Система дистанционного управления локомотивом

Система дистанционного управления локомотивом

Реферат

Перекрестная ссылка на родственные заявки

Эта заявка испрашивает приоритет предварительной заявки на патент США № 60/528016, поданной 9 декабря 2003 г. и включенной сюда в качестве ссылочного материала.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к области дистанционного управления локомотивами и, в частности, к отображению информации на удаленном радиопередающем устройстве.

Предшествующий уровень техники

Известны локомотивы с дистанционным управлением в маневровом парке с использованием удаленных радиопередающих устройств, управляемых персоналом железнодорожной станции. Современные системы дистанционного управления позволяют операторам маневрового парка управлять оснащенными микропроцессором маневровыми локомотивами без машиниста, управляемыми посредством бортового блока управления локомотивом (LCU) с использованием работающего от аккумулятора портативного блока управления оператора (OCU), носимого оператором, находящимся вблизи управляемого локомотива, но не в нем. Между блоком управления оператора и блоком управления локомотивом установлена двусторонняя беспроводная связь. Оператор управляет движением локомотива, при этом технико-эксплуатационные данные локомотива и предупреждения поступают от локомотива в блок управления оператора. Данные о локомотиве, такие как данные о скорости и давлении в тормозной системе, и предупреждения отображаются для оператора при помощи двухстрочного дисплея отображения текстовых сообщений, включенного в блок управления оператора.

Краткое описание чертежа

Чертеж дает схематическое представление об усовершенствованной системе дистанционного управления локомотивом, обеспечивающей улучшенное интегрирование в среду железнодорожной станции.

Подробное описание изобретения

Системы дистанционного управления локомотивами предшествующего уровня техники функционировали как изолированные устройства, которые позволяли оператору дистанционно управлять локомотивом, но не снабжали оператора информацией, относящейся к среде, в которой управляют локомотивом. Настоящее изобретение расширяет возможности системы дистанционного управления локомотивом для улучшения способности оператора работать в условиях железнодорожной станции. Производительность и безопасность операций дистанционного управления локомотивом могут быть повышены посредством добавления новых возможностей обработки данных, связи и пользовательского интерфейса, как описано ниже.

Усовершенствованная система 10 дистанционного управления локомотивом показана на чертеже как включающая в себя блок 12 управления оператора (OCU), имеющий процессор 30 и передатчик 21 блока управления оператора, обеспечивающий беспроводную связь с передатчиком 13 локомотива и блоком 14 управления локомотивом (LCU) в дистанционно управляемом локомотиве 16. Беспроводная линия может также включать в себя коммуникационные линии связи с путевыми устройствами 18 и/или с централизованным центром 20 управления. Блок 12 управления оператора включает в себя различные рычажки, кнопки, переключатели управления и светодиодные индикаторы 22, известные в данной области техники. Кроме того, блок 12 управления оператора включает в себя панель 24 графического дисплея для отображения для оператора информации в различных форматах. В отличие от простого буквенно-цифрового дисплея, использовавшегося в прошлом, панель 24 графического дисплея может быть электронно-лучевой, светодиодной, жидкокристаллической или плазменной или представлять собой другой графический дисплей, известный в данной области техники или который будет разработан в будущем, например, типа, обычно используемого сегодня в персональных информационных устройствах. В одном варианте осуществления изобретения графический дисплей может быть конфигурирован как многофункциональный графический интерфейс пользователя. Дисплейная панель 24 может быть только устройством вывода, или она может быть устройством ввода/вывода, таким как сенсорный экран. Дисплейная панель 24 может заменять или дополнять двухстрочный буквенно-цифровой дисплей известных блоков управления оператора предшествующего уровня техники.

Информация, представляющая схему железнодорожных линий и оборудование железнодорожной сети железнодорожной станции, хранится в базе данных путевого развития, например, в центре 20 управления или локально, например, в запоминающем устройстве блока 12 управления оператора. В одном варианте осуществления изобретения может быть обеспечена карта железнодорожной станции, где функционирует локомотив 16, показывающая местоположение одного или более локомотивов 16 относительно элементов железнодорожной линии и/или других транспортных средств в пределах станции. Информация о местоположении может быть получена при помощи блока 15 глобальной системы позиционирования (GPS) на локомотиве 16, посредством использования путевых датчиков, обнаруживающих каждый из множества локомотивов, имеющих уникальные идентификаторы, или посредством использования радиолокационных маяков 19, передающих локомотиву 16 информацию о местоположении. Например, радиолокационные маяки, такие как знаки автоматической идентификации (AEItags), расположенные в известных местоположениях вдоль железнодорожной линии, могут считываться локомотивом 16 для предоставления локомотиву 16 информации о местоположении, когда локомотив 16 проходит мимо знака. Информация о местоположении передается блоку 12 управления оператора от локомотива 16, от путевого оборудования 18 или от центра 20 управления. Зоны маневрового парка, в которых установлены специальные рабочие ограничения, такие как зоны ограничения скорости, могут быть выделены на дисплейной панели 24, например, могут быть отображены другим цветом или с мигающим индикатором. Подобным образом, на дисплейной панели 24 могут быть выделены предупреждения при помощи цветовых, мигающих индикаторов или изменений яркости и т.д.

Согласно другому объекту изобретения каждому из множества дистанционно управляемых при помощи блока управления оператора локомотивов 16 на железнодорожной станции может быть присвоен уникальный идентификатор для приема команд управления от соответствующего блока 12 управления оператора. Местоположение каждого локомотива 16 на железнодорожной станции может отслеживаться, например, центром 20 управления. Каждый блок 12 управления оператора может быть выполнен с возможностью обращения к и осуществления связи с выбранным одним из локомотивов, имеющим некоторый уникальный идентификатор, для управления движением соответствующего локомотива 16. Блок 12 управления оператора может отображать информацию, относящуюся к местоположению управляемого локомотива 16, и может также отображать информацию, относящуюся к соответствующим местоположениям других локомотивов 16 на железнодорожной станции, не управляемых этим блоком 12 управления оператора.

В другом варианте осуществления изобретения дисплейная панель 24 может использоваться для отображения изображений, наблюдаемых формирователем изображения, таким как одна или более телекамер 26, расположенных на локомотиве 16 или в другом месте, ассоциативно связанном с железнодорожным путем 28. Для экономного использования доступного диапазона частот беспроводной связи видеоизображение, передаваемое блоку управления оператора, может быть покадровой информацией, или изображения прямой трансляции могут передаваться только по запросу оператора. Система 25 обработки видео, связанная с телекамерой (телекамерами) 26, может автоматически обнаруживать препятствие 27 на рельсах 28 на пути локомотива 26 и может выдавать сигнал предупреждения оператору. Видеоизображение препятствия может прерывать отображение некоторой другой информации, отображаемой на дисплейной панели 24, или оператор может быть предупрежден о необходимости запроса на отображение видеоинформации. В других вариантах осуществления изобретения на локомотиве могут использоваться датчики других типов, например, такие как сонар, ультразвуковой датчик, радиолокационный датчик, инфракрасный датчик, лазерный датчик, и изображения, отображаемые на дисплейной панели 24, могут быть реальными изображениями, создаваемыми этими датчиками, и/или графическими представлениями информации, полученной этими датчиками. Формирователем 26 изображения можно управлять дистанционно командами, передаваемыми от блока 12 управления оператора. Например, по меньшей мере, один из различных рычажков, кнопок и переключателей 22 управления может быть сконфигурирован для управления формирователем 26 изображения на основе позиционирования соответствующего рычажка, кнопки и/или переключателя 22 оператором. Изображения, полученные формирователем 26 изображения, могут также передаваться на дисплей центра 20 управления, и сигналы управления для управления работой формирователя изображения могут посылаться из центра 20 управления в формирователь 26 изображения локомотива 16.

Движение вагонов в маневровом парке представляет собой очень сложный и контролируемый процесс. В типичном случае, оператор, осуществляющий дистанционное управление локомотивом, будет снабжен отпечатанной копией (на бумаге) переключательного списка (рабочего наряда), детализирующего необходимую конфигурацию формируемого на железнодорожной станции состава. Переключательный список детализирует намеченные перемещения локомотива 16 в пределах железнодорожной станции. Оператор следует инструкциям переключательного списка и затем докладывает в центр 20 управления по радио или лично по завершении перемещений, указанных в переключательном списке. Физическое перемещение в место для приема переключательного списка может занимать существенное количество времени в зависимости от местонахождения оператора в пределах территории станции. Кроме того, переключательные списки на бумажном носителе трудно удерживать, работая с блоком 12 управления оператора, и они часто теряются и повреждаются в результате воздействия погодных условий. В другом варианте осуществления настоящего изобретения такие рабочие наряды хранятся в базе данных, такой как база 23 данных, находящаяся в центре 20 управления, и отображаются для оператора на дисплее 24 блока 12 управления оператора. Передача по линии связи переключательного списка оператору экономит время и устраняет проблемы, связанные с распечатанной копией переключательного списка. Оператор может также докладывать по беспроводной линии связи при помощи блока управления оператора о завершении перемещений, заданных в переключательном списке, в центр 20 управления, действуя одним из различных рычажков, кнопок и переключателей 22 управления, выполненных с возможностью передачи этой информации. Кроме того, в центр 20 управления можно быстро докладывать об отклонениях от переключательного списка, например, когда обнаружен дефектный вагон, и он намеренно выведен из состава.

Блоку 12 управления оператора может передаваться информация о неисправностях локомотива 16, и информация о техническом состоянии локомотива 16 может отображаться для оператора на дисплейной панели 24. Датчики 17 на локомотиве 16 отслеживают параметры, отражающие техническое состояние локомотива 16. Такая информация передается блоком 14 управления локомотивом блоку 12 управления оператора для отображения для оператора. Процессор принимает информацию о техническом состоянии и генерирует рабочие рекомендации для отображения на блоке 12 управления оператора. Информация о техническом состоянии может также обрабатываться на локомотиве 16 или в центре 20 управления для генерирования рабочих рекомендаций для передачи блоку 12 управления оператора и отображения на нем. Отображаемая информация может включать в себя сообщение о неисправности и может также включать в себя инструкции для оператора для ремонта/устранения неисправности. Серии действий по ремонту могут быть связаны с кодом каждой возможной неисправности, таким как хранящимся в базе данных центра 20 управления, в блоке 12 управления оператора или в локомотиве 16. Когда возникает неисправность, оператор руководствуется инструкциями по устранению неисправности, отображаемыми на блоке 12 управления оператора. Инструкции могут включать в себя, например, текст, графическую и/или видеоинформацию. Оператор может подтверждать действия и/или использовать обратную связь других типов при помощи дисплейной панели 24 или других средств для осуществления дополнительного процесса диагностики. Таким образом, выполняются действия в соответствии с деревом неисправностей с целью устранения неисправности. В альтернативном варианте, оператор может принимать рабочие рекомендации, инструктирующие оператора о выводе локомотива из эксплуатации и/или перемещении локомотива на запасной путь или в ремонтные службы для более эффективного выполнения ремонта и устранения помех работе железнодорожной станции. Рабочие параметры и/или рекомендации по работе и обслуживанию могут также передаваться на дисплей диспетчерской вышки для контроля.

Известно, что реакция на некоторые аварийные ситуации, затрагивающие дистанционно управляемые локомотивы, включает в себя рассчитанный по времени обратный отсчет перед выполнением действия. Дисплейная панель 24 может использоваться для отображения таких обратных отсчетов либо в цифровом, либо в графическом представлении для лучшего информирования оператора об ожидаемом автоматическом аварийном действии.

Хотя здесь были показаны и описаны различные варианты осуществления настоящего изобретения, будет понятно, что такие варианты даны только для примера. Для специалистов в данной области техники будут очевидны многие варианты, изменения и замены без отхода от сущности описанного здесь изобретения.

1. Система дистанционного управления локомотивом, содержащая:датчик на локомотиве, предоставляющий информацию о локомотиве;передатчик, передающий информацию о локомотиве от локомотива блоку управления оператора (OCU), находящемуся вне локомотива;графический дисплей, соединенный с блоком управления оператора для отображения информации о локомотиве в графическом формате для оператора, использующего блок управления оператора;блок управления локомотивом (LCU), имеющий связь с блоком управления оператора и выполненный с возможностью управления движением локомотива на железнодорожной станции непосредственно в ответ на манипулирование оператором блоком управления оператора; ибазу данных, доступную для блока управления оператора, при этом база данных хранит рабочий наряд, детализирующий необходимую конфигурацию формируемого на железнодорожной станции состава, причем рабочий наряд отображается на графическом дисплее для выполнения рабочего наряда оператором при управлении движением локомотива на железнодорожной станции для формирования состава.

2. Система по п.1, в которой датчик содержит устройство определения местоположения для предоставления информации о локомотиве, содержащей данные о местоположении локомотива.

3. Система по п.2, дополнительно содержащая базу данных железнодорожных путей, представляющую схему расположения путей на железнодорожной станции и связанную с блоком управления оператора для обеспечения возможности графического отображения блоком управления оператора местоположения локомотива на железнодорожной станции относительно схемы расположения путей.

4. Система по п.3, используемая для управления множеством локомотивов на железнодорожной станции, причем каждый локомотив имеет индивидуальный идентификатор, при этом система содержит множество датчиков для определения соответствующего местоположения каждого из локомотивов и передатчик в блоке управления оператора для обращения к и осуществления связи с выбранным одним из локомотивов для управления движением выбранного одного из локомотивов, причем блок управления оператора отображает соответствующее местоположение выбранного одного из локомотивов, которым управляют.

5. Система по п.4, в которой блок управления оператора отображает соответствующие местоположения других локомотивов на железнодорожной станции, отличных от упомянутого выбранного одного.

6. Система по п.2, в которой устройство определения местоположения содержит приемник глобальной системы позиционирования (GPS).

7. Система по п.2, в которой устройство определения местоположения содержит считыватель радиолокационного маяка.

8. Система по п.7, в которой считыватель радиолокационного маяка содержит считыватель знака автоматической идентификации.

9. Система по п.1, в которой датчик содержит формирователь изображения для предоставления информации о локомотиве, содержащей изображения, наблюдаемые с локомотива, посредством чего изображения отображаются на блоке управления оператора, удаленном от локомотива, которым осуществляется управление при помощи блока управления оператора.

10. Система по п.9, в которой формирователь изображения представляет собой видеокамеру.

11. Система по п.9, в которой формирователь изображения представляет собой ультразвуковое устройство.

12. Система по п.9, в которой формирователь изображения представляет собой радиолокационное устройство.

13. Система по п.9, дополнительно содержащая второй формирователь изображения, при этом один формирователь изображения расположен в передней части локомотива, а другой формирователь изображения расположен в задней части локомотива.

14. Система по п.9, дополнительно содержащая передатчик в блоке управления оператора для передачи сигнала управления, управляющего работой формирователя изображения.

15. Система по п.9, дополнительно содержащая датчик обнаружения препятствия для обнаружения препятствий в пределах предопределенного расстояния от локомотива.

16. Система по п.1, в которой датчик содержит устройство текущего контроля технического состояния локомотива для предоставления информации о локомотиве, содержащей информацию, отражающую техническое состояние локомотива.

17. Система по п.16, дополнительно содержащая процессор, принимающий информацию о техническом состоянии локомотива и генерирующий рабочие рекомендации относительно локомотива для отображения на блоке управления оператора.

18. Система по п.16, дополнительно содержащая процессор, принимающий информацию о техническом состоянии локомотива и генерирующий рекомендации по обслуживанию локомотива для отображения на блоке управления оператора.

19. Система по п.1, в которой датчик содержит устройство текущего контроля состояния локомотива для предоставления информации о локомотиве, содержащей информацию о состоянии локомотива.

20. Система по п.19, дополнительно содержащая процессор, принимающий информацию о состоянии локомотива и генерирующий индикацию рассчитанного по времени обратного отсчета для отображения на блоке управления оператора, в ответ на упомянутое состояние.