專利名稱：火車控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文描述的實施例涉及火車控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
自動火車運行(“ΑΤ0”)系統(tǒng)使用火車的動態(tài)特征數(shù)據(jù)作為模型參數(shù)來控制火車。一般來說，ATO的控制性能基于模型參數(shù)的精確性。ATO的性能可能會影響火車的停止位置精度，火車行駛時間精度和火車乘坐品質(zhì)。ATO系統(tǒng)使用的模型參數(shù)的開發(fā)需要瞬態(tài)響應(yīng)特征數(shù)據(jù)和穩(wěn)定加速度數(shù)據(jù)。瞬態(tài)響應(yīng)特征數(shù)據(jù)包括以下響應(yīng)何時開啟油門凹口(throttle notch)、何時將油門凹口切換到另一個凹口，和何時關(guān)閉油門凹口。穩(wěn)定加速度數(shù)據(jù)需要與火車的多個控制指令相對應(yīng)的數(shù)據(jù)。 模型參數(shù)能通過分析火車測試運行的結(jié)果來識別，以用于測量火車的動態(tài)特征。運行測試也可以稱為特征測試。運行測試可以通過讓駕駛員在限定的時間激活一系列的油門凹口命令來執(zhí)行。但是火車駕駛員或許不能準(zhǔn)確的執(zhí)行運行測試。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)一個實施例，公開了一種用于火車的火車控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括速度檢測單元，被配置為檢測所述火車的速度；位置檢測單元，被配置為檢測所述火車的位置信息；信號方式速度接收器，用于從所述火車外部接收信號方式速度信息；自動火車運行(ATO)單元，被配置為輸出第一油門凹口命令來在站臺之間驅(qū)動所述火車并將所述火車停止在目標(biāo)位置；規(guī)范凹口模式輸出單元，被配置為選擇性地輸出第二油門凹口控制命令。信號方式速度信息包括針對一位置的速度限制。所述第一輸出油門凹口命令至少部分基于所述信號方式速度信息。所述第二輸出的控制命令基于預(yù)定的凹口模式，其中所述規(guī)范凹口模式輸出單元被配置為當(dāng)所述火車處于指定位置范圍時，輸出所述第二油門凹口命令。所述火車控制系統(tǒng)包括輸出變化單元，被配置為接收所述第一油門凹口命令和所述第二油門凹口命令，選擇所述第一油門凹口命令和所述第二油門凹口命令中的一個，并將所述第一油門凹口命令和所述第二油門凹口命令中所選擇的一個輸出至驅(qū)動和制動控制設(shè)備。根據(jù)另一實施例，一種用于控制火車的運行的方法包括檢測所述火車的速度；檢測所述火車的位置信息；從所述火車外部接收信號方式速度信息；輸出第一油門凹口命令來在站臺之間驅(qū)動所述火車并將所述火車停止在目標(biāo)位置；至少部分基于位置信息來確定所述火車在站臺間的位置范圍；選擇性地輸出第二油門凹口控制命令；選擇所述第一油門凹口命令和所述第二油門凹口命令中的一個；將所述第一油門凹口命令和所述第二油門凹口命令中所選擇的一個輸出至驅(qū)動和制動控制設(shè)備。所述信號方式速度信息包括針對位置的速度限制。所述第一輸出油門凹口命令至少部分基于所述信號方式速度信息。所述第二輸出控制命令基于預(yù)定的凹口模式，其中所述規(guī)范凹口模式輸出單元被配置為當(dāng)所述火車處于指定位置范圍時，輸出所述第二油門凹口命令。
根據(jù)另一實施例，一種火車包括多個車輪，被配置為在軌道上行駛；一個或多個轉(zhuǎn)矩發(fā)電機(jī)，用來驅(qū)動所述車輪；速度檢測單元，被配置為檢測所述火車的速度；位置檢測單元，被配置為檢測所述火車的位置信息；信號方式速度接收器，用于從所述火車外部接收信號方式速度信息；自動火車運行(ATO);規(guī)范凹口模式輸出單元；以及輸出變化單元。所述信號方式速度信息包括針對一位置的速度限制。所述自動火車運行(ATO)單元被配置為輸出第一油門凹口命令來在站臺之間驅(qū)動所述火車并將所述火車停止在目標(biāo)位置，其中所述第一輸出油門凹口命令至少部分基于所述信號方式速度信息。所述規(guī)范凹口模式輸出單元被配置為選擇性地輸出第二油門凹口控制命令，其中所述第二輸出控制命令基于預(yù)定的凹口模式，其中所述規(guī)范凹口模式輸出單元被配置為當(dāng)所述火車處于指定位置范圍時，輸出所述第二油門凹口命令。輸出變化單元被配置為接收所述第一油門凹口命令和所述第二油門凹口命令，選擇所述第一油門凹口命令和所述第二油門凹口命令中的一個，將所述第一油門凹口命令和所述第二油門凹口命令中所選擇的一個輸出至驅(qū)動和制動控制設(shè)備。在閱讀以下針對示例性實施例的描述后，本公開的特征和優(yōu)點對于本領(lǐng)域技術(shù)人 員而目將是顯而易見的。


圖I示出了根據(jù)第一實施例的火車控制器。圖2示出了火車控制器的操作。圖3示出了通過根據(jù)本公開的火車控制器進(jìn)行的自動操作和手動操作方法、根據(jù)規(guī)范凹口模式輸出的凹口的時間變化。圖4示出了通過本公開的火車控制器進(jìn)行的自動操作和手動操作方法可獲得的、凹口的設(shè)置加速度特征的示例。圖5示出了通過第一實施例的火車控制器進(jìn)行的自動操作和手動操作方法可獲得的、在凹口命令輸入后加速度的響應(yīng)特征的示例。圖6示出了根據(jù)第二實施例的火車控制器。圖7示出了根據(jù)第三實施例的火車控制器。圖8示出了根據(jù)第四實施例的火車控制器。
具體實施例方式以下參考附圖來解釋各個實施例。貫穿這些實施例，相同的結(jié)構(gòu)附有相同的標(biāo)號，并且不重復(fù)對其進(jìn)行多余的解釋。每張圖都是用于說明這些實施例以幫助對其的理解的示意圖。在每張圖中，形狀、尺寸、比例等中的一些可以與實際裝置不同。必要時，考慮到下面的解釋和已知的技術(shù)，這些可能在設(shè)計中有所變化。
參考圖I來詳細(xì)描述第一示例性實施例，其中圖I示出了第一示例性火車控制器10。在圖I中，火車I運行在軌道9上。火車I包括火車控制器10、驅(qū)動和制動控制設(shè)備20、轉(zhuǎn)矩發(fā)電機(jī)(TG)30、車輪40、拾波線圈50，和接收器60。在某些示例性實施例中，TG 30是直流電動機(jī)。示例性火車控制器10包括速度檢測單元101、位置檢測單元102、存儲單元103、 ATC設(shè)備104、自動火車運行(”AT0”)105、規(guī)范凹口模式輸出單元106，和輸出變化單元107。
一個示例性速度檢測單元101對TG 30的脈沖數(shù)量進(jìn)行計數(shù)。速度檢測單元101可以根據(jù)車輪40的周長和TG 30的齒數(shù)確定火車速度。在其他的示例性實現(xiàn)中，火車I可以使用脈沖發(fā)電機(jī)代替TG 30。一個示例性位置檢測單元102通過結(jié)合脈沖數(shù)和TG 30的火車速度來計算火車行駛距離。在某些示例性實施例中，位置檢測單元102基于拾波線圈50從地面感應(yīng)器91接收到的位置信息，來修正由位置檢測單元102確定的位置。一般來說，存儲單元103作為不同信息的保持機(jī)構(gòu)運行。在一個示例性實現(xiàn)中，存儲單元103存儲路線信息、指定位置范圍信息、規(guī)范凹口模式數(shù)據(jù)和速度限制信息。在某些實現(xiàn)中，路線信息包括沿著該路線的位置的坡度數(shù)據(jù)和曲線數(shù)據(jù)。坡度數(shù)據(jù)是描述火車I運行所在的相應(yīng)位置的地面坡度的數(shù)據(jù)。曲線數(shù)據(jù)描述火車I運行所在的相應(yīng)位置的軌道曲線。指定位置范圍數(shù)據(jù)描述沿當(dāng)前路線的行駛段以與模型參數(shù)相關(guān)聯(lián)。規(guī)范凹口模式數(shù)據(jù)描述了在當(dāng)前段中對應(yīng)位置處輸出的火車引擎油門設(shè)置(也稱為凹口設(shè)置)。速度限制信息是關(guān)于火車I在相應(yīng)位置范圍內(nèi)的位置的速度限制的信息。示例性ATC設(shè)備104位于火車I上。ATC設(shè)備104通過接收器60從中央ATC設(shè)備(沒有示出)接收經(jīng)由軌道9傳輸?shù)男盘柗绞剿俣刃畔?signal aspect speed information)。 在某些示例性實施例中，信號方式速度信息包括火車I位于的軌道段的對火車I的速度限制。在某些示例性實施例中，ATC設(shè)備104可以進(jìn)一步包括獨立的速度檢測單元(未示出)，所述獨立的速度檢測單元獲取目前火車的速度信息。在某些實施例中，ATC 104將信號方式速度信息與從獨立的速度檢測單元獲取的火車速度信息相比較。在其他示例性實施例中，ATC設(shè)備104從速度檢測單元101獲取火車速度信息，并將該速度信息與來自信號方式速度信息的速度限制相比較。在某些示例性實現(xiàn)中，當(dāng)火車速度高于來自信號方式速度信息的速度限制時，ATC 104輸出制動命令給驅(qū)動和制動控制設(shè)備20。在某些示例性實施例中，ATO設(shè)備105從ATC 104接收信號方式速度信息。在其他示例性實施例中，ATO設(shè)備105接收信號方式速度信息。根據(jù)信號方式速度信息，ATO設(shè)備105輸出動力運行命令和制動命令給驅(qū)動和制動控制設(shè)備20。ATO設(shè)備105接收火車I當(dāng)前位置的坡度數(shù)據(jù)和曲線數(shù)據(jù)。在某些實現(xiàn)中，坡度數(shù)據(jù)和曲線數(shù)據(jù)從存儲單元103中獲取?；趶乃俣葯z測單元101獲得的火車速度信息、可以從位置檢測單元102獲得的位置信息和距當(dāng)前路線起點的距離，ATO設(shè)備105選擇獲取哪個坡度數(shù)據(jù)和曲線數(shù)據(jù)。距當(dāng)前路線起點的距離可以稱為遷移長度信息。在這個實施例中，ATO設(shè)備105用作當(dāng)前位置的坡度數(shù)據(jù)(可以指示坡度阻力)或曲線數(shù)據(jù)(可以指示曲線阻力)的獲取單元。在某些示例性實施例中，ATO設(shè)備105計算油門凹口命令，以使得火車I將以低于信號方式速度信息中指定的此位置的速度限制的速度來行駛。根據(jù)停止位置信息(在某些示例性實現(xiàn)中，存儲在存儲單元103)和距路線終點的當(dāng)前距離(在某些實現(xiàn)中從地面感應(yīng)器91中獲取)，ATO設(shè)備105計算油門凹口命令，以使得火車I可以停止在停止目標(biāo)位置。ATO設(shè)備105輸出計算的油門凹口命令給輸出變化單元107。在這樣的實現(xiàn)中，ATO設(shè)備用作凹口命令的輸出單元，所述凹口命令可稱為第一控制命令。在某些實現(xiàn)中，規(guī)范凹口模式輸出單元106接收來自速度檢測單元101的火車速度信息，來自位置檢測單元102的位置信息，和移動的距離信息。規(guī)范凹口模式輸出單元106從存儲單元103中讀取指定位置范圍數(shù)據(jù)和規(guī)范凹口模式數(shù)據(jù)。規(guī)范凹口模式輸出單元106基于當(dāng)前位置信息、從當(dāng)前路線起點行駛的距離和指定位置范圍數(shù)據(jù)，確定當(dāng)前位置是否處于指定位置范圍內(nèi)。當(dāng)火車I處于指定位置范圍時，規(guī)范凹口模式輸出單元106將從規(guī)范凹口模式數(shù)據(jù)中讀取的凹口命令(也可以稱為第二控制命令)輸出至輸出變化單元 107。輸出變化單元107從規(guī)范凹口模式輸出單元106和自動火車運行單元105中接收油門凹口命令。如果火車I處于指定位置范圍并且凹口模式輸出單元106正在輸出有效的油門凹口命令，則輸出變化單元107將來自規(guī)范凹口模式輸出單元106的油門凹口命令發(fā)送至驅(qū)動和制動控制設(shè)備20。換句話說，在某些實現(xiàn)中，在規(guī)范凹口模式輸出單元106的凹口命令的輸出期間，輸出變化單元107向規(guī)范凹口模式輸出單元106的凹口命令授予優(yōu)先級。如果火車I不在指定位置范圍內(nèi)或如果規(guī)范凹口模式輸出單元106沒有正在輸出油門凹口命令，則輸出變化單元將來自ATO單元105的油門凹口命令輸出至驅(qū)動和制動控制設(shè)備20。在某些實現(xiàn)中，輸出變化單元107確定來自凹口模式輸出單元106的油門凹口命令如果是無效的油門凹口命令，則輸出變化單元107將來自ATO單元105的油門凹口命令輸出至驅(qū)動和制動控制設(shè)備20。在這種情況下，輸出變化單元107可以設(shè)置標(biāo)記來指示凹口模式輸出單元106已經(jīng)輸出了無效值。如果在這種情況下凹口模式輸出單元106隨后又輸 出了有效的油門凹口命令，則輸出變化單元107可以輸出來自凹口模式輸出單元106的該有效的油門凹口命令，并且不設(shè)置表示來自凹口模式輸出單元106的輸出是無效的標(biāo)記。根據(jù)來自ATC設(shè)備104的制動命令或來自輸出變化單元107的動力運行和制動命令，驅(qū)動和制動控制設(shè)備20驅(qū)動和制動車輪40。通過由驅(qū)動和制動控制設(shè)備30控制的車輪40的驅(qū)動或制動來使火車I在軌道9上運動。圖2示出了火車I在站臺A和B之間的運動。定義的指定位置范圍位于站臺A和B之間。起初，火車I根據(jù)ATO設(shè)備105的凹口命令離開站臺A。在一個實施例中，火車I以信號方式速度通過自動運行而移動，直至到達(dá)指定位置范圍，該指定位置范圍在圖2中以雙向影線指示。從接近指定位置范圍端的固定距離到指定位置范圍的起始位置，ATO設(shè)備105設(shè)備從存儲單元103讀取速度限制信息并建立虛擬速度限制。該虛擬速度限制是從存儲單元103讀取、由余量速度(margin speed)修改的速度限制,用來在指定位置范圍激活制動。ATO設(shè)備105輸出油門凹口命令，以使得火車I的速度低于虛擬速度限制。從站臺起點到指定位置范圍，規(guī)范凹口模式輸出單元106已將凹口命令設(shè)置為無效值。ATO設(shè)備105在建立火車I的虛擬速度限制，并且能夠建立規(guī)范凹口模式的起始速度。因為ATO設(shè)備105將規(guī)范油門凹口模式的起始速度設(shè)置為不同的值，所以研究者可以根據(jù)起始速度得到不同的數(shù)據(jù)。當(dāng)火車I移動到指定位置范圍時，根據(jù)從存儲單元103讀取的規(guī)范凹口模式，規(guī)范凹口模式輸出單元106將輸出凹口命令至輸出變化單元107。在移動進(jìn)入指定位置范圍后，規(guī)范凹口模式輸出單元106設(shè)置凹口命令為有效值。輸出變化單元107將來自規(guī)范凹口模式輸出單元106的油門凹口命令發(fā)送至驅(qū)動和制動控制設(shè)備20。規(guī)范凹口模式輸出單元106輸出的規(guī)范凹口模式包括了下面示出的凹口模式。針對圖2示出的范圍的示例性油門凹口模式包括油門保持穩(wěn)定的部分、油門增加的部分、油門減少的部分和油門被徹底關(guān)閉并隨后重新開啟的部分。當(dāng)火車I根據(jù)這些凹口模式移動時，記錄器103記錄凹口的設(shè)置加速度特征，凹口被上移或下移時的加速度滯后，關(guān)于凹口被置入時、凹口切換時或者凹口切斷(cut)時的瞬態(tài)響應(yīng)特征的數(shù)據(jù)。在某些示例性實現(xiàn)中，記錄器103是用于測量的計算機(jī)。記錄器103接收建立火車I的動態(tài)特征的模型參數(shù)所需的凹口命令數(shù)據(jù)和速度數(shù)據(jù)。因為當(dāng)速度數(shù)據(jù)有差異時，加速度數(shù)據(jù)能夠被計算出來，所以凹口和加速度之間的關(guān)系能夠被分析并且模型參數(shù)能被識別。在某些實現(xiàn)中，在分析數(shù)據(jù)時對參數(shù)的識別用計算機(jī)來執(zhí)行，以供手動分析。在其他的實現(xiàn)中，識別由分析工具來執(zhí)行。在某些實現(xiàn)中，模型參數(shù)通過安裝在汽車上的模型參數(shù)識別單元來識別，它能夠符合基于凹口命令數(shù)據(jù)和速度數(shù)據(jù)的基本形狀的模型。加速度可以由ATO設(shè)備105計算并可以被記錄。在某些實現(xiàn)中，除了凹口命令數(shù)據(jù)和速度數(shù)據(jù)之外，位置數(shù)據(jù)也能被記錄，從而使得實現(xiàn)更精確的模型參數(shù)的識別。在某些實現(xiàn)中，基于位置數(shù)據(jù)、坡度數(shù)據(jù)和曲線數(shù)據(jù)，來計算由于坡度阻力或曲線阻力造成的加速度變化。通過從這個加速度中減去從速度數(shù)據(jù)計算得到的加速度，確定由 坡度阻力或曲線阻力造成的加速度變化成為可能。在某些實現(xiàn)中，ATO設(shè)備105根據(jù)當(dāng)前位置相應(yīng)的坡度數(shù)據(jù)和曲線數(shù)據(jù)來修正加速度。ATO設(shè)備105還可以記錄修正的加速度數(shù)據(jù)。加速度可以被修正來說明當(dāng)前位置的坡度阻力和曲線阻力。在這種情況下，獲得這樣的加速度數(shù)據(jù)，所述加速度數(shù)據(jù)可被視為當(dāng)火車I在不受坡度或曲線影響的水平面直線運行時的數(shù)據(jù)。如果對加速度數(shù)據(jù)的該調(diào)整被執(zhí)行，則火車I的動態(tài)特征的模型參數(shù)將更加精確。在某些實現(xiàn)中，規(guī)范凹口模式輸出單元106使火車從指定位置范圍的起始點開始滑行一段固定時間。在某些實現(xiàn)中，規(guī)范凹口模式輸出單元106在該范圍的前半程輸出制動，而在范圍的第二個半程可以輸出動力運行的規(guī)范凹口模式。在這種情況下，即使在規(guī)范凹口模式輸出單兀106正在輸出規(guī)范凹口模式的同時火車I正在行駛，超過信號方式速度的可能性也被減小?；疖嚳刂破?0可以關(guān)于測試發(fā)表聲明。在這種情況下，對火車I突然減速和加速的擔(dān)心可以減少。在火車I到達(dá)指定位置范圍的終點后，規(guī)范凹口模式輸出單元106將設(shè)置凹口命令為無效值。在一種實現(xiàn)中，來自凹口模式輸出單元106的最后的規(guī)范油門凹口模式松開制動，并在保證足夠的滑行時間來設(shè)置加速度后，規(guī)范凹口模式輸出單元106開始輸出油門凹口模式的無效值。一旦凹口模式輸出單兀106完成了其模式并開始輸出無效輸出，輸出變化單元107恢復(fù)將來自ATO設(shè)備105的油門凹口命令發(fā)送至驅(qū)動和制動控制設(shè)備20。ATO設(shè)備105輸出油門凹口命令，以使得火車將以作為被余量速度修改為較低的信號方式速度的速度而行駛。在某些實現(xiàn)中，火車I嘗試在沒有超過信號方式速度的情況下從由運行規(guī)范凹口模式輸出106而引起的延遲中恢復(fù)。當(dāng)火車I到達(dá)目標(biāo)站臺時，ATO設(shè)備105將通過例如使用火車自動停止控制器(TASC)，來控制火車I停止在站臺B。在某些實現(xiàn)中，ATO設(shè)備105被配置為僅執(zhí)行符合信號方式速度的行駛控制。在這樣的實現(xiàn)中，駕駛員可以用手動介入方式控制火車I停止在站臺B。圖3是規(guī)范凹口模式輸出單元106的凹口命令輸出和手動處理的凹口命令輸出之間的示例性不同。圖3示出了當(dāng)要根據(jù)規(guī)范凹口模式輸出凹口命令時，輸入到驅(qū)動和制動控制設(shè)備20的凹口命令的時間變化的示例。圖3 (a)示出了來自凹口模式輸出單元106的油門凹口模式，它自動生成油門凹口命令。因為規(guī)范凹口模式輸出單元106的精確輸出，所以獲得了以階躍形狀變化的指定的凹口模式和階躍響應(yīng)數(shù)據(jù)。另一方面，圖3(b)是由駕駛員手動產(chǎn)生的示例性油門凹口命令的圖。當(dāng)駕駛員輸入以階躍形狀變化的指定的凹口模式時，駕駛員有時可能輸入(非期望的)中間凹口，或者駕駛員可能越過了凹口而不得不將其返回到正確位置，這可能使凹口功能未被獲取。圖4和5示出了在火車處于自動運行和火車處于手動運行之間火車動態(tài)特征的不同。圖4示出了每個凹口加速度的靜態(tài)特征(在設(shè)置時的特征)。圖4(a)示出了自動運行期間針對發(fā)動機(jī)設(shè)置的靜態(tài)特征的示例。圖4(b)示出了對于手動運行針對發(fā)動機(jī)設(shè)置的靜態(tài)特征的示例。在這個示例中，自動運行期間的靜態(tài)特征有多個凹口階段并且是固定的，這不同于手動運行的方法期間的靜態(tài)特征(其是不固定的)。圖5示出了響應(yīng)于凹口命令變化的加速度的瞬態(tài)響應(yīng)特征。圖5(a)示出了凹口命令對于時間的變化。圖5(b)示出了對于在自動運行下的火車針對發(fā)動機(jī)設(shè)置的瞬態(tài)響應(yīng)特征的示例。另一方面，圖5(c)示出了對于在手動運行下的火車針對發(fā)動機(jī)設(shè)置的瞬態(tài) 響應(yīng)特征的示例。在火車處于自動控制下時，凹口命令變化和加速度的相應(yīng)增長之間的延
遲更小。如圖4和5所示，靜態(tài)特征和相對于時間的加速度瞬態(tài)響應(yīng)特征在自動運行和手動運行之間是不同的。因為ATO設(shè)備105根據(jù)動態(tài)特征的模型參數(shù)來執(zhí)行，所以通過自動運行而不是手動運行來獲得用來建立動態(tài)特征的模型參數(shù)的數(shù)據(jù)是有用的。ATO設(shè)備105的運行的不精確性可能被手動運行獲取的靜態(tài)特征之間的差異而引入?；疖嚳刂葡到y(tǒng)的第二示例性實施例示出在圖6中。測量計算機(jī)70被連接到火車控制器10。在一個示例性實施例中，測量計算機(jī)70存儲指定位置范圍數(shù)據(jù)、規(guī)范油門凹口模式數(shù)據(jù)和速度限制信息。在一個示例性實施例中，測量計算機(jī)70輸出指定位置范圍數(shù)據(jù)和規(guī)范油門凹口模式數(shù)據(jù)至規(guī)范凹口模式輸出單元106。測量計算機(jī)70輸出速度限制信息至ATO設(shè)備105。測量計算機(jī)70從位置檢測單元102接收火車速度信息、位置信息，并從速度檢測單元101接收移動距離信息。因此，測量計算機(jī)70能獲取數(shù)據(jù)來識別靜態(tài)特征和瞬態(tài)響應(yīng)特征的模型參數(shù)。在一個示例性實施例中，在當(dāng)前位置處于指定位置范圍時，計算機(jī)70可以向規(guī)范凹口模式輸出單元106進(jìn)行指示。計算機(jī)70可以基于例如位置檢測單元102的輸出，來確定當(dāng)前位置處于指定位置范圍?；疖嚳刂葡到y(tǒng)的第三示例性實施例示出在圖7中。有效或無效變化單元108被連接在規(guī)范凹口模式輸出單元106和輸出變化單元107之間。有效或無效變化單元108使凹口模式輸出單元106交替地產(chǎn)生有效的或無效的油門凹口命令。在一個示例性實施例中，當(dāng)測試運行開始特征測試時，特征測試的實施者將有效或無效變化單元108設(shè)置為“有效的”。在某些示例性實施例中，測試實施者可以是駕駛員或其他人。當(dāng)其有效時，有效或無效切換單元108使其能夠輸出規(guī)范凹口模式輸出單元106的有效輸出。在某些示例性實施例中，當(dāng)諸如測量計算機(jī)70這樣的記錄器被連接到火車控制器10時，將有效或無效變化單元108設(shè)置為“有效的”。在這樣的實施例中，在諸如測量計算機(jī)70這樣的記錄器沒有連接到火車控制器時，即使在特征測試的測試運行結(jié)束時，特征測試實施者無法將有效或無效變化單元108從“有效的”切換為“無效的”，有效或無效變化單元108也不會輸出來自規(guī)范凹口模式輸出單元106的規(guī)范凹口模式。在某些實施例中，有效或無效變化單元108能夠防止規(guī)范凹口模式輸出單元106的功能影響通常的ATO功能。在某些示例性實施例中，有效或無效變化單元108可以包含在火車控制器10中?；疖嚳刂葡到y(tǒng)的第四示例性實施例示出在圖8中?；疖嚳刂破?0包括第一 CPU100和第二 CPU 200。第一 CPU 100 (控制部分)包括速度檢測單元1001、位置檢測單元1002、存儲單元1003和ATO設(shè)備1005。速度檢測單元1001、位置檢測單元1002、存儲單元1003和ATO設(shè)備1005分別與速度檢測單元101、位置檢測單元102、存儲單元103和ATO設(shè)備105有相同構(gòu)成，在此省略了它們的解釋。第二 CPU (控制部分)200包括速度檢測單元101、位置檢測單元102、存儲單元103、ATO設(shè)備105、規(guī)范凹口模式輸出單元106和輸出變化單元107。就是說，火車控制器10包括兩個含有ATO設(shè)備的功能的CPU。第一 CPU 100具有這樣的功能，其輸出凹口命令，使得按信號方式速度移動來運行并通常停止在站臺的規(guī)定位置。第二 CPU 200通常不僅有用于運行的凹口命令輸出，還有在運行測試期間輸出規(guī)范凹口模式的功能。有效或無效變化單元109在第一 CPU 100的ATO設(shè)備1005和第二 CPU 200的輸 出變化單元107之間。有效或無效變化單元109是開關(guān)，用來設(shè)置第一 CPU 100和第二 CPU200中之一的凹口命令是否被驗證。基于哪個凹口命令是有效的，有效或無效變化單元109將輸出的凹口命令發(fā)送到驅(qū)動和制動控制單元20。在某些示例性實施例中，當(dāng)諸如測量計算機(jī)70這樣的記錄器被連接到火車控制器時，有效或無效變化單元109驗證來自第二 CPU 200的輸出。在這種情況下，有效或無效變化單元109賦予第二 CPU 200的凹口命令優(yōu)先級。有效或無效變化單元109作為凹口命令的輸出變化單元來運行。當(dāng)諸如測量計算機(jī)70這樣的記錄器沒有連接到火車控制器時，即使在特征測試的測試運行結(jié)束時，特征測試實施者忘記了使第二 CPU 200無效，有效或無效變化單元109也不會輸出來自第二 CPU 200的規(guī)范凹口模式。就是說，第二 CPU 200包含的規(guī)范凹口模式輸出功能不會影響正常的自動運行功能。根據(jù)上面描述的火車控制器的實施例，能夠獲取更準(zhǔn)確的階躍響應(yīng)數(shù)據(jù)，而不對駕駛員造成手動執(zhí)行運行測試的負(fù)擔(dān)。因此，識別關(guān)于火車I的準(zhǔn)確動態(tài)特征模型參數(shù)變?yōu)榭赡堋ｋm然已經(jīng)描述了一種車輛駕駛系統(tǒng)的某些實施例，但是這些實施例僅用示例方式來給出，并且不意圖限制本公開的范圍。實際上，本文描述的新穎的系統(tǒng)可以用各種其他形式來實現(xiàn)；此外，在不偏離本公開精神的情況下，可以對本文描述的系統(tǒng)的形式進(jìn)行各種省略、替換和變更。所附的權(quán)利要求和其等同物意圖覆蓋落入本公開范圍和精神之內(nèi)的這些形式或修改。
權(quán)利要求
1.一種用于火車的火車控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括 速度檢測單元，被配置為檢測所述火車的速度； 位置檢測單元，被配置為檢測所述火車的位置信息； 信號方式速度接收器，用于從所述火車外部接收信號方式速度信息，其中所述信號方式速度信息包括針對一位置的速度限制； 自動火車運行(ATO)單元，被配置為輸出第一油門凹口命令來在站臺之間驅(qū)動所述火車并使所述火車停止在目標(biāo)位置，其中所述第一輸出油門凹口命令至少部分基于所述信號方式速度信息； 規(guī)范凹口模式輸出單元，被配置為選擇性地輸出第二油門凹口控制命令，其中所述第二輸出控制命令基于預(yù)定的凹口模式，其中所述規(guī)范凹口模式輸出單元被配置為當(dāng)所述火 車處于指定位置范圍時，輸出所述第二油門凹口命令；和 輸出變化單元，被配置為 接收所述第一油門凹口命令和所述第二油門凹口命令； 選擇所述第一油門凹口命令和所述第二油門凹口命令中的一個； 將所述第一油門凹口命令和所述第二油門凹口命令中所選擇的一 個輸出至驅(qū)動和制動控制設(shè)備。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的火車控制系統(tǒng)，其中由所述規(guī)范凹口模式輸出來輸出的所述預(yù)定的凹口模式用于確定火車模型參數(shù)，所述火車模型參數(shù)包括瞬態(tài)響應(yīng)特征數(shù)據(jù)和穩(wěn)定加速度數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的火車控制系統(tǒng)，其中所述ATO單元被進(jìn)一步配置為至少部分基于一個或多個火車模型參數(shù)來輸出所述第一油門凹口命令。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的火車控制系統(tǒng)，進(jìn)一步包括 存儲單元，被配置為存儲所述火車模型參數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的火車控制系統(tǒng)，其中所述存儲單元進(jìn)一步存儲針對沿所述火車的路線的位置的坡度和曲線數(shù)據(jù)，并且其中，所述ATO至少部分基于與所述火車的位置相對應(yīng)的坡度和曲線數(shù)據(jù)來確定所述第一油門凹口命令。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的火車控制系統(tǒng)，其中配置的所述規(guī)范凹口模式輸出單元被進(jìn)一步配置為當(dāng)所述火車處于所述指定位置范圍之外時，輸出無效的第二凹口模式輸出，并且其中，所述規(guī)范凹口模式輸出單元被配置為當(dāng)所述第二輸出凹口模式有效時，選擇所述第二輸出凹口模式輸出。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的火車控制系統(tǒng)，進(jìn)一步包括 記錄器，被配置為當(dāng)所述火車被所述規(guī)范凹口模式輸出單元控制時，記錄加速度數(shù)據(jù)；和 計算單元，被配置為至少部分基于所述加速度數(shù)據(jù)來確定所述火車模型參數(shù)。
8.一種用于控制火車的運行的方法，所述方法包括 檢測所述火車的速度； 檢測所述火車的位置信息； 從所述火車外部接收信號方式速度信息，其中所述信號方式速度信息包括針對一位置的速度限制；輸出第一油門凹口命令來在站臺之間驅(qū)動所述火車,并使所述火車停止在目標(biāo)位置，其中所述第一輸出油門凹口命令至少部分基于所述信號方式速度信息； 至少部分基于位置信息來確定站臺之間的所述火車的位置范圍； 選擇性地輸出第二油門凹口控制命令，其中所述第二輸出控制命令基于預(yù)定的凹口模式，其中規(guī)范凹口模式輸出單元被配置為當(dāng)所述火車處于指定位置范圍時，輸出所述第二油門凹口命令；以及 選擇所述第一油門凹口命令和所述第二油門凹口命令中的一個； 將所述第一油門凹口命令和所述第二油門凹口命令中所選擇的一個輸出至驅(qū)動和制動控制設(shè)備。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中由所述規(guī)范凹口模式輸出來輸出的所述預(yù)定的凹口模式用于確定火車模型參數(shù)，所述火車模型參數(shù)包括瞬態(tài)響應(yīng)特征數(shù)據(jù)和穩(wěn)定加速度數(shù)據(jù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，進(jìn)一步包括 至少部分基于一個或多個火車模型參數(shù)來確定所述第一油門凹口命令。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，進(jìn)一步包括 在存儲器中存儲所述火車模型參數(shù)； 在存儲器中存儲針對沿所述火車的路線的位置的坡度和曲線數(shù)據(jù)；并且其中，確定所述第一油門凹口命令進(jìn)一步至少部分基于與所述火車的位置相對應(yīng)的坡度和曲線數(shù)據(jù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，進(jìn)一步包括 當(dāng)所述火車在所述指定位置范圍之外時，輸出無效的第二凹口模式輸出。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，進(jìn)一步包括 當(dāng)所述火車被所述規(guī)范凹口模式輸出單元控制時，記錄加速度數(shù)據(jù)；和 至少部分基于所述加速度數(shù)據(jù)來計算所述火車模型參數(shù)。
14.一種火車，包括 多個車輪，被配置為在軌道上行駛； 一個或多個轉(zhuǎn)矩發(fā)電機(jī)，用來驅(qū)動所述車輪； 速度檢測單元，被配置為檢測所述火車的速度； 位置檢測單元，被配置為檢測所述火車的位置信息； 信號方式速度接收器，用于從所述火車外部接收信號方式速度信息，其中所述信號方式速度信息包括針對一位置的速度限制； 自動火車運行(ATO)單元，被配置為輸出第一油門凹口命令來在站臺之間驅(qū)動所述火車并使所述火車停止在目標(biāo)位置，其中所述第一輸出油門凹口命令至少部分基于所述信號方式速度信息； 規(guī)范凹口模式輸出單元，被配置為選擇性地輸出第二油門凹口命令，其中所述第二輸出控制命令基于預(yù)定的凹口模式，其中所述規(guī)范凹口模式輸出單元被配置為當(dāng)所述火車在指定位置范圍時，輸出所述第二油門凹口命令；和輸出變化單元，被配置為 接收所述第一油門凹口命令和所述第二油門凹口命令；選擇所述第一油門凹口命令和所述第二油門凹口命令中的一個； 將所述第一油門凹口命令和所述第二油門凹口命令中所選擇的一個輸出至驅(qū)動和制動控制設(shè)備。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的火車，其中由所述規(guī)范凹口模式輸出來輸出的所述預(yù)定的凹口模式用于確定火車模型參數(shù)，所述火車模型參數(shù)包括瞬態(tài)響應(yīng)特征數(shù)據(jù)和穩(wěn)定加速度數(shù)據(jù)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的火車，其中所述ATO單元進(jìn)一步被配置為至少部分基于一個或多個火車模型參數(shù)來輸出所述第一油門凹口命令。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的火車，進(jìn)一步包括 存儲單元，被配置為存儲所述火車模型參數(shù)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的火車，其中所述存儲單元進(jìn)一步存儲針對沿所述火車的路線的位置的坡度和曲線數(shù)據(jù)，并且其中，所述ATO至少部分基于與所述火車的位置相對應(yīng)的坡度和曲線數(shù)據(jù)，來確定所述第一油門凹口命令。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的火車，其中配置的所述規(guī)范凹口模式輸出單元被進(jìn)一步配置為當(dāng)所述火車處于所述指定位置范圍之外時，輸出無效的第二凹口模式輸出，并且其中所述規(guī)范凹口模式輸出單元被配置為當(dāng)所述第二輸出凹口模式有效時，選擇所述第二輸出凹 口模式輸出。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的火車，進(jìn)一步包括 記錄器，被配置為當(dāng)所述火車由所述規(guī)范凹口模式輸出單元控制時，記錄加速度數(shù)據(jù)；和 計算單元，被配置為至少部分基于所述加速度數(shù)據(jù)來確定所述火車模型參數(shù)。
全文摘要
一種用于火車的火車控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括速度檢測單元、位置檢測單元、信號方式速度接收器、被配置為輸出第一油門凹口命令的自動火車運行(ATO)單元、被配置為當(dāng)所述火車處于指定位置范圍時選擇性地輸出第二油門凹口控制命令的規(guī)范凹口模式輸出單元。所述第一輸出油門凹口命令基于信號方式速度信息。所述第二輸出控制命令基于預(yù)定的凹口模式。所述火車控制系統(tǒng)包括輸出變化單元，被配置為接收所述第一油門凹口命令和所述第二油門凹口命令，選擇這兩個命令中的一個，以及將所述第一油門凹口命令和所述第二油門凹口命令中所選擇的一個輸出至驅(qū)動和制動控制設(shè)備。
文檔編號B60L15/40GK102803008SQ20118001492
公開日2012年11月28日 申請日期2011年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月9日
發(fā)明者山本純子, 射場智, 宮島康行 申請人:株式會社東芝