[发明专利]分布式列车控制

说明书

背景技术

本发明大致涉及列车以及其它轨道车辆，更具体地说涉及用于列车的分布式控制的系统和方法。

列车车厢通常设有一种空气制动系统，其用于在互连车厢的“制动管”中的压力下降时对车厢应用制动，并在制动管中的压力上升时解除空气制动。制动管由机车中的压缩机进行加压。当需要制动时，机车中的制动阀通过孔而从制动管中排出空气。

这种空气制动系统可由一种被称为基于通信的列车控制(“CBTC”)或正向列车控制(“PTC”)的系统进行控制。在PTC系统中，速度限制、临时减速命令、运动授权以及其它条件都利用轨道上的电信号、转发器或无线传输而传送给列车驾驶室，从而可在驾驶室中直接显示该方面的信息。在美国专利No.5,533,695中描述了这种系统的一个示例。车载计算机扫描速度限制，并且如果前方需减速或停止，就基于当前速度、目标速度、轨道坡度和列车制动能力而计算制动距离或“制动曲线”。“目标速度”和所计算的“至目标的距离”可显示给列车工作人员。然后计算必须起动制动的距离和时间。在工作人员未能采取例如减速或制动的必须动作的情况下，车载计算机可通过至空气制动系统的被称为“罚阀”(penalty valve)的接口而应用自动的速度强制作用(即惩罚制动应用)。这种PTC系统是在假定制动控制仅由本务机车或动力单元，或通过位于列车前面的多个连接的动力单元来执行的条件下运转的。为了保证安全制动，当确定起动惩罚制动的点时，这种系统通常假定是保守的最坏情形的制动效率。

利用用于机车的分布式动力控制系统(后文中称为分布式动力系统或DP系统或简单称为DP)远程控制制动、节流和其它列车功能也是已知的，其中一个或多个远程机车(或形成远程机车的机车组)的操作通过无线电或有线通信系统而从列车的本务机车进行远程控制。这种基于无线电的DP系统可在商标名LOCOTROL下通过商业方式得到，并且在美国专利No.4,582,280中有所描述，其可使机车在连接到一起以形成机车组时在机车之间通信，或者当机车被一个或多个轨道车厢间隔开时在沿着列车长度的间隔的位置实现机车间的通信。

DP系统可提供更短的制动曲线，因为制动管被两个或更多制动控制器(例如阀孔)排气，并且减少了各个车厢至控制阀(孔)的制动管的平均路径长度。它们还可提供改进的加速度和/或牵引力。上述已知的DP系统是高度可靠的，但通常不被认为是“必不可少的”，即其通信协议不符合任何必须以防止故障方式来执行的针对安全关键的列车控制操作的专用标准。如果通信链路中断，性能可能降低。

发明内容

现有技术的这些和其它缺点可通过本发明来解决，本发明提供了一种用于容许分布在列车中的动力单元依赖于列车功能控制的方法和装置。

根据本发明的一个方面，提供了一种控制列车的方法，这种列车包括本务动力单元、至少一个远程动力单元和至少一个车厢。该方法包括：(a)利用通信信道将指令传输给远程动力单元，以便远程动力单元在未来某个时间对列车应用至少一个加速度；(b)利用远程动力单元接收指令；(c)利用通信信道从远程动力单元将远程动力单元配备成可执行该指令的确认传输给本务动力单元；和(d)计算方案(profile)，该方案描述了当列车在预定线路上行驶时将应用于列车的至少一个加速度。该计算至少部分地基于本务动力单元是否已经收到确认而确定。

根据本发明的另一方面，提供了一种控制列车的方法，这种列车包括本务动力单元、至少一个远程动力单元和至少一个车厢。该方法包括：(a)计算基线方案，该基线方案描述了列车在预定线路上行驶时将应用于列车的第一组加速度；(b)计算备选方案，该备选方案描述了当列车在预定线路上行驶时将应用于列车的第二组加速度；(c)在通信信道上将备选方案传输给远程动力单元；(d)利用远程动力单元接收备选方案；(e)在通信信道上将远程动力单元依照备选方案配备的确认从远程动力单元传输至本务动力单元；和(f)在没有来自远程动力单元的确认的情况下，选择基线方案用于供列车使用；和(g)在存在来自远程动力单元的确认的情况下，选择备选方案用于供列车使用。