用以向所述远程机车发出通讯系统命令的通讯系统，其中，所述本务机车和远程机车包括经由制动管阀与所述制动管流体连通的制动控制系统，其中，在所述本务和远程机车的每一个处的所述制动控制系统控制制动管流体流，所述方法包括识别在第一远程机车处的与由本务机车发出且最后被所述第一远程机车接收的通讯系统制动命令不一致的意外制动管流体流状态；使所述第一远程机车控制制动管流的能力禁用，以使得响应所述本务机车的制动操作的制动管制动命令沿制动管传播至第二远程机车，而来自所述第一远程机车的制动管流体流干涉减小。
2、 如权利要求1所述的方法，其中，所述禁用包括关闭所述第一远程 机车的制动管阀。
3、 如权利要求1所述的方法，还包括减小所述第一远程机车的牵引条件。
4、 如权利要求3所述的方法，其中，所述减小牵引条件包括将所述第 一远程机车的牵引条件设定至空转状态，以使得所述第一远程机车不向所述 列车提供动力。
5、 如权利要求3所述的方法，还包括使所述第一远程机车不能响应由 所述本务机车发出的牵引控制通讯系统命令。
6、 如权利要求3所述的方法，还包括在使所述第一远程机车控制制动 管流的能力禁用之后，在所述第一远程机车处执行与所述本务机车的通讯系 统通讯检查。
7、 如权利要求6所述的方法，还包括当所述通讯检查指示与所述本务 机车的通讯可操作时，在已预先禁止所述第 一远程机车响应牵引命令的时 候，继续允许所述第 一远程机车响应由所述本务机车发出的牵引控制通讯系 统命令。
8、 如权利要求6所述的方法，还包括当所述通讯检查指示与所述本务机车的通讯可操作时，在所述第一远程机车接收来自所述本务机车的松开制 动通讯系统命令之后，所述第 一远程机车重新获得控制制动管流的能力。
9、 如权利要求8所述的方法，其中，所述重新获得被推迟，直到所述 第一远程机车接收所述松开制动命令且所述第一远程机车检测到预定的制 动管压力升高之后。
10、 如权利要求6所述的方法，还包括当所述通讯;险查指示与所述本务 机车的通讯可操作，且当检测到所述意外流体流状态而所述第 一远程机车处 于制动应用状态时，继续允许所述第一远程机车响应由所述本务机车发出的 牵引控制通讯系统命令。
11、 如权利要求10所述的方法，还包括使所述第一远程机车重新获得 控制制动管流的能力。
12、 如权利要求6所迷的方法，还包括当所述通讯检查指示与所述本务 机车的通讯可操作，且当检测到所述意外流体流状态而所述第 一远程机车处 于制动应用状态时，在所述第一远程机车接收松开制动通讯系统命令之后， 使所述第 一远程机车重新获得控制制动管流的能力。
13 、 一种响应本务机车的制动操作使制动管制动命令沿制动管从第 一远 程机车传播至在第一远程机车下游的第二远程机车的方法，在铁路列车中，其包括连接本务机车和多个远程机车的载流制动管，还包括用于被所述本务 机车使用以向所述远程机车发出通讯系统命令的通讯系统，其中，所述本务 机车和远程机车包括经由制动管阀与所述制动管流体连通的制动控制系统， 其中，在所述本务和远程机车的每一个处的所述制动控制系统控制制动管流 体流，所述方法包括当第 一远程机车的制动器处于松开状态时，识别在所述第 一远程机车处 的与由本务机车发出且最后被所述第 一远程机车接收的通讯系统制动命令 不一致的制动管流状态；在所述第一远程机车处执行与所述本务才几车的通讯系统才全查；以及 当所述通讯检查指示与所述本务机车的通讯损失，且在所述远程机车处 所检测的制动管压力降低到预定水平之下预定时间时，应用所述第一远程机 车的制动器。
14、如权利要求13所述的方法，还包括使所述第一远程机车控制制动 管流的能力禁用，以使得响应所述本务机车的制动操作的制动管制动命令沿所述制动管传播至第二远程机车，而来自所述第一远程机车的制动管流体流 干涉减小。
15、 如权利要求14所述的方法，其中，所述禁用包括关闭所述第一远程机车的制动管阀。
16、 如权利要求13所述的方法，还包括减小所述第一远程机车的牵引 条件。
17、 如权利要求16所述的方法，其中，所述减小牵引条件包括将所述 机车的牵引条件设定至空转状态，以使得所述第 一机车不向所述列车提供动 力。
18、 如权利要求13所述的方法，还包括当在所述远程机车处所检测的 制动管压保持在预定界限内预定时间时，减小所述第 一远程机车的牵引条 件。
19、 如权利要求18所述的方法，还包括使所述第一远程机车控制制动 管流的能力禁用，以使得响应所述本务机车的制动操作的制动管制动命令沿 所述制动管传播至第二远程机车，而来自所述第 一远程机车的制动管流体流 干涉减小。
20、 一种用于响应本务机车的制动操作使制动管制动命令沿制动管从第一远程机车传播至在第 一远程机车下游的第二远程机车的系统，在铁路列车中，其包括连接本务机车和多个远程机车的载流制动管，还包括用于被所述 本务机车使用以向所述远程机车发出通讯系统命令的通讯系统，其中，在所述本务和远程机车的每一个都包括经由制动管阀与所述制动管流体连通的制动控制系统，其中，在所述本务和远程机车的每一个处的所述制动控制系统控制制动管流体流，所述系统包括在所述第一远程机车处的流体流状态传感器，用于检测在所述第一远程机车处的制动管中的流体流状态和用于提供表示所检测流体状态的流体流状态信号；制动管阀，可操作地用于使所述第 一远程机车不能控制制动管流体流状 态；以及控制器，用于响应所述流体流状态信号而操作所述制动管阀以使所述第 一远程机车不能控制制动管流体流状态，其中，该信号指示制动管制动命令, 从而所述制动管制动指示沿所述制动管传播至在所述第 一远程机车下游的第二远程机车，而来自所述第 一远程机车的制动管流体流干涉减小。
21、 如权利要求20所述的系统，其中，所述通讯系统提供状态信号， 该状态信号指示所述通讯系统到所述控制器的可操作性。
22、 如权利要求20所述的系统，其中，所述控制器进一步被构造用于 响应所述制动管制动命令而减小所述机车的牵引条件。
23、 如权利要求20所述的系统，其中，所述控制器进一步被构造用于 使所述第 一远程机车不能响应由所述本务机车响应所述制动管制动指示而 发出的牵引控制通讯系统命令。
24、 如权利要求20所述的系统，其中，所述控制器进一步被构造用于 操作所述制动管阀以在确定所述通讯系统的可操作性前禁用所述第 一远程 机车。
25、 如权利要求20所述的系统，其中，所述流体流状态传感器包括流 量传感器，该传感器提供表示所检测的制动管流体流量的流体流状态信号。
26、 如权利要求20所述的系统，其中，所述流体流状态传感器包括压 力传感器，该传感器提供表示所检测制动管流体压力的流体流状态信号。
27、 一种使制动管制动命令沿将运输系统的构件互连的载流制动管传播 的方法，该运输系统包括用于在所述系统的控制构件和所述系统的被控构件 之间交换信息的通讯系统，所述方法包括识别在运输系统第一被控构件处的与由所述运输系统控制构件发出的 通讯系统制动命令不 一致的意外制动管流体流状态；使所述第一被控构件控制制动管流的能力禁用，以使得由所述控制构件 发出的制动管制动命令沿制动管传播至所述运输系统的第二被控构件，而来 自所述第 一被控的制动管流体流干涉减小，其中该第二被控构件在所述第一 被控构件下游。
全文摘要
本发明公开了响应意外制动管流体流状态的分布式动力列车操作。一种使制动管制动命令沿将运输系统的构件互连的载流制动管(14)的方法，该运输系统包括用于在所述系统的控制构件和所述系统的被控构件之间交换信息的通讯系统(24)，所述方法包括识别在运输系统第一被控构件(例如12)处的与由所述运输系统控制构件发出的通讯系统制动命令不一致的意外制动管流体流状态。该方法还包括使所述第一被控构件控制制动管流的能力禁用，以使得由所述控制构件发出的制动管制动命令沿制动管传播至所述运输系统的第二被控构件，而来自所述第一远程机车的制动管流体流干涉减小，该第二被控构件在所述第一被控构件下游。
文档编号B60T13/66GK101410283SQ200780011112
公开日2009年4月15日 申请日期2007年3月28日 优先权日2006年4月4日
发明者尤金·A·史密斯 申请人:通用电气公司