用於遙控鐵路場轉轍的操作員位置跟蹤的製作方法
2023-06-01 17:52:31
專利名稱：用於遙控鐵路場轉轍的操作員位置跟蹤的製作方法
技術領域：
本發明涉及遙控機車的領域，更具體地說，涉及在鐵路場中使用遙控系統操作員控制單元(OCU)跟蹤操作員的位置。
背景技術：
鐵路場(rail yard)在鐵路運輸環境中用於根據每個貨車在離開鐵路場後的目的地將貨車編組到不同的軌道段上。鐵路場轉轍是指將一節或多節貨車從一個軌道轉移到另一軌道，通常是為了將火車所掛車廂組裝為開往所指定的共同目的地的一列火車，再從鐵路場離開。在過去，調車場中火車的轉轍需要在火車的每一端有一個地面上的「轉轍員」來正確地對準軌道，並且在火車的機車駕駛室中還要有一個工程師與轉轍員溝通，以便按照轉轍員的指令將火車向下開到所需的軌道。最近，配備有遙控系統的機車已能使轉轍員在鐵路場操作中控制機車的移動，而不需要工程師來控制機車。現代遙控系統能使鐵路場操作員例如轉轍員使用電池供電的可攜式操作員控制單元(OCU)來控制由車載機車控制單元(LCU)控制的無人駕駛的、配有微處理器的轉轍機車，該OCU由操作員攜帶，操作員位於要控制的機車附近，但不在機車上。
通常，轉轍員按照轉轍表中提供的轉轍序列來控制轉轍布局和火車通過鐵路場的移動。轉轍表可基於到達鐵路場的入場火車、到達火車內車廂的相應目的地、以及離開鐵路場的離場火車的目的地來產生。根據該轉轍表，轉轍員確定轉轍位置設置以及火車移動到對應於轉轍位置設置的適當軌道上的序列，按照轉轍表的要求完成火車的裝配。但是，轉轍表通常不是組織成尋址鐵路場中的轉轍位置，而轉轍員在這些位置之間也不能作有效移動來控制轉轍。
唯一的附圖是用於在鐵路場中跟蹤OCU用戶的位置以提供改進的鐵路場轉轍的系統示意圖。
本發明的詳細說明採用轉轍表的現有技術鐵路場轉轍方案未能考慮到轉轍員在整個鐵路場中的移動以實現所需的火車移動。由於一些鐵路場可包括一個1平方英裡或更多的軌道轉轍面積，因此轉轍序列必須組織成轉轍員在整個鐵路場中具有有效的移動。用於某一轉轍表的轉轍序列各個轉轍員可各不相同，許多序列效率不高，且不必要地費時費力。有經驗的轉轍員能夠根據某一轉轍表制定轉轍序列，這可以減少轉轍員在鐵路場中的移動，由此通過減少轉轍員需要在轉轍序列中的轉轍器之間遍歷長距離而減少了轉轍時間。
本發明的發明人已創新地認識到，通過跟蹤一個有效轉轍員在調車場中的位置和移動、使這些位置和移動與所需的轉轍活動相關、並將優選的移動計劃傳達給相應的轉轍員，就可改進整個鐵路場轉轍效率。由此，為轉轍員在整個鐵路場中的移動所推薦的轉轍表序列是基於已經跟蹤的最佳已知序列。因此，通過擴展OCU的能力來提高轉轍員在整個鐵路場操作方面的工作能力，本發明改進了鐵路場的轉轍效率。通過藉助每個轉轍員已熟悉和已可用的裝置(即OCU)來為他提供新的定位和數據處理能力，本發明進一步提供了在鐵路場中遙控機車轉轍操作的增強生產率和安全性，如下所述。
圖中示出了用於跟蹤鐵路場中OCU用戶12的位置以提供改進的鐵路場轉轍的系統10，它包括OCU 14，OCU 14具有定位器16，例如與GPS衛星18通信的GpS接收器，用於確定OCU 14的位置。OCU14可包括處理器21，處理器21與存儲器20通信，存儲器20存儲由定位器16所產生的位置信息。所存儲的位置信息可以從存儲器20下載，供後繼處理。在本發明的一方面，OCU 14還可包括收發器22，收發器22與例如位於鐵路場中央的控制中心24進行無線通信。控制中心24包括收發器，該收發器用於將信息發送到一個或多個OCU14、15和接收來自它們的信息。當操作員12在鐵路場中移動以按照轉轍表完成轉轍活動時，定位器16所產生的位置信息可以定期和/或根據請求發送到控制中心24。
當操作員12在鐵路場中移動時所採集的位置信息可用來開發一種歷史知識庫，使操作員在鐵路場中的位置與針對某個轉轍表所執行的轉轍活動聯繫起來。例如，可以由系統10跟蹤一個已展示出會基於給定轉轍表進行移動有效轉轍選擇的公認的有效操作員，以建立與相應鐵路場位置相關聯的轉轍序列選擇的歷史知識庫。例如，有經驗的操作員能夠檢查轉轍表，並從轉轍表中選出在鐵路場中可從一個局部區域執行的一紐轉轍序列，以及從轉轍表中選出可在另一局部區域執行的不同組轉轍序列，以便操作員只需要從一個局部區域改變到另一局部區域，在每個位置輸入指令，就可依次完成一組多個轉轍設置，而不必針對轉轍表中的每個轉轍選擇從一個局部區域移到另一局部區域。對有經驗的操作員所採集的位置信息可以上載到中央控制器24，並存儲在存儲器例如資料庫26中。此外，在執行轉轍定位活動時對應於操作員12位置的轉轍定位活動可被發送到中央控制器24。
為了開發歷史知識庫，可以使位置信息與有效操作員12所執行的轉轍表中的相應轉轍位置設置相關。該相關信息可用來為有代表性的那些組鐵路場轉轍活動建立鐵路場中的優選位置。處理器27可配置成使鐵路場轉轍活動與鐵路場中OCU 14的相應位置相關，以建立鐵路場中相應優選位置的知識庫。然後，歷史知識庫例如可以由處理器28存取，以組織例如存儲在轉轍表存儲器31中的未來轉轍表30的轉轍序列，以便未來的轉轍活動可以操作員最少的物理移動來執行。因此，一個例如操作OCU 15的沒有經驗的操作員，通過遵循由處理器28組織的轉轍位置設置序列，就能夠更有效地工作。處理器28可配置成接收來自控制中心24的轉轍表請求32，並存取存儲在資料庫26中的歷史知識庫，來根據在轉轍表請求32中的轉轍活動、歷史轉轍活動以及與相應歷史轉轍活動相關聯的鐵路場位置之間的對應關係，確定轉轍活動的移動有效序列。技術效果是產生一個轉轍表，其中的轉轍活動序列是考慮到操作員為實現轉轍表所需的物理移動而組織的。在本發明的一個方面，處理器27和28可包括單個處理器。
在本發明的一個實施例中，位置信息和對應轉轍活動的相關可以在OCU 12上例如由處理器21執行，然後例如經由收發器22發送到控制中心24，以便存儲在資料庫26中。在另一實施例中，處理器21連同存儲器20一起，可配置成使轉轍活動與位置相關、建立知識庫、並根據知識庫組織未來的轉轍活動，以使這些功能可在OCU 14上執行。因此，處理器21和存儲器20可配置成執行處理器27和28、資料庫26以及轉轍表存儲器31的功能。在本發明的又一實施例中，OCU15可配備有接收器17，用於接收來自控制中心24的轉轍表30。
已知的神經網絡技術可用來根據歷史知識庫為給定轉轍表請求32確定最佳的轉轍序列。例如，可以使用公認的有效操作員基於某一轉轍表的轉轍序列選擇以及鐵路場中對應的轉轍位置來訓練神經網絡。訓練過的神經網絡就可用來根據輸入到神經網絡的轉轍請求而配置有效排序的轉轍表。
OCU 14可包括傾斜傳感器34，例如水銀開關或固體器件，如在美國專利No.6,691,005中所公開的，傳感器34連接到定位器16和發射器22，當傾斜傳感器檢測到OCU 14已超過某傾斜度範圍達一定時間時，該傳感器用於識別OCU 14的位置。例如，OCU 14可包括與傾斜傳感器通信的定時器35，以測定發生超過傾斜度範圍的時間。因此，每當OCU 14傾斜到傾斜度範圍之外時，例如當OCU的操作員12跌倒時可能發生的情況，位置信息就可發送到控制中心24，從而使OCU14的位置，當然還有操作員12的位置能被識別。如果OCU傾斜到一個不能再與控制中心有效通信的位置，那麼可在存儲器中得到OCU的最後已知位置，以更迅速地到達OCU和轉轍員。
雖然已在本文中示出和說明了本發明的各種實施例，但顯然這些實施例僅是以舉例的方式提供。在不背離本發明的前提下，所屬領域的技術人員會想出許多變動、改變和替代。
權利要求
1.一種用於為鐵路場操作員的有效移動產生轉轍定位活動的鐵路場轉轍表的系統，所述系統包括第一操作員控制單元(OCU)，具有定位器，所述定位器用於在鐵路場轉轍活動期間確定所述OCU和使用所述OCU的相關聯操作員的位置；第一處理器，用於使所述鐵路場轉轍活動與所述鐵路場中所述OCU的相應位置相關，以建立所述鐵路場中相應優選位置的知識庫；存儲器，用於為所述轉轍活動的庫存儲所述鐵路場中優選位置的所述知識庫；以及第二處理器，用於接收轉轍表請求，存取所述存儲器，並根據所述知識庫處理所述請求，以產生轉轍表，其中的轉轍活動序列被組織成考慮操作員為實現所述轉轍表所需的物理移動。
2.如權利要求1所述的系統，其中第一OCU還包括用於向第一處理器發送OCU位置數據的發射器。
3.如權利要求1所述的系統，其中第一OCU還包括用於向第一處理器發送轉轍定位活動的發射器。
4.如權利要求1所述的系統，其中第一處理器在第一OCU上，且第一OCU還包括用於發送相關數據的發射器。
5.如權利要求1所述的系統，其中第二處理器與用於發送所述轉轍表的發射器通信。
6.如權利要求5所述的系統，還包括具有用於接收所述轉轍表的接收器的第二OCU。
7.如權利要求6所述的系統，其中第一OCU構成第二OCU。
8.如權利要求1所述的系統，其中第一處理器、第二處理器和所述存儲器都在第一OCU上。
9.如權利要求1所述的系統，其中第一處理器構成第二處理器。
10.如權利要求1所述的系統，其中第二處理器與第一OCU分離，且間隔開。
11.一種用於為鐵路場操作員的有效移動產生轉轍定位活動的鐵路場轉轍表的方法，所述方法包括在鐵路場轉轍活動期間跟蹤第一操作員控制單元(OCU)及相關聯操作員的位置；使每個轉轍活動與所述操作員的相應位置相關，以為所述轉轍活動的庫建立鐵路場中相應優選位置的知識庫；將所述知識庫存儲在存儲器中；接收轉轍表請求；存取所述知識庫；以及根據所述知識庫處理所述請求，以產生轉轍表，其中的轉轍活動序列被組織成考慮操作員實現所述轉轍表的物理移動。
12.如權利要求11所述的方法，還包括將所述轉轍表發送到第二OCU。
13.如權利要求12所述的方法，其中第一OCU構成第二OCU。
14.如權利要求11所述的方法，還包括發送表明所述跟蹤位置和所述鐵路場轉轍活動的數據。
15.用於為鐵路場操作員的有效移動產生轉轍定位活動的鐵路場轉轍表的計算機可讀軟體代碼，所述軟體包括與操作員控制單元(OCU)相關聯的軟體代碼模塊，用於在鐵路場轉轍活動期間跟蹤第一OCU和相關聯操作員的位置；與第一處理器相關聯的軟體代碼模塊，用於使每個轉轍活動與所述操作員的相應位置相關，以為所述轉轍活動的庫建立鐵路場中相應優選位置的知識庫；與存儲器相關聯的軟體代碼模塊，用於存儲所述知識庫；以及與第二處理器相關聯的軟體代碼模塊，用於存取存儲器，並產生轉轍表，其中的轉轍活動序列被組織成考慮操作員實現所述轉轍表的的物理移動。
16.如權利要求15所述的軟體代碼，還包括用於請求所述轉轍表的軟體代碼模塊。
17.如權利要求16所述的軟體代碼，還包括用於發送所述轉轍表的軟體代碼模塊。
18.一種用於控制鐵路場中機車移動和/或轉轍定位的操作員控制單元(OCU)，包括OCU傾斜傳感器，用於感測所述OCU的傾斜度；定位器，用於確定所述OCU的位置；以及發射器，連接到所述傾斜傳感器和所述定位器，用於在與所述OCU的傾斜度超過預定值時相關聯的時間，發射表明所述OCU位置的信號。
19.如權利要求18所述的OCU，還包括用於測量所述OCU的傾斜度超過所述預定值的時間段的定時器。
20.如權利要求19所述的OCU，其中當所述OCU的傾斜度超過所述預定值達預定時間段時，所述OCU發射信號。
全文摘要
一種為鐵路場操作員(12)的有效移動產生轉轍定位活動的鐵路場轉轍表(如30)的系統(10)。該系統包括第一操作員控制單元(14)(OCU)，該單元具有定位器(16)，用於在鐵路場轉轍活動期間確定OCU和使用OCU的相關聯操作員的位置。該系統還包括第一處理器(28)，用於使鐵路場轉轍活動與鐵路場中OCU的相應位置相關，以建立鐵路場中相應優選位置的知識庫；以及存儲器(例如26)，用於存儲鐵路場中優選位置的知識庫。該系統還包括第二處理器(27)，用於接收轉轍表請求(32)，存取存儲器，並根據知識庫處理該請求，以產生轉轍表。
文檔編號B61L17/00GK1956870SQ200580016121
公開日2007年5月2日 申請日期2005年3月21日 優先權日2004年3月22日
發明者D·M·佩茨 申請人:通用電氣公司