Интеллектуальная система связи, управления и контроля для наземных транспортных средств

Интеллектуальная система связи, управления и контроля для наземных транспортных средств

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящая заявка испрашивает приоритет патентной заявки США № 60/381110 от 15 мая 2002.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к системе связи на железной дороге.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение в общем относится к методам связи, управления и контроля, более конкретно, к интеллектуальной системе связи, управления и контроля для наземных средств транспорта, таких как поезд с одним или более локомотивов, как правило, находящихся в изменяющихся условиях окружающей среды и/или условиях работы.

Условия окружающей среды и условия работы железной дороги могут независимо или совместно влиять на взаимодействие оборудования связи и железнодорожной аппаратуры управления. Для оптимизации управления железнодорожной системой требуется полная и обновленная информация, касающаяся условий окружающей среды и рабочих условий.

Связь на движущемся транспортном средстве, таком как движущийся поезд, грузовой автомобиль, автобус и т.п., как правило, подвержена влиянию ряда факторов, которые могут существенно воздействовать на качество связи. Таким образом, было бы желательно определять путем измерения качество связи. Например, такое измерение может быть использовано для определения того, является ли это качество удовлетворительным, и, если не удовлетворительно, для определения того, следует ли настроить схему связи так, чтобы не терять обмена информацией, или для определения того, может ли какая-либо другая схема связи, доступная на данном транспортном средстве, быть более подходящей при данном наборе условий, ухудшающих качество связи.

Связь (например, передача данных или голосовая связь) в движущемся поезде должна быть надежной и точной при множестве изменяющихся рабочих условий и/или условий окружающей среды для реализации желательной функциональности управления локомотивом, или для осуществления связи с объектами, удаленными от поезда, такими как диспетчеры или центр для дистанционного обеспечения мониторинга или диагностических услуг, или с персоналом на железнодорожной сортировочной станции или на станции погрузки/разгрузки, или с придорожным оборудованием, и т.п. Таким образом, было бы желательно обеспечить систему, конфигурируемую для обеспечения множества схем связи и дополнительно конфигурируемой для осуществления автоматического выбора схемы связи, подходящей при данном наборе рабочих условий/условий окружающей среды.

Кроме того, было бы желательно обеспечить систему, конфигурируемую для обеспечения множества режимов управления и дополнительно конфигурируемую для автоматического выбора режима управления, подходящего при данном наборе рабочих условий/ условий окружающей среды и/или для данной схемы связи.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение реализует вышеуказанные потребности, обеспечивая в одном его аспекте систему связи для железнодорожного состава, включающего в себя, по меньшей мере, один локомотив, для автоматической настройки системы связи, чтобы обеспечить эффективную передачу командных данных для управления работой локомотива. Система содержит приемопередатчик, установленный на локомотиве. Система также содержит, по меньшей мере, один приемопередатчик, удаленный от локомотива. Приемопередатчик составляет часть системы связи. Для хранения данных, касающихся множества схем связи, доступных этой системе связи может быть обеспечена база данных. Первое контрольно-измерительное устройство может использоваться для определения параметра, указывающего на качество связи между приемопередатчиками, когда эти приемопередатчики работают в соответствии с первой из доступных схем связи и формируют данные, указывающие на качество связи. Процессор, обменивающийся информацией с контрольно-измерительным устройством и базой данных, может быть сконфигурирован для выбора второй схемы связи, когда качество связи, обеспечиваемое первой схемой связи, не удовлетворительно, чтобы гарантировать, что данные управления будут надежно передаваться в локомотив.

Настоящее изобретение дополнительно реализует вышеуказанные потребности, обеспечивая в другом его аспекте систему связи для транспортного средства с целью осуществления выбора предпочтительной схемы связи, чтобы обеспечить надежную передачу данных на это транспортное средство. Система содержит первый приемопередатчик, установленный на транспортном средстве. Система также содержит второй приемопередатчик, удаленный от первого приемопередатчика и осуществляющий связь с первым приемопередатчиком.

Для определения в системе связи параметра, который воздействует на качество связи между приемопередатчиками, может использоваться контрольно-измерительное устройство. Для приемопередатчиков может быть доступна первая база данных схем связи. Для установки соответствия параметра, определяемого контрольно-измерительным устройством, с ожидаемыми уровнями качества связи для каждой схемы связи может быть конфигурирована вторая база данных.

Процессор, осуществляющий информационный обмен с контрольно-измерительным устройством, первой базой данных и второй базой данных, конфигурирован для выбора предпочтительной схемы связи, чтобы обеспечить удовлетворительный уровень качества связи для параметра, определяемого контрольно-измерительным устройством, и для передачи сообщения о предпочтительной схеме связи, по меньшей мере, одному из приемопередатчиков. В еще одном аспекте настоящее изобретение обеспечивает интеллектуальную систему связи, управления и контроля для железнодорожного состава, включающего в себя, по меньшей мере, один локомотив. Система содержит систему связи, конфигурируемую для обеспечения множества схем связи для передачи командных данных, используемых для контролирования работы поезда. Система дополнительно содержит аппаратуру управления, конфигурируемую для обеспечения множества режимов управления, соответственно командным данным, переданным системой связи. Для хранения данных для установления соответствия между множеством схем связи и множеством режимов управления на основе требований по передаче данных для каждого соответствующего режима управления может быть конфигурирована база данных. С базой данных может быть соединен процессор, конфигурированный для установления соответствия между схемой связи с режимом управления для надежного управления работой поезда, соответственно командным данным, переданным по системе связи.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Признаки и преимущества настоящего изобретения поясняются в нижеследующем подробном описании изобретения со ссылками на чертежи, на которых представлено следующее:

Фиг. 1 - блок-схема приведенной для примера интеллектуальной системы для передачи команд, воплощающей аспекты настоящего изобретения.

Фиг. 2 - блок-схема процессора, используемого системой, представленной на Фиг. 1, для выбора подходящей схемы связи.

Фиг. 3 - блок-схема контроллера, используемого системой, представленной на Фиг. 1, для выбора подходящего режима управления.

Фиг. 4 - примеры различных схем связи, которые могут использоваться системой, представленной на Фиг. 1.

Фиг. 5 - приведенный для примера вариант осуществления системы передачи команд и управления, воплощающей аспекты настоящего изобретения, конфигурируемой для железнодорожного состава, с одним или более локомотивами, для автоматической настройки системы связи, чтобы обеспечить эффективную передачу командных данных для управления работой каждого локомотива.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Фиг. 1 представляет пример интеллектуальной системы 10 передачи команд, содержащей первое контрольно-измерительное устройство или модуль 12 для определения качества связи на основе различных статистических данных связи, таких как число битов, потерянных в сообщении, число ошибок в битах проверки четности, уровень сигнала, стертые записи, отношение сигнала к шуму, замирание, емкость канала и т.п. Система 10 также содержит соответствующие контрольно-измерительные устройства или модули 13 и 14 для определения условий окружающей среды и рабочих условий, таких как топография местности (холм, количество изгибов рельсового пути, высота над уровнем моря), погодные условия, такие как туман, дождь, солнечные бури, конфигурация оборудования, неисправное оборудование, эффекты многолучевого распространения, конфигурация оборудования поезда и т.п. В одном варианте осуществления соответствующие выходные сигналы модулей 12, 13 и 14 принимаются процессором 16, содержащим алгоритмы выбора подходящей схемы связи и/или режима управления работой одного или более локомотивов в составе. База данных 18 содержит данные, указывающие на множество схем связи, доступных для системы связи 50 (Фиг. 2), например приемопередатчики, которые обеспечивают передачу командных данных на поезд, такие как приемопередатчики на ведущем локомотиве и дополнительные приемопередатчики на остальных частях поезда. Важно, что нет необходимости в том, чтобы каждый приемопередатчик находился на поезде, так как в некоторых приложениях один или более приемопередатчиков могут быть внешними по отношению к поезду. База данных 20 содержит данные, указывающие на условия работы локомотива и их воздействие на качество связи. База данных 22 содержит данные, указывающие на условия окружающей среды и их воздействие на качество связи. База данных 24 содержит данные, указывающие на множество режимов управления работой поезда. Блок 26 может представлять действия для настройки системы связи в ответ на сигналы, выдаваемые определяющими информацию модулями 12, 13 и 14, принимая во внимание данные, хранящиеся в базах данных 18, 20 и 22 для выбора подходящей схемы связи и/или режима управления для управления поездом. Дальнейшие подробности в связи с каждым из компонентов, показанных на Фиг. 1, изложены в соответствующих разделах ниже, озаглавленных в соответствии с операционными отношениями, реализуемыми такими блоками.

Фиг. 2 представляет блок-схему процессора 16, используемого в системе 10 для выбора подходящей схемы связи. Как показано на Фиг. 2, процессор 16 в ответ на множество входных сигналов обеспечивает выбор предпочтительной схемы связи для обеспечения удовлетворительного уровня качества связи между приемопередатчиками, которые составляют систему 50 связи. Примерами входных сигналов, принимаемых процессором 16, могут быть сигналы 30, конфигурированные для обеспечения внебортовой связи, сигналы 31, конфигурированные для связи с базами данных, например, с бортовыми и/или внешними базами данных, сигналы 32 от датчика качества связи, сигналы 33 от датчиков окружающей среды, сигналы 34, указывающие на конкретную конфигурацию оборудования поезда и/или программного обеспечения, сигналы 35 и 36, указывающие на рабочие условия для поезда и входные данные оператора. Фиг. 2 также иллюстрирует типичные действия, которые могут быть выбраны процессором 16 в связи со схемами связи, доступными для приемопередатчиков, которые составляют систему связи 50, такие как выбор средств связи и/или протокола, выбор частот, выбор конкретных устройств связи из множества устройств связи, которые могут быть распределены по всему поезду, выбор конфигурации сообщений, выбор типа данных, которые должны передаваться приемопередатчиками, и целей/источников передачи, выбор методов повторения сообщений, выбор кодирования и т.п.

Фиг. 3 представляет блок-схему контроллера 52, которая может использоваться системой 10 (Фиг. 1) для выбора подходящего режима управления из множества доступных режимов управления в ответ на командные данные, переданные системой связи 50 для осуществления контроля за работой поезда. Некоторые из режимов управления, выбираемые контроллером 30, могут включать в себя контроль пневматического торможения, контроль динамического торможения, настройки двигателя, команды тягового усилия для тяговых электродвигателей. Как показано на Фиг. 4, схемы связи могут включать в себя много форм связи, таких как дистанционная передача от внешних контролирующих приборов, связь внутри состава, связь вне состава, беспроводная и проводная связь, внебортовая и бортовая связь. Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что схемы связи могут конфигурироваться в диапазоне частот, обычно выделяемых Федеральной Комиссией связи (FCC) для связи на железной дороге (т.е. 500 МГц). Очевидно, что другие частоты, такие как в полосе ISM (для промышленной, научной, медицинской областей), или используемые системами спутниковой или сотовой связи, могут быть использованы для осуществления передачи данных для контролирования работы поезда.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСЛОВИЙ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ И РАБОЧИХ УСЛОВИЙ

ОБЗОР

Условия окружающей среды и условия работы железной дороги могут независимо или совместно оказывать влияние на взаимодействие оборудования связи и железнодорожной аппаратуры управления. Полная и своевременная информация, касающаяся условий окружающей среды и рабочих условий, желательна для оптимизации управления железнодорожной системой.

АСПЕКТЫ РАЗРАБОТКИ АППАРАТУРЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УСЛОВИЙ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ И РАБОЧИХ УСЛОВИЙ

Аспекты настоящего изобретения предполагают использование одной или более баз данных (например, базы данных 20 и 22 на Фиг. 1) с информацией, включающей в себя как информацию об окружающей среде, так и информацию о рабочих системах. Такая база данных может принимать различные формы, такие как централизованная компьютерная память или распределенное группирование элементов памяти, соединенных посредством сети. Некоторая информация, хранимая в такой базе данных, может быть по существу статической, такая как информация, описывающая отдельные элементы аппаратных средств в железнодорожной системе. Некоторая информация в этой базе данных может быть динамической, такая как информация о погоде или о местоположении транспортных средств. Динамическая информация может предоставляться в форме связи в режиме реального времени с текущим источником такой информации. Владелец железной дороги должен поддерживать защищенность доступа и избыточность данных в соответствии с процедурами управления данными, которые считаются подходящими.

Данные, хранящиеся в базе данных, могут, как правило, быть поделены на две категории: информация об окружающей среде и информация о железнодорожном оборудовании. Информация об окружающей среде может включать информацию, описывающую общую географию и топографию железнодорожной системы в целом. Конфигурация трассы и высота над уровнем моря вдоль каждого участка пути могут быть важными для идентификации изгибов и холмов, которые могут повлиять на работу системы связи. Могут быть выявлены наличие тоннелей, мостов или других объектов, нависающих над железнодорожной линией, и определена их длина. Информация о возведенных сооружениях вблизи железнодорожной линии может запоминаться в базе данных. Например, могут быть важны местоположение и рабочие частоты радиопередающих башен. Местоположение и ориентация больших металлических структур, таких как здания или цистерны, которые могут обусловить помехи из-за многолучевого распространения радиосигналов, могут храниться в базе данных. Такая информация может храниться как данные, характерные для конкретной местности, такие как точное местоположение большого здания. Альтернативно, может храниться более обобщенная информация, такая как, является ли данная территория в целом сельской или городской. Важные погодные параметры могут храниться в базе данных или могут предоставляться через оперативный канал связи с источником такой информации. Важные погодные параметры могут включать атмосферные условия, такие как наличие тумана, дождя или грозы, и могут также включать астрономические условия, такие как наличие пятен на солнце или местоположение солнца на небе (например, день или ночь). Например, может быть использован лазерный источник для излучения лазерного луча в атмосферу и соответствующий датчик для определения количества лазерного света, рассеянного в обратном направлении, за счет чего можно определить влажность воздуха, которая может влиять на качество связи. В общем, можно использовать любые методы измерения параметров для определения условий окружающей среды с использованием, например, акустических, оптических или радиочастотных измерений. Например, можно использовать источник звука для излучения звуковой волны и акустический датчик для определения количества возвращенной акустической энергии. Это могло бы позволить получить оценку плотности атмосферы или определить факт наличия поблизости больших зданий и т.п.

Территории, которые обслуживаются с использованием режимов связи, зависящих от географических условий, могут быть идентифицированы в базе данных, в частности, на территории зон покрытия спутниковой или сотовой связи или идентификация провайдера такой спутниковой или сотовой связи на конкретной территории. База данных может также включать информацию по административным или законодательным аспектам на территории местонахождения железной дороги. Например, если есть политические или географические регионы, где действуют требования, в большей или меньшей степени ограничивающие излучения, или ограничения по шуму, эти регионы могут быть записаны в базу данных для использования в процессе управления железной дорогой.

Информация по железнодорожному оборудованию может также храниться в базе данных согласно настоящему изобретению. Такая информация может включать идентификацию подвижного состава, оборудования в придорожной полосе, ремонтного оборудования, складов топлива для дозаправки, запасов топлива, местоположений передатчиков и ретрансляторов, и т.п. Информация о физическом местоположении такого оборудования также может храниться; в частности, данные о местоположении подвижного состава могут периодически обновляться. Могут храниться данные о конфигурации составов, включая число, тип и порядок вагонов и локомотивов, а также вес груза. Для составов на маршруте могут сохраняться и периодически обновляться данные о местоположении, скорости и направлении движения. Модель или версия оборудования может связываться с рабочими параметрами, такими как уровень мощности локомотива или версия программного обеспечения.

Информация в базе данных согласно настоящему изобретению может быть получена и обновлена различными способами. Статическая информация может просто вводиться в базу данных вручную или автоматически, например, вводятся идентификационный номер и рабочие параметры нового локомотива. Даже статическая информация может обновляться по мере необходимости, например, когда локомотив модернизируется с целью ввода новых аппаратных средств или программного обеспечения, которые могут повлиять на его рабочие параметры. Географическая информация может храниться и отображаться в форме карт для использования человеком-оператором, или может быть доступна в любой другой форме, используемой оборудованием обработки данных.

Динамическая информация может распознаваться и периодически загружаться в базу данных. Например, местоположение поезда может определяться посредством глобальной системы позиционирования (GPS) или посредством придорожного оборудования, и база данных может обновляться автоматически на периодической основе. Работоспособность оборудования связи, такого как передатчики и ретрансляторы, может периодически тестироваться с автоматической систематизацией тестирования, и данные о состоянии такого оборудования затем сохраняются в базе данных. Метеоданные могут предоставляться через локальные датчики (например, модуль датчика 13 на Фиг. 1), специально связанные с железнодорожной системой, или они могут загружаться в любой доступной форме от коммерчески доступных источников. Медленно меняющаяся информация может обновляться менее часто, чем быстро меняющаяся информация. Жизненно важная информация может обновляться более часто, чем информация меньшей важности.

Существующие бортовые датчики (например, модуль датчика 14 на Фиг. 1) могут обеспечивать вполне достаточно информации, касающейся рабочего состояния локомотива. Такая информация может включать скорость, направление движения, расход топлива, имеющийся запас топлива, местоположение и т.п. Выборочная бортовая информация может загружаться в базу данных в режиме реального времени или на периодической основе.

Придорожное оборудование может использоваться для определения важных условий окружающей среды и рабочих условий. Могут использоваться имеющиеся сигналы или могут добавляться новые датчики для измерения параметров, важных для взаимодействия оборудования связи и управления. Например, на местные электромагнитные условия могут воздействовать грозы, туман, дождь, периодическая работа близлежащего оборудования, астрономические условия и т.п. Придорожный датчик может использоваться для выявления качества канала связи заранее, до прибытия поезда. Информация может храниться в базе данных и может использоваться системой для прогнозирования качества связи, которое будет иметь место по прибытии поезда в зону этого придорожного датчика.

Могут разрабатываться динамические системные требования, которые могут оказывать влияние на работу отдельных поездов и локомотивов. Например, угроза безопасности может выявляться по частным или государственным каналам. Информация о существовании такой угрозы может быть загружена в базу данных вручную или по автоматической связи с частными или государственными каналами.

Уровень модификации программного обеспечения, используемого в различных частях программируемого оборудования, может быть закодирован в программном обеспечении и может быть запрошен для предоставления базе данных соответствующей информации. Такая информация может быть полезной не только для определения требуемой модернизации, но также может быть полезной при управлении связью и рабочим оборудованием для оптимальной эффективности работы железной дороги.

Система согласно настоящему изобретению может содержать средства искусственного интеллекта для использования или обновления информации об условиях окружающей среды и рабочих условиях. Когда сбои системы связи препятствуют запланированному обновлению динамической информации, может использоваться алгоритм для оценки фактической информации на основе предыдущих тенденций изменения данных. Могут использоваться одна или более нейронных сетей для обеспечения возможности распознавания в системе шаблонов и тенденций в изменении информации об условиях окружающей среды и рабочих условиях. Нечеткая логика может применяться к информации в базе данных, чтобы направлять оператора железной дороги в принятии решений на основе этих данных.

Таким образом, условия окружающей среды и рабочие условия могут определяться, и соответствующая информация может сохраняться и использоваться множеством способов для оптимизации работы железной дороги. Данные существующих железнодорожных датчиков, коммерчески доступные данные и информация, полученная из таких данных, могут сохраняться, обновляться и использоваться в пределах объема настоящего изобретения.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЧЕСТВА СВЯЗИ

ОБЗОР

Беспроводная связь на движущемся поезде подвергается воздействию ряда факторов, которые могут существенным образом влиять на качество связи. Аспекты настоящего изобретения предполагают измерение качества связи, определение, является ли качество связи удовлетворительным, принятие решения, следует ли настроить схему связи так, чтобы не было потерь сообщений и тестирование любой новой передачи для определения качества связи.

РАЗРАБОТКА АСПЕКТОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАЧЕСТВА СВЯЗИ

Аспекты настоящего изобретения предполагают, что беспроводная связь на движущемся поезде может осуществляться посредством множества различных средств связи, таких как радиочастотная, оптическая, акустическая, магнитная и т.п. Типичные причины потери качества связи могут быть следующими:

- Физические особенности местности (например, холм, изгиб, деревья, туннель)

- Погода (например, дождь, туман, молнии)

- Близкие источники помех

- Изменение ориентации антенны

- Отказ оборудования связи, например ретрансляторов и т.п.

- Эффекты многолучевого распространения

- Расстояние между передающим и приемным оборудованием

Для специалистов понятно, что существует множество способов измерения качества связи. Нижеприведенный перечень следует рассматривать как типичный список Индикаторов Качества Связи (ИКС - CQI) (например, сигналы 32 (Фиг. 2)), которые вместе или в различных комбинациях могут использоваться для оценки качества канала связи. Приведенный ниже перечень не должен рассматриваться как исчерпывающий перечень.

- Число потерянных битов в сообщении

- Число ошибок в битах проверки четности

- Уровень сигнала

- Потери записи (например, мгновенная потеря сигнала)

- Отношение сигнала к шуму

- Замирание

- Емкость канала

Для определения удовлетворительного качества связи можно выбрать ряд стратегий или методов. Например, можно сопоставить любой имеющийся индикатор качества связи (ИКС) с предельно допустимым уровнем. В некоторых ситуациях можно контролировать любой имеющийся ИКС в течение приемлемого времени и определять наличие общей тенденции в этом ИКС. Затем можно спрогнозировать, когда этот ИКС вероятно достигнет неприемлемого значения. В одном варианте осуществления процессор (например, процессор 16 (Фиг. 1)) может быть конфигурирован для считывания ряда результатов измерений ИКС и вычисления математического среднего до проведения оценки качества системы связи. В некоторых других ситуациях процессор может быть конфигурирован так, чтобы воздействовать на подходящее время задержки между первым ошибочным отсчетом ИКС и получением другого отсчета до проведения оценки качества системы связи, чтобы убедиться, что причина ошибочного отсчета является временной. Таким образом, предполагается, что будут использоваться различные методы, чтобы избежать чрезмерного реагирования на временные сбои или шумы, которые могут не означать с определенностью потери в качестве связи. Подобным образом могут производиться перекрестные проверки, чтобы убедиться в надежности одного или более ИКС для обеспечения того, что условия, которые действительно указывают на потерю качества связи, не будут упущены.

В одном варианте воплощения могут обрабатываться результаты измерений для различных ИКС для формирования единого индикатора, например показание итогового показателя качества (FOM) в отношении качества системы связи. Понятно, что базы данных могут пополняться данными об имеющемся парке транспорта, на основе которых могут устанавливаться корреляции или прогнозы для значений ИКС как функции одного или более рабочих условий и/или условий окружающей среды. Например, можно статистически предсказать, что число ошибок в битах проверки четности может увеличиваться как функция длины поезда и как функция изгибов для данного оборудования связи или что отношение сигнала к шуму существенно ухудшается при использовании данного протокола связи в непосредственной близости к многочисленным пользователям по сравнению с другими протоколами связи.

Если определено, что показатель качества (FOM) данного оборудования или схемы связи неприемлем и что требуется его замена на другое оборудование или схему связи, тогда могут быть предприняты различные действия по смене связи, чтобы избежать потерь связи или уменьшить потери связи. Например, система может быть сконфигурирована так, чтобы инициировать избыточные передачи сообщений или предвидеть переключение на другой канал связи и уведомлять заранее целевой приемник об ожидаемом изменении, чтобы этот приемник был готов переключиться на новый канал связи. Дополнительно, до переключения на новый канал связи можно проверить качество этого нового канала связи перед переключением. Следует иметь в виду, что так как ИКС каждого канала связи могут не обязательно быть одними и теми же, понятно, что процессор, который принимает ИКС, будет конфигурируемым для обработки и настройки подходящих ИКС для нового канала связи. В одном варианте воплощения предполагается, что оценка исходного канала связи может продолжать выполняться в фоновом режиме так, что в случае, если те рабочие условия и/или условия окружающей среды, которые обусловили смену канала связи на новый, будут устранены, то связь может возобновиться через исходный канал.

Как предложено выше, можно было бы сначала попытаться сообщить о намечающейся смене средства связи и/или протокола. Однако в присутствии резких изменений в работе связи может не быть времени передать эту информацию в приемник. При таком сценарии связь может оборваться в один момент, и система связи может последовать алгоритму поиска на основе лучшей информации, доступной алгоритму поиска, и осуществлять поиск по всем доступным схемам связи, чтобы определить, может ли система возобновить связь. В этот момент выполняемые функции управления примут решение продолжать или прервать работу поезда. Например, если возможно безопасно продолжать работу поезда, система сделает это. В противном случае поезд будет остановлен. В одном варианте воплощения система конфигурируется для продолжения поиска подходящей методологии связи, которая может быть доступна. Как предложено выше, база данных может быть сконфигурирована для установления связи между конкретными схемами связи и конкретными условиями окружающей среды, например некоторые схемы могут быть лучше, чем другие в данных конкретных условиях окружающей среды. Таким образом, поиск может пройти по каждому методу от тех, которые с наибольшей вероятностью, к тем, которые с наименьшей вероятностью будут работать при данном наборе условий окружающей среды, предполагая, что система не могла направить сигнал о предстоящей смене метода связи на заранее определенный метод связи.

В одном варианте воплощения можно включить в рамки обычного протокола сообщений связи и/или информацию о средствах связи, которую может выбрать руководство. Например, может быть использована прямая система кодирования в сообщении, которое бы указывало в случае потери связи то средство связи и/или протокол, на которые система могла бы далее переключиться. В общем, такая система кодирования указывала бы следующий метод связи, на который система перейдет на основе считанных данных об окружающей среде. Система кодирования может динамично настраиваться, и такая система кодирования указывала бы в случае потери связи на следующий метод связи, на который система могла бы перейти. Таким способом удаленный приемник смог бы сузить свой поиск. Например, в случае, если связь внезапно теряется, и последняя информация, которую ведущий передал удаленному приемнику, указывала, что система должна конфигурироваться для использования заданного метода или схемы связи на основе системной информации для выбора этого метода. В этом примере удаленный приемник может испытать первым этот заданный метод связи.

В общем не должно быть прерывания связи при переходе от одного метода связи на другой метод связи. Например, если система определяет, что окружающая среда или средство связи ухудшаются достаточно медленно, система может конфигурироваться для передачи сообщений по обеим схемам, чтобы обеспечить надлежащую передачу обслуживания. Например, если система обнаруживает медленное ухудшение в течение некоторого времени и далее распознает приближение к промышленной зоне с множеством проблем радиочастотной связи, то система может конфигурироваться, например, так, чтобы начать передавать одну и ту же информацию по оптическому каналу так, чтобы соответствующий приемник мог принять эту информацию без каких-либо сбоев.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЧЕСТВА УПРАВЛЕНИЯ ПОЕЗДОМ

ОБЗОР

Управление движущимся поездом подвержено влиянию ряда факторов, которые могут существенно воздействовать на качество работы поезда. Аспекты настоящего изобретения позволяют измерять качество управления поездом, устанавливать, является ли качество удовлетворительным, принимать решения о настройке методов управления для обеспечения надежной работы поезда.

РАЗРАБОТКА АСПЕКТОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАЧЕСТВА УПРАВЛЕНИЯ ПОЕЗДОМ

Типичными причинами потери качества управления могут быть следующие:

А. Физические особенности местности (например, холм, изгиб, высота над уровнем моря)

В. Погода (например, дождь, температура)

С. Потеря связи или плохая связь

D. Неравномерное распределение нагрузок

Е. Неисправное оборудование

F. Несовместимость оборудования

G. Конфигурация поезда

Для специалистов в данной области важно, что существуют многочисленные способы измерения качества управления. Нижеприведенный перечень следует рассматривать как типичный список Индикаторов Качества Управления Транспортным средством (ИКУТ - VCQI), которые вместе или в различных комбинациях могут использоваться для оценки качества стратегии управления. Перечень ниже не рассматривается как исчерпывающий перечень.

А. Сила тяги двигателя соответствует рабочим условиям и/или условиям окружающей среды

В. Установка отметок соответствует рабочим условиям и/или условиям окружающей среды

С. Расход топлива соответствует стратегии управления

D. Скорость транспортного средства и/или направление движения соответствуют рабочим условиям и/или условиям окружающей среды

Е. Тормозное усилие (трением и/или динамическое) соответствует рабочим условиям и/или условиям окружающей среды

F. Условия проскальзывания колес (юзом)

G. Координация каждого из вышеперечисленных факторов в поезде с несколькими локомотивами или с удаленным центром управления.

Как обсуждалось выше в контексте оценки качества связи, ряд стратегий или методов могут использоваться для определения удовлетворительного качества управления.

ВЫБОР НАСТРОЕК ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ СВЯЗИ

ОБЗОР

Связь (например, передача данных или голосовая связь) в движущемся поезде должна быть надежной и точной при множестве изменяющихся рабочих условий и/или условий окружающей среды, чтобы достичь любую желательную функциональность управления локомотивом, или для связи с объектами, удаленными от поезда, такими как диспетчеры, или центр для дистанционного обеспечения мониторинга или диагностических услуг, или с персоналом на железнодорожной сортировочной станции или на станции погрузки/разгрузки, или с придорожным оборудованием, и т.п.

РАЗРАБОТКА АСПЕКТОВ ДЛЯ ВЫБОРА НАСТРОЕК ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ АСПЕКТОВ СВЯЗИ

Аспекты настоящего изобретения позволяют настраивать параметры связи в системе связи 50 (Фиг. 2) для обеспечения надежной и точной работы в таких меняющихся рабочих условиях/условиях окружающей среды. Ниже приведен список типичных параметров связи, которые могут настраиваться ввиду любых различных рабочих условий и/или условий окружающей среды, в которых, возможно, данному поезду придется работать. В другом аспекте изобретения, при определенных условиях, предполагается, что могут производиться настройки стратегии управления локомотивом так, что контроллер локомотива может выбрать соответствующий режим управления, который может поддерживаться системой связи, так как эта система может время от времени работать в субоптимальном режиме под влиянием рабочих условий/условий окружающей среды.

а) Смена средств связи

Аспекты настоящего изобретения устанавливают, что поездная система связи может включать в себя устройства связи, которые позволяют осуществлять связь посредством различных средств связи, таких как радиочастотные, оптические, акустические, магнитные и т.п. Например, типичный вариант воплощения системы поездной связи может включать устройства, выполненные с возможностью обеспечения оптической связи, например, с использованием инфракрасного или лазерного излучения, и устройства, выполненные с возможностью обеспечения РЧ (радиочастотной) связи. Один из возможных вариант