在总体铁路网络安全系统下使用路旁信号来优化列车驾驶的制作方法
【技术领域】
[0001]所公开的实施例提供一种用于通过在遵从“列车自动防护”(ATP)系统的要求的同时使用路旁信令提供优化的列车驾驶策略来提高增强安全的能力的方法。
【背景技术】
[0002]各种传统列车防护系统已经在世界各地被开发，以提供用于确保人为故障的情况下的安全操作的铁路技术安装为目的。
[0003]积极列车控制(PTC)是指传统上已知的技术，其被设计用于防止列车与列车的碰撞、超速脱轨、由于列车的未授权入侵造成的对在其授权界限内工作的铁路工人的伤亡或损伤以及防止通过向左切换在错误位置中的列车移动。尽管PTC系统基于它们实施的自动的水平和功能、利用的系统体系架构和它们能够假设的列车控制的程度在复杂度和精密度上广泛地变化，但是PTC系统是一致的在于它们是利用计算机和无线电数据链路来完成PTC功能(例如监视和控制列车移动以提供提高的安全性)的基于处理器的信号和列车控制系统(参见联邦法规(CFR)部分236的标题49代码，子部分H)。
[0004]更具体地，PTC要求列车接收与其位置有关的信息并且在其处其被允许安全行进，即“移动授权”。列车上的仪器强制执行这些移动授权，由此防止不安全的移动。PTC系统常常使用全球定位系统(GPS)导航来跟踪列车移动或利用其他机制来计算其轨道位置。因此，PTC旨在提供列车分离或碰撞避免、线路速度强制执行、临时速度限制并确保铁路工人路旁安全。
[0005]然而，可以通过使用PTC来实现各种其他益处;例如，由PTC系统获得和分析的信息能够实现板上和板下系统以控制列车和组成机车增加燃气效率并执行机车诊断以改进维护。因为由PTC系统利用的数据被无线传输，所以其他应用也能够使用数据。
[0006]早期列车防护系统被称为“列车止动器”，其仍然由各大都市地铁系统使用。在这样的实施方式中，在每个信号旁边的是可移动的夹具，其在信号是红色时触摸通过列车上的阀门并打开制动线路，由此施加列车的紧急制动;在信号示出绿色时，夹具退开并且不阻止列车的操作。
[0007]其他系统包括Integra-Signum系统，其中列车仅仅在给定位置处受到影响，例如无论何时列车忽视红色信号，都施加紧急制动并且关闭机车的马达。额外地，这样的系统常常要求操作员确认示出停止或警告的远处信号(例如持续自动警告系统-CAWS);列车操作员未能对信号做出响应导致列车停止。这样的实施方式提供针对彼此跟随的列车的充分的制动距离;然而，这样的基于确认的系统不总是防止列车与路径交叉的车站中的意外事件，因为从红色信号到下一障碍物的距离可能对于列车而言太短而不能制动到停止。
[0008]较高级的系统(例如PZB或Indusi)提供点式机车信令和计算确定列车是否能够在下一红色信号之前停止的制动曲线并且在列车不能这样做时制动列车的列车防护系统。这个方法的一个缺点在于在信号已经切换成绿色时在信号之前防止列车的加速。为了克服该问题，诸如Linienzugbeeinf Iussung的一些系统允许额外的磁体被放置在远处信号与家庭信号之间，或者从信令系统到板上计算机的数据传输是连续的。
[0009]较新的传统PTC列车防护系统使用机车信令，其中列车持续地接收关于其到其他列车的相对位置的信息。在这样的系统中，列车上计算机处理器运行示出列车操作员他可以多么快地驾驶而非他依靠外部信号的软件。这种类型的系统常用于高速度列车，其中列车的速度使列车操作员难以读取外部信号，在远处信号与家庭信号之间的列车的长度或距离对于列车而言太短而不能制动。
【发明内容】
[0010]所公开的实施例提供一种方法，在该方法中列车防护系统的信号被捕获并由运行在列车上的列车控制和操作员辅助系统中的或可由列车上的列车控制和操作员辅助系统访问的一个或多个计算机处理器上的计算机算法分析以制定用于优化列车驾驶的命令和指令。结果，由根据所公开的实施例设计的列车上的列车控制和操作员辅助系统控制的列车没有违反总体列车防护系统的任何规则。
【附图说明】
[0011]详细描述具体引用附图，在附图中:
[0012]图1是列车系统的说明，其中路旁安全系统(例如列车自动防护系统)与列车和其板上智能交互。
[0013]图2示出了安全系统的速度轮廓和随后的实际列车速度轮廓，其中根据所公开的实施例来利用提供介入服务的时间的信号。
[0014]图3示出了执行的以基于由提供介入服务的时间的信号提供的数据来确定当前驾驶策略是否在安全界限内的操作。
[0015]图4示出了在根据所公开的实施例确定恰当的驾驶策略时如何利用速度目标位置和随后的目标速度。
[0016]图5示出了关于如何使用目标位置和速度以提供恰当的驾驶策略的该概念。
[0017]图6示出了能够用于提供所公开的实施例的设备的实施例。
【具体实施方式】
[0018]所公开的实施例提供一种用于在遵从包括积极列车控制(PTC)和“列车自动防护”(ATP)系统的这样的列车防护系统的要求的同时提供优化的列车驾驶策略的方法。应当理解，当前公开的实施例可以结合ATP系统和/或在全世界中使用的其他PTC系统来使用。因此，对ATP或PTC系统特征的任何引用仅仅是示范性的并且不限于当前所公开的实施例的利用。
[0019]所公开的实施例提供一种方法，在该方法中总体列车防护系统的信号由列车上的设备捕获并由运行在被提供在列车上的并且被包含在列车上的列车控制和操作员辅助系统(例如，由纽约Air Brake营销的在“LEADER”商标下的商用系统)中的一个或多个计算机处理器上的计算机算法分析。列车防护信号被分析并用于制定由列车上的列车控制和操作员辅助系统制定和输出的、用于优化的列车驾驶的命令和指令。结果，由根据所公开的实施例设计的列车上的列车控制和操作员辅助系统控制的列车没有违反总体列车防护系统的任何规则。
[0020]所公开的实施例可以被实施以在遵从“自动列车防护”(ATP)系统的要求的同时通过使用路旁信令提供优化的列车驾驶策略来增强安全性。因此，路旁信号由列车上的列车控制和操作员辅助系统捕获。
[0021]由总体安全系统使用的传统路旁信令系统用于控制列车速度并经由灯信令通过固态路旁设备来引导列车路线。然而，已经实施了要求经由例如PTC将这样的信号无线传输到列车的各种法规。更具体地，使用PTC，路旁天线系统可以用于将数据作为数字信号从传统设备(例如轨道电路、灯等)的各种工件传输到列车，并且更具体地传输到运行被提供有当前公开的实施例的功能的列车上的列车控制和操作员辅助系统的列车上的一个或多个机车。
[0022]因此，所公开的实施例提供知道来自路旁安全系统的数据、警告和方向的列车上的列车控制和操作员辅助系统，即使该信息也可以在视觉上被提供给列车操作员。
[0023]如果操纵员未能采取由总体安全系统建议的、指示的或要求的动作，则列车上的列车控制和操作员辅助系统能够强制执行确保安全的动作。额外地，通过使得列车上的列车控制和操作员辅助系统具有对指示来自路旁安全系统的数据、警告和方向的信息的访问，列车上的列车控制和操作员辅助系统能够在提供优化的列车驾驶方向时考虑该数据。
[0024]例如，如图1所示，在铁路系统100内，列车105可以在包括各种路线的轨道上行进。所公开的实施例利用使用天线系统110对信号的通信来捕获由路旁安全系统生成和维持的?目息O
[0025]由总体安全系统使用的传统路旁信令系统用于控制列车速度并经由灯信令通过固态路旁仪器来引导列车路线。然而，已经实施了要求经由例如PTC将这样的信号无线传输到列车的各种法规。更具体地，使用PTC，图1的