專利名稱：多級鐵路運營優(yōu)化系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及優(yōu)化鐵路運營，具體地說，涉及使用多級全系統(tǒng)方法優(yōu)化鐵路運營的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
鐵路是復(fù)雜的系統(tǒng)，每個部件與系統(tǒng)內(nèi)的其他部件相互依存。過去嘗試優(yōu)化鐵路系統(tǒng)的特定部件或部件組的運營，諸如對機車，對特定運營特性，諸如油耗，其是運營鐵路系統(tǒng)的成本的主要成分。一些估計表明油耗是第二最大的鐵路運營系統(tǒng)運營成本，僅次于勞動力成本。
例如，美國專利No.6,144,901提議優(yōu)化列車運營的多個運營參數(shù)，包括油耗。然而，優(yōu)化特定列車，其僅是更大系統(tǒng)的一個組件的性能，包括例如鐵路軌道網(wǎng)、其他列車、工作人員、鋼軌廠、出發(fā)點以及目的地點不可能產(chǎn)生整體全系統(tǒng)優(yōu)化。優(yōu)化系統(tǒng)的僅一個組件的性能(即使它是主要組件，諸如列車)實際上可以導(dǎo)致增加全系統(tǒng)成本，因為該現(xiàn)有技術(shù)方法不考慮對其他部件和整個鐵路系統(tǒng)效率的相互關(guān)系和影響。例如，列車的優(yōu)化忽視單個列車內(nèi)機車的潛在效率，如果機車自主優(yōu)化它們自己的性能，其效率可用。
在U.S.專利No.5,794,172中公開了在鐵路軌道網(wǎng)系統(tǒng)計劃的一種系統(tǒng)和方法。諸如此的運動計劃器基于由鐵路公司定義的商業(yè)目標(biāo)函數(shù)(BOF)，而不一定基于優(yōu)化性能或特定性能參數(shù)，諸如油耗，通過網(wǎng)絡(luò)，主要集中在列車的運動上。另外，運動計劃器不將優(yōu)化向下擴展到列車(更不必說組成或機車)，也不向下擴展到鐵路服務(wù)和計劃用于維修列車或機車的維修運營。
因此，在現(xiàn)有技術(shù)中，還沒有意識到鐵路系統(tǒng)的運營的優(yōu)化要求多級方法、在每一級收集關(guān)鍵數(shù)據(jù)以及與系統(tǒng)中的其他級傳送數(shù)據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個方面是提供一種用于管理鐵路系統(tǒng)及其運營部件的多級系統(tǒng)，其中，該鐵路系統(tǒng)具有第一級，配置成優(yōu)化包括定義運營特性的第一級運營參數(shù)和第一級的數(shù)據(jù)的第一級內(nèi)的運營，以及第二級，配置成優(yōu)化包括定義運營特性的第二級運營參數(shù)和第二級的數(shù)據(jù)的第二級內(nèi)的運營。第一級為該第二級提供第一級運營參數(shù)，以及該第二級為該第一級提供第二級運營參數(shù)，以便優(yōu)化該第一級內(nèi)的運營和優(yōu)化該第二級內(nèi)的運營分別是優(yōu)化系統(tǒng)優(yōu)化參數(shù)的函數(shù)。
本發(fā)明的另一方面包括提供一種優(yōu)化鐵路系統(tǒng)的運營的方法，該鐵路系統(tǒng)具有第一級和第二級，包括將定義第一級的運營特性的第一級運營參數(shù)從第一級傳送到第二級；將定義第二級的運營特性的第二級運營參數(shù)從第二級傳送到第一級；基于系統(tǒng)優(yōu)化參數(shù)，優(yōu)化第一級和第二級的組合上的系統(tǒng)運營；基于第一級優(yōu)化參數(shù)和至少部分基于系統(tǒng)優(yōu)化參數(shù)，優(yōu)化第一級內(nèi)的運營；以及基于第二級優(yōu)化參數(shù)和至少部分基于系統(tǒng)優(yōu)化參數(shù)，優(yōu)化第二級內(nèi)的運營。
本發(fā)明的另一方面是提供用于復(fù)雜鐵路系統(tǒng)的多級鐵路運營優(yōu)化的方法和系統(tǒng)，識別每一級的關(guān)鍵運營限制和數(shù)據(jù)，將這些限制和數(shù)據(jù)傳送到相鄰級以及基于相鄰級的數(shù)據(jù)和限制，優(yōu)化每一級的性能。
本發(fā)明的方面進一步包括在系統(tǒng)的多級建立和傳送更新計劃和與計劃一致監(jiān)視和通信。
本發(fā)明的方面進一步包括優(yōu)化鐵路基礎(chǔ)設(shè)施級、鐵路軌道網(wǎng)級、網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的單個列車級、列車內(nèi)的組成級以及組成內(nèi)的單個機車級的性能。
本發(fā)明的方面進一步包括優(yōu)化鐵路基礎(chǔ)設(shè)施級的性能以允許基于條件，而不是基于計劃、機車維修，包括臨時(或短期)維修需求，諸如加油和替換機車板上的其他消耗材料，以及長期維修需求，諸如替換和修補關(guān)鍵機車運營部件，諸如牽引馬達和發(fā)動機。
本發(fā)明的方面包括根據(jù)鐵路運營公司的企業(yè)目標(biāo)函數(shù)，諸如及時送貨、資產(chǎn)利用、最小燃油使用率、降低排放、優(yōu)化工作人員成本、暫停時間、維修時間和成本以及降低的整個系統(tǒng)成本，優(yōu)化各個級的性能。
本發(fā)明的這些方面提供諸如降低逐個旅程燃油使用率可變性、用于系統(tǒng)內(nèi)操作的每個機車的燃油節(jié)省、適度地恢復(fù)混亂的系統(tǒng)、消除燃油外任務(wù)故障、提高燃油庫存裝卸搬運后勤，以及減少驅(qū)動判定中工作人員的自主性的優(yōu)點。


圖1是本發(fā)明的鐵路運營優(yōu)化的多級屬性的圖示，以及在彼此的各個關(guān)系中所述的鐵路基礎(chǔ)設(shè)施、鐵路軌道網(wǎng)、列車、機車組成和各個機車級。
圖2是示例說明該級的基礎(chǔ)設(shè)施處理器的輸入和輸出的鐵路基礎(chǔ)設(shè)施級的圖示。
圖3是基礎(chǔ)設(shè)施級的優(yōu)化維修運營的細節(jié)的示意圖。
圖4是基礎(chǔ)設(shè)施級的優(yōu)化加油運營的細節(jié)的示意圖。
圖5是示例說明其上的鐵路基礎(chǔ)設(shè)施和其下的列車級的關(guān)系的鐵路軌道網(wǎng)級的示意圖。
圖6是示例說明鐵路軌道網(wǎng)級的細節(jié)，以及來自該級的處理器的輸入和輸出的示意圖。
圖7是輸入到列車級的現(xiàn)有運動計劃器和其輸出的示意圖。
圖8是具有用于優(yōu)化另外的燃油使用率參數(shù)的網(wǎng)絡(luò)燃油管理處理器的改進鐵路網(wǎng)處理器的示意圖。
圖9是一對線狀圖，第一圖是在不考慮運營優(yōu)化的情況下所做的初始運動計劃，以及第二圖是為降低油耗而優(yōu)化的改進計劃。
圖10是示例說明與其相關(guān)級的關(guān)系的列車級的示意圖。
圖11是示例說明列車級處理器的輸入和輸出的細節(jié)的示意圖。
圖12是示例說明與其相關(guān)級的關(guān)系的組成級的示意圖。
圖13是示例說明組成級處理器的輸入和輸出的細節(jié)的示意圖。
圖14是示例說明作為用于組成級的各種運營模式的計劃時間的函數(shù)的燃油使用率的圖。
圖15是示例說明與組成級的關(guān)系的機車級的示意圖。
圖16是示例說明機車級處理器的輸入和輸出的細節(jié)的示意圖。
圖17是示例說明作為用于機車級的各種運營模式的計劃時間的函數(shù)的燃油使用率的圖。
圖18是示例說明作為用于各種運營模式的機車級生成的功率量的函數(shù)，如在每功率單位中測量的燃油使用率的機車級燃油效率的圖。
圖19是示例說明作為機車級的DC母線電壓的函數(shù)，各種電子系統(tǒng)損耗的圖。
圖20是示例說明作為機車級的發(fā)動機速度的函數(shù)的油耗的21是具有如燃油優(yōu)化而構(gòu)造和運營的板上能量再生和存儲性能的混合能量機車的能量管理子系統(tǒng)的示意圖。
具體實施例方式
參考圖1，描述了鐵路系統(tǒng)50的多級屬性。如所示，該系統(tǒng)包括從最高級到最低級鐵路基礎(chǔ)設(shè)施級100、軌道網(wǎng)級200、列車級300、組成級(consistlevel)400和機車級500。如下文所述，每一級具有其自己的運營特征、限制、關(guān)鍵運營參數(shù)和優(yōu)化邏輯。此外，每一級以獨特方式，與相關(guān)級交互作用，以及在級間的每一接口互換不同數(shù)據(jù)，以便級能協(xié)作來優(yōu)化整個鐵路系統(tǒng)50。用于優(yōu)化鐵路系統(tǒng)50的方法相同，不管從機車級500向上考慮，還是從鐵路基礎(chǔ)設(shè)備系統(tǒng)100向下考慮。為便于理解，將提出自頂向下透視圖。
鐵路基礎(chǔ)設(shè)施級鐵路基礎(chǔ)設(shè)施級100的鐵路系統(tǒng)50的優(yōu)化在圖1-4中描述。如圖1所示，多級鐵路運營系統(tǒng)50的級和方法自頂向下包括鐵路基礎(chǔ)設(shè)施級100、軌道網(wǎng)級200、列車級300、組成級400和機車級500。鐵路基礎(chǔ)設(shè)施級100包括下級的軌道網(wǎng)200、列車300、組成400和機車級500。另外，基礎(chǔ)設(shè)施級100包含未示出的其他內(nèi)部特征和功能，諸如維修廠、服務(wù)側(cè)線、加油站、路邊設(shè)備、鋼軌廠、列車工作人員運營、目的地、加載設(shè)備(通稱為傳感器)、卸載設(shè)備(通常稱為擺設(shè))，以及存取影響基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)據(jù)，諸如鐵路運營規(guī)則、天氣條件、鋼軌條件、企業(yè)目標(biāo)函數(shù)(包括成本，諸如用于延遲和途中損壞的罰款，以及即時發(fā)貨的獎勵)、自然災(zāi)害，以及政府規(guī)章要求。這些是在鐵路基礎(chǔ)設(shè)施級100包含的特征和函數(shù)。鐵路基礎(chǔ)設(shè)施級100的大部分是永久基礎(chǔ)(或至少更長期基礎(chǔ))?；A(chǔ)設(shè)施部件，諸如路邊設(shè)備的位置、加油站以及服務(wù)設(shè)施在任何指定列車行程過程期間不易于改變。然而，這些部件的實時可用性可以隨可用性、時刻以及由其他系統(tǒng)使用改變。鐵路基礎(chǔ)設(shè)施級100的這些特征充當(dāng)時機或資源以及約束其他級上的鐵路系統(tǒng)50的運營。然而，鐵路基礎(chǔ)設(shè)施級100的其他方面能用來服務(wù)鐵路系統(tǒng)50的其他級，諸如軌道網(wǎng)、列車、組成或機車，根據(jù)多級優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)，諸如總?cè)加?、加油、排放輸出、資源管理等等。
圖2提供鐵路基礎(chǔ)設(shè)施級100的優(yōu)化的示意圖。示例說明基礎(chǔ)設(shè)施級100和與軌跡級202和列車級300交互作用的基礎(chǔ)設(shè)施級處理器202，以便從這些級以及從鐵路基礎(chǔ)設(shè)施級100本身內(nèi)接收輸入數(shù)據(jù)，以便產(chǎn)生命令和/或向軌道網(wǎng)級200和列車級300提供數(shù)據(jù)，以及優(yōu)化鐵路基礎(chǔ)設(shè)施級100內(nèi)的運營。
如圖3所示，基礎(chǔ)設(shè)施處理器202可以是計算機，包括存儲器302、包括優(yōu)化算法的計算機指令304等等?；A(chǔ)設(shè)施級100包括例如列車和機車的維修，諸如維修廠和服務(wù)側(cè)線來優(yōu)化這些維修運營，基礎(chǔ)設(shè)施級100接收基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù)206，諸如設(shè)施位置、設(shè)施性能(靜態(tài)特性，諸如服務(wù)場(servicebay)，以及動態(tài)特性，諸如場的可用性、服務(wù)工作人員以及備件庫存)、設(shè)施成本(諸如每小時速率，停工機要求)，以及較早記錄數(shù)據(jù)，諸如天氣條件、自然災(zāi)害以及企業(yè)目標(biāo)函數(shù)?；A(chǔ)設(shè)施級還接收軌道網(wǎng)級數(shù)據(jù)208，諸如用于在服務(wù)設(shè)施處，鐵路裝置的計劃到達和離開的當(dāng)前列車系統(tǒng)時間表，設(shè)施處替代功率(即替換機車)的可用性以及定期服務(wù)。另外，基礎(chǔ)設(shè)施級接收列車級數(shù)據(jù)210，諸如系統(tǒng)上列車的當(dāng)前性能，特別是可能要求另外的基于條件(與基于時間表相反)的維修的健康問題的性能，當(dāng)前位置，列車的速度和方向，以及當(dāng)列車到來時的預(yù)期維修要求?；A(chǔ)設(shè)施處理器202通過向服務(wù)設(shè)施發(fā)送用于將維修的特定列車的工作命令或其他指令，分析該輸入數(shù)據(jù)和優(yōu)化鐵路基礎(chǔ)設(shè)施級100運營，如框226所示，包括用于準(zhǔn)備將完成的工作的指令，諸如調(diào)度工作場、工作人員、工具和分類備件。基礎(chǔ)設(shè)施級100還提供由下級系統(tǒng)使用的指令。例如，發(fā)出軌道命令228以便根據(jù)服務(wù)計劃，提供修正列車運動計劃、向鋼軌廠建議服務(wù)計劃，諸如重新組合列車，以及提供替換機車的替代功率的數(shù)據(jù)。向列車級300發(fā)出列車命令230以便將維修的特定列車可以具有受限運營或提供作為服務(wù)計劃的函數(shù)的站上維修指令。
作為基礎(chǔ)設(shè)施級100的運營的一個例子，圖4表示基礎(chǔ)設(shè)施級優(yōu)化加油400。這是基礎(chǔ)設(shè)施級100的優(yōu)化維修的具體實例。輸入到基礎(chǔ)設(shè)施級400、用于優(yōu)化加油的基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù)406與加油參數(shù)有關(guān)。這些包括加油站位置(包括大的服務(wù)設(shè)施，以及燃油庫，甚至能調(diào)度燃油車的側(cè)線)以及總?cè)加统杀荆粌H包括每燃油加侖的直接價格，而且包括資產(chǎn)和工作人員停工期、庫存運輸貨、稅、開銷和環(huán)境要求。軌道網(wǎng)級輸入數(shù)據(jù)408包括改變有關(guān)整個運動計劃的列車時間表以便如果未完成加油，適應(yīng)加油或降低速度的成本，以及由于它對燃油使用具有主要影響，列車前的軌道的地形。列車級輸入數(shù)據(jù)410包括當(dāng)前位置和速度、燃油級和燃油使用率數(shù)據(jù)(能用來確定行程的機車范圍)以及組成配置，以便能考慮另外的機車功率生成模式。列車時間表以及列車重量、貨物和長度與預(yù)期燃油使用率有關(guān)。最佳加油基礎(chǔ)設(shè)施級400的輸出包括不僅根據(jù)用于每個特定列車的加油指令，而且如在用于燃油庫存目的，在一定時間周期上預(yù)期，優(yōu)化加油站。其他輸出包括到軌道網(wǎng)級200以便修正運動計劃的命令數(shù)據(jù)428，以及用于設(shè)施站的加油指令的列車級命令430，包括時間表，以及有關(guān)列車的運營限制，諸如當(dāng)列車途經(jīng)燃油位置時，燃油使用的最大速率。
鐵路基礎(chǔ)設(shè)施運營的優(yōu)化不是靜態(tài)過程，而是動態(tài)過程，易于以正常預(yù)定間隔(諸如每30分鐘)或當(dāng)發(fā)生重大事件并報告給基礎(chǔ)設(shè)施級100(諸如列車制動故障和服務(wù)設(shè)施問題)時修正。基礎(chǔ)設(shè)施級100內(nèi)以及與其他級的通信可以基于實時或幾乎實時完成以允許保持服務(wù)計劃最新和分布到其他級所需的關(guān)鍵信息流。另外，為稍后分析趨勢或標(biāo)識或分析特定級特性、性能、與其他級交互作用或識別特定裝置問題，可以存儲信息。
鐵路軌道網(wǎng)級在鐵路基礎(chǔ)設(shè)施的運營計劃中，如圖5和6所示，執(zhí)行鐵路軌道網(wǎng)級200的優(yōu)化。鐵路軌道網(wǎng)級200不僅包括軌道布局，而且包括用于軌道布局上各種列車的運動的計劃。圖5表示路鐵軌道網(wǎng)級200與其上的鐵路基礎(chǔ)設(shè)施級100和其下的各個列車間的交互作用。如所示，軌道網(wǎng)絡(luò)級200從基礎(chǔ)設(shè)施級100和列車級300接收輸入數(shù)據(jù)，以及鐵路軌道網(wǎng)級200內(nèi)接收數(shù)據(jù)(或反饋)。如圖6所示，軌道網(wǎng)處理器502可以是計算機，包括存儲器602、包括優(yōu)化算法的計算機指令604等等。如圖6所示，基礎(chǔ)設(shè)施級數(shù)據(jù)506包括有關(guān)天氣條件、鋼軌廠、替代功率、維修設(shè)施和計劃、原點和目的地的信息。軌道網(wǎng)數(shù)據(jù)508包括有關(guān)現(xiàn)有列車運動時間表、企業(yè)目標(biāo)函數(shù)和網(wǎng)絡(luò)限制(諸如有關(guān)軌道的某些部分的運營的限制)的信息。列車級輸入數(shù)據(jù)510包括有關(guān)機車位置和速度、當(dāng)前性能(健康)、所需維修、運營限制、組成配置、裝載量和長度的信息。
圖6還表示軌道網(wǎng)級200的輸出，包括發(fā)送到基礎(chǔ)設(shè)施級的數(shù)據(jù)526、到列車的命令530以及到軌道網(wǎng)級200本身的優(yōu)化指令。發(fā)送到基礎(chǔ)設(shè)施級100的數(shù)據(jù)526包括路旁設(shè)備要求、鋼軌廠需求、維修設(shè)施需要，以及預(yù)期原點和目的地活動性。列車命令530包括每一列車的時間表和途中的運營限制，以及軌道網(wǎng)優(yōu)化528包括修正列車系統(tǒng)時間表。
關(guān)于基礎(chǔ)設(shè)施級100，以定期間隔或當(dāng)發(fā)生重大事件時，修正鐵路軌道網(wǎng)級200時間表(或運動計劃)。關(guān)鍵數(shù)據(jù)和命令的輸入和輸出的傳送可以基于實時進行以保持各個計劃最新。
在U.S.專利No.5,794,172中公開了現(xiàn)有運動計劃器的例子。該系統(tǒng)包括現(xiàn)有技術(shù)計算機輔助調(diào)度(CAD)系統(tǒng)，具有用于建立用于每個機車的詳細運動計劃和并傳送到機車的功率調(diào)度系統(tǒng)運動計劃器。更具體地說，這種運動計劃器根據(jù)限定的計劃范圍，諸如8小時，計劃軌道網(wǎng)上的列車的運動。運動計劃器嘗試優(yōu)化為用于鐵路軌道網(wǎng)級的列車級中的各個列車的BOFs的總和的鐵路軌道網(wǎng)級企業(yè)目標(biāo)函數(shù)(BOF)。每個列車的BOF與列車的終點有關(guān)。也可以與單個列車行程中的任何點有關(guān)。在現(xiàn)有技術(shù)中，每一列車具有單一BOD，用于計劃地區(qū)中的每個計劃周期。另外，每一軌道網(wǎng)系統(tǒng)可以具有不同多個計劃地區(qū)。例如，軌道網(wǎng)系統(tǒng)可以具有7個計劃地區(qū)。同樣地，將途經(jīng)N個地區(qū)的列車在任一時刻將具有N個BOF。BOF提供比較兩個運動計劃的質(zhì)量的裝置。
在每小時計算每一列車的運動計劃的過程中，運動計劃器比較上千個交替計劃。軌道網(wǎng)級問題非常受軌道的物理布局、軌道或列車運營限制、列車性能以及資源的沖突要求限制。計算運動計劃以便支持鐵路運營的動態(tài)屬性所需的時間是主要限制。為此，基于列車組成、軌道條件和列車時間表的預(yù)計算和存儲的數(shù)據(jù)，假定列車性能數(shù)據(jù)。由運動計劃器使用的過程通過模擬軌道上列車的無對立運動，以及用于工作活動性的停止和暫停，計算用于列車時間的表的最小運動時間。該過程俘獲列車路徑中的每個軌道段和交替軌道段上的運行時間。然后，將計劃緩沖，諸如運動時間的百分比添加到列車的預(yù)測運行時間以及緩沖時間用來生成運動計劃。
在圖20中示出了一種現(xiàn)有技術(shù)運動計劃器，其中，列車(由此列車級、組成級、機車級/發(fā)動機)以最佳速度S1以及在曲線2002的底部2004，導(dǎo)致降低油耗的速度/油耗曲線2002。典型的列車速度超出最佳列車速度F1，以致降低平均列車速度通常導(dǎo)致降低的油耗。
圖7和8示例說明本發(fā)明的實施例的細節(jié)以及軌道網(wǎng)級200的運動計劃的好處。圖7示例說明分析運營參數(shù)來優(yōu)化用于最佳燃油使用率的列車運動計劃的運動計劃器700的例子。運動計劃器從列車級300接收輸入。運動計劃器702的圖7實施例相對于加油點和企業(yè)目標(biāo)函數(shù)(BOF)710，包括上述計劃緩沖，從外部源接收到運動計劃器702的消息并分析它。提供列車級300中，列車上到燃油優(yōu)化器704的通信鏈路706以便將最近運動計劃傳送到列車級300上的每個列車。在現(xiàn)有技術(shù)中，運動計劃器嘗試最小化相遇和通過的延遲。相反，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的系統(tǒng)將這些延遲用作各個級，用于燃油優(yōu)化的時機。
圖8示例說明用于優(yōu)化燃油優(yōu)化、分析除圖7中所示的另外的運營參數(shù)的運動計劃器。網(wǎng)絡(luò)燃油管理器802基于列車級300的每個列車的企業(yè)目標(biāo)函數(shù)(BOF)810、列車以及包括那些列車的機車的發(fā)動機性能812、擁擠數(shù)據(jù)804和燃油加權(quán)因子808，提供具有軌道網(wǎng)級200內(nèi)的燃油使用率的功能性的軌道網(wǎng)級200。軌道網(wǎng)級的運動計劃器從列車級優(yōu)化器704和網(wǎng)絡(luò)燃油管理器802接收輸入708。例如，列車級200為運動計劃器702提供發(fā)動機故障和馬力降低數(shù)據(jù)708。運動計劃器702將運動計劃706提供給列車級200以及將擁擠數(shù)據(jù)804提供給網(wǎng)絡(luò)燃油管理器802。列車級200將發(fā)動機性能數(shù)據(jù)812提供給網(wǎng)絡(luò)燃油管理器802。軌道網(wǎng)級200的運動計劃器702利用用于每個列車的企業(yè)目標(biāo)函數(shù)(BOF)、計劃緩沖和加油點806以及發(fā)動機故障和馬力降低數(shù)據(jù)708來開發(fā)和修改用于列車級200的特定列車的運動計劃。
如上所述，運動計劃器702的圖8實施例包含網(wǎng)絡(luò)級管理器模塊或燃油優(yōu)化器，監(jiān)控用于各個列車的性能數(shù)據(jù)和將輸入提供給運動計劃器以便將燃油優(yōu)化信息包含在運動計劃中。該模塊802基于估計的燃油使用率和燃油成本，確定加油位置。燃油成本加權(quán)因子表示相對于時間表靈活性，燃油成本(直接和間接)的參數(shù)平衡。結(jié)合在列車的路線中預(yù)期的擁擠，考慮該平衡。為每個列車級燃油優(yōu)化而減速列車由于延遲其他列車，特別是在非常擁擠的地區(qū)，會增加軌道網(wǎng)級的擁擠。網(wǎng)絡(luò)燃油管理器模塊802連接到軌道網(wǎng)級200內(nèi)的運動計劃器702以便設(shè)置用于每個列車的計劃緩沖(在相當(dāng)影響其他列車運動前，計劃中的富裕時間量)以及修改運動計劃706以便允許設(shè)置各個列車計劃緩沖，以及比典型的更長計劃緩沖和更短相遇和通過，以便提供改進的燃油優(yōu)化。
另一增強指定用于具有燃油優(yōu)化器704以及其時間表不是很關(guān)鍵的列車的更高計劃緩沖。這提供在不太繁忙鐵路上運行的局部列車和多個局部列車的節(jié)約人。這包含到運動計劃器702的接口以便設(shè)置用于列車的計劃緩沖和運動計劃706的改進以便允許為單個列車設(shè)置計劃緩沖。
圖9示例說明用于在單個軌道上，在相反方向中運行的兩個列車(即列車A和B)的計劃運動(運動計劃706)的代表性的一組串行線圖，由此要求列車在側(cè)線906相遇和通過。串行線(string line)將列車位置表示為用于列車的旅行時間的函數(shù)，而線A示例說明當(dāng)它從該圖的上面附近的初始位置902向該圖的底部附近的最終位置904移動，以及列車B從該圖的底部的初始位置908向該圖的上部的最終位置910行進時，列車A的行程。僅為最小化影響列車運動所需的時間的目的，生成如圖9的第一串行線中所示的“初始計劃”900。該串行線表示在時間t1，列車A進入由水平線段906表示的側(cè)線906，以便讓列車B通過。在t1至t2，列車A停止以及側(cè)線906空閑。列車B，如線908至910所示，維持從908至910的恒定速度。上曲線909和曲線點線擴展911表示列車A能執(zhí)行的最快移動?？紤]燃油優(yōu)化，生成如圖9的右邊上的串行線中所示的“改進計劃”950。要求列車A行進更快(從t1至t4的線918-912的更陡斜率)以便到達第二或更遠側(cè)線912，即使在稍后時間t4，例如t4晚于t1。改進計劃還要求列車B在時間t3放慢其行駛速率以便通過第二側(cè)線912。改進計劃將列車A的空閑時間從在前時間t2-t1降低到t5-t4，以及在t3開始，降低列車B的速度以便產(chǎn)生如由兩個特定列車的組合所反映的、用于列車級300的燃油優(yōu)化的時機，同時以或接近較早性能級，維持軌道網(wǎng)級運動計劃。
軌道網(wǎng)級運動計劃器702的輸入還包括燃油庫的位置、燃油價格(每個庫$/加侖以及燃油時價或所謂“價格惡化”)、如由隨馬力變化，燃油使用變化的斜率所表示的發(fā)動機效率(例如Δ燃油使用/ΔHP的斜率)、如由隨速度和時間變化，燃油使用的變化的斜率表示的燃油效率、用于低或無燃油的機車的功率的降低、軌道粘附因素(雪、雨、沙、表面光滑、滑潤劑)、用于列車中的機車的燃油級，以及用于列車的燃油的計劃范圍。
由運動計劃器702建立的鐵路軌道網(wǎng)級功能性包括在當(dāng)前或計劃運營條件下，根據(jù)速度函數(shù)，確定所需組成功率，以及根據(jù)功率、機車類型和網(wǎng)絡(luò)軌道，確定油耗。運動計劃器702確定可以用于機車、將包括指定負(fù)載的組成或列車。確定可以是隨功率的變化(Δ燃油/ΔHP)的燃油變化和/或隨速度的馬力變化(ΔHP/Δ速度)的敏感性的函數(shù)。運動計劃器702進一步確定燃油速率的動態(tài)補償(如上所提供的)以便說明會削弱運動預(yù)測，例如預(yù)期速率的熱瞬變(隧道等等)以及粘附限制，諸如低速牽引力或等級。運動計劃器702可以基于運營假定，諸如功率在當(dāng)前級繼續(xù)或有關(guān)未來軌道的假定，預(yù)測當(dāng)前燃油外范圍。最后，已經(jīng)顯著改變的參數(shù)的檢測可以傳送到運動計劃器702，因此，可以要求諸如運動計劃改變的動作。這些動作可以是連續(xù)、定期傳送的，或基于異常，諸如對檢測的瞬變或定期燃油外條件所產(chǎn)生的自動函數(shù)。
軌道網(wǎng)級200的這種運營的好處包括允許運動計劃器702在優(yōu)化運動計劃中，考慮燃油使用，而不考慮組成級的細節(jié)，將燃油率預(yù)測為功率和速度的函數(shù)，以及通過綜合，確定運動計劃所需的期望總?cè)加?。另外，運動計劃器702可以預(yù)測時間表惡化率以及如果需要，對運動計劃做出正確調(diào)整。這可以包括從場延遲列車的調(diào)度或變更列車以便減輕主干線上的擁擠。軌道網(wǎng)級200還允許在最早時機時，將動態(tài)組成燃油狀態(tài)集中到加油確定上，包括確定功耗，諸如當(dāng)組成內(nèi)的一個機車停工或強制以降低功率運營時。軌道網(wǎng)級200還將允許確定對運動計劃的最佳更新(在機車級或組成級)。該增加的優(yōu)化數(shù)據(jù)降低在運動計劃或計算機輔助調(diào)度過程中所需的監(jiān)控和信號處理。
從軌道網(wǎng)級200輸出的運動計劃指定何地或何時等候燃油、所需燃油量、用于列車的上和下限速度、目的地的時間/速度以及為加油所分配的時間。
列車級圖10和11描述列車級300和其他級間的列車級運營和關(guān)系。列車處理器1002可以包括存儲器1102和包括優(yōu)化算法等等的計算機指令1104。盡管列車級300可以包括具有分布組成的長列車，每個組成具有幾個機車和組成間的多個車，列車級300可以是包括更復(fù)雜或相當(dāng)簡單結(jié)構(gòu)的任何結(jié)構(gòu)。例如，列車可以由單機車組成或在列車的最前面，具有多個機車的單組成形成，兩種配置均簡化級，從列車級300向組成級400以及機車級500傳送數(shù)據(jù)的交互作用和數(shù)量。在最簡單情況下，沒有任何車廂的單一機車可以組成列車。在這種情況下，列車級300、組成級400和機車級500是相同的。在這種情況下，機車級處理器、組成級處理器和機車級處理器可以由一個、兩個或三個處理器組成。
假定論述提出更復(fù)雜的列車結(jié)構(gòu)，那么列車級300的輸入數(shù)據(jù)，如圖10和11所示，包括基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù)1006、鐵路軌道網(wǎng)數(shù)據(jù)1008、列車數(shù)據(jù)1010，包括來自列車的反饋，以及組成級數(shù)據(jù)1012。列車級的輸出包括發(fā)送到基礎(chǔ)設(shè)施級1026和軌道網(wǎng)級1028的數(shù)據(jù)、列車級300內(nèi)的優(yōu)化以及到組成級1032的命令。鐵路基礎(chǔ)設(shè)施級輸出數(shù)據(jù)1006包括天氣條件、路邊裝置、維修廠和起點/目的地信息。軌道網(wǎng)級數(shù)據(jù)輸入1008包括列車系統(tǒng)時間表、網(wǎng)絡(luò)限制和軌道地形。列車數(shù)據(jù)輸入1010包括負(fù)載、長度、用于制動的當(dāng)前性能和功率、列車健康以及列車運營限制。組成數(shù)據(jù)輸入1012包括列車內(nèi)組成的數(shù)量和位置、組成中機車的數(shù)量以及組成內(nèi)用于分布式功率控制的性能。從源而不是機車組成級400到列車級300的輸入包括下述列車的首端和尾部(EOT)的位置、預(yù)期即將到來的軌道地形以及路邊裝置、運動計劃、天氣(風(fēng)、濕和雪)以及粘附(摩擦)管理。
從組成級400到列車級300的輸入通常是從機車，以及可能從負(fù)載車廂獲得的信息的集合。這些包括當(dāng)前運營條件、當(dāng)前設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備性能、燃油狀態(tài)、可消耗狀態(tài)、組成健康、用于當(dāng)前計劃的優(yōu)化信息、用于計劃優(yōu)化的優(yōu)化信息。該列車級集合該信息以及在已知維修點發(fā)送總范圍和可能可消耗級/狀態(tài)。也可以發(fā)送該項可以變得關(guān)鍵的信息。例如，如果在運營期間，不期望要求沙的粘附限制運營，維修撒沙裝置則不關(guān)鍵。
可以報告組成的健康以及可以包括故障信息、降低性能和維修需求?？梢詧蟾嬗糜诋?dāng)前計劃的優(yōu)化信息。例如，這可以包括組成級400或機車級500的燃油優(yōu)化。對燃油優(yōu)化，如圖14所示，由運營點1408和1410間的線的斜率和形狀表示用于組成級燃油優(yōu)化的數(shù)據(jù)和信息。此外，對組成級400，用于計劃優(yōu)化的優(yōu)化信息可以包括如圖14所示，如在運營點1408和1412間所述的數(shù)據(jù)和信息。
還如圖11所示，由列車級300發(fā)送到基礎(chǔ)設(shè)施級100的輸出數(shù)據(jù)1026包括有關(guān)位置、列車的方向速度、列車的健康、鑒于健康條件的列車性能的運營下降以及維修需求，短期需求，諸如與消耗品有關(guān)，以及長期需要，諸如系統(tǒng)或裝置修補要求的信息。從列車級300發(fā)送到鐵路軌道網(wǎng)級200的數(shù)據(jù)1028包括列車位置、方向和速度、燃油級、范圍和使用率以及列車性能，諸如功率、動態(tài)制動和摩擦管理。列優(yōu)化車級300內(nèi)的性能包括將功率分布到列車級內(nèi)的組成，將動態(tài)制動負(fù)載分布到列車級內(nèi)的組成級，以及將氣力制動分布到列車級內(nèi)的車廂，以及組成和鐵路車廂的車輪粘附。到組成級400的輸出命令包括用于每一組成的發(fā)動機速度和功率生成、動態(tài)制動和車輪/鋼軌粘附。從列車級300到組成級400的輸出命令包括用于組成的功率、動態(tài)制動、用于整個組成的氣力制動、整個牽引力(TE)、軌道粘附管理，諸如應(yīng)用沙/潤滑劑、發(fā)動機冷卻計劃以及混合發(fā)動機計劃。這種混合發(fā)動機計劃的例子在圖21中更詳細地描述。
組成級圖12和13示例說明組成級與其他級關(guān)系和交換。組成級處理器1202包括存儲器1302和包括優(yōu)化算法的處理器指令1304等等。如圖12所示，組成級的輸入，如具有優(yōu)化算法的組成級400所述，包括來自列車級300的數(shù)據(jù)1210、來自機車級500的數(shù)據(jù)1214以及來自組成級400的數(shù)據(jù)1212。輸出包括列車級300的數(shù)據(jù)1230、機車級500的命令1234以及組成級400內(nèi)的優(yōu)化算法1232。
作為輸入，列車級300提供與列車負(fù)載、列車長度、當(dāng)前列車性能、運營限制有關(guān)的數(shù)據(jù)1210，以及來自列車級300內(nèi)的一個或多個組成的數(shù)據(jù)。從列車級500發(fā)送到組成級400的信息1210可以包括當(dāng)前運營條件以及當(dāng)前裝置狀態(tài)。當(dāng)前機車運營條件包括傳送到組成級以確定組成的整體性能的數(shù)據(jù)。這些可以用于反饋到運營商或鐵路控制系統(tǒng)，它們也可以用于組成優(yōu)化。該數(shù)據(jù)可以包括1.索引力(TE)(監(jiān)控和動態(tài)制動)-這基于電流/電壓、馬達特性、齒輪比、車輪直徑等等計算。另外，也可以由牽引桿儀表或了解列車和軌道信息的列車動力學(xué)來計算。
2.馬力(HP)-這可以基于電流/電壓交流發(fā)電機特性來計算。也可以基于牽引馬達電流/電壓信息或由其他裝置，諸如索引力和機車速度或發(fā)動機速度以及燃油流量來計算。
3.油門的檔設(shè)置。
4.空氣制動級。
5.摩擦調(diào)節(jié)器應(yīng)用，諸如摩擦調(diào)節(jié)器，例如沙和水的定時、類型/量/位置。
當(dāng)前機車裝置狀態(tài)可以除上述項a-e的一個外，還包括用于組成優(yōu)化和反饋到列車級以及備份到列車軌道網(wǎng)級的數(shù)據(jù)。這包括裝置，諸如發(fā)動機、牽引馬達、逆變器、動態(tài)制動?xùn)艠O等等的溫度。
可以使用特定時間點裝置的儲備性能的度量來確定何時將功率從一個機車轉(zhuǎn)換另一個。
裝置性能，諸如儲備性能的測量。這可以包括可用的發(fā)動機馬力(考慮環(huán)境條件，發(fā)動機和冷卻性能)、可用牽引力/制動力(考慮軌道/鐵軌條件、裝置運營參數(shù)、裝置性能)以及摩擦管理性能(摩擦增強器和摩擦減少器)。
燃油級/燃油流量率-可以使用剩余的燃油量來確定何時將功率從一個機車轉(zhuǎn)換成另一個。燃油箱容量以及剩余燃油量可以由列車級使用以及備份到軌道網(wǎng)級以便確定加油策略。該信息也可以用于粘附極限牽引力(TE)管理。例如，如果存在運營前的關(guān)健粘附有限區(qū)，可以將裝滿燃油箱計劃成允許在組成進入該區(qū)域前裝滿。另一優(yōu)化是將更多燃油保留在機車上，能將那個重量轉(zhuǎn)換成有用的牽引力。例如，假定不限制軸/馬達/功率電子設(shè)備(從上述裝置性能級)，從動機車通常具有更好鐵軌以及能更有效地將重量轉(zhuǎn)換成牽引力。燃油流率可以用于整個行程優(yōu)化。有許多種可用的燃油級傳感器。燃油流量傳感器當(dāng)前也是可用的。然而，可以由機車上的已知/檢測的參數(shù)估計燃油流率。在一個例子中，每個發(fā)動機沖程噴射的燃油(mm3/沖程)可以乘以每秒的沖程數(shù)(rpm的函數(shù))以及氣缸數(shù)以便確定燃油流率。這可以進一步補償回流燃油率，其是發(fā)動機rpm以及周圍環(huán)境的函數(shù)。估計燃油流率的另一方法是基于使用牽引HP、輔助HP以及損耗/效率估計的模型?？捎萌加秃?或流率可以用于整個機車使用平衡(如果必要，通過適當(dāng)加權(quán))。也可以優(yōu)先于更低效率機車(在燃油可用性的約束內(nèi))，控制最高燃油效率機車的更多使用。
燃油/消耗器范圍-可用燃油(或任何其他消耗器)范圍是另一種信息。這是基于當(dāng)前燃油狀態(tài)以及基于計劃和可用在板上的燃油效率信息的計劃燃油消耗計算的。另外，這可以由用于每個裝置的模型或由過去性能以及周圍條件的改進，或基于這兩個因素的組合來推斷。
摩擦調(diào)節(jié)器級-有關(guān)摩擦調(diào)節(jié)器的量和性能的信息可以用于分配策略優(yōu)化(從一個傳送到另一個)。該信息也可以由鐵路軌道網(wǎng)和基礎(chǔ)設(shè)施級使用來確定再裝滿策略。
裝置惡化/磨損-累積機車使用信息可以用來確定一個機車不過分地磨損。這些的例子可以包括由發(fā)動機產(chǎn)生的總能量、動態(tài)制動?xùn)艠O的溫度曲線圖等等。這也可以允許導(dǎo)致一些部件的更多磨損的機車運營，如果無論如何計劃它們用于檢修/替換。
機車位置-機車的位置和/或方向可以基于因素，諸如粘附力、列車裝卸、噪聲和振動，用于功率分布考慮。
機車健康-機車的健康包括機車的當(dāng)前條件及其關(guān)鍵子系統(tǒng)。該信息可以用于組成級優(yōu)化以及由軌道網(wǎng)和基礎(chǔ)設(shè)施級使用，用于計劃維護/維修。健康包括用于不降低當(dāng)前機車運營的故障的部件故障信息，諸如不降低機車馬力額定值的AC電動機車上的單個車軸部件、子系統(tǒng)降低信息，諸如熱周圍條件，以及未完全加熱發(fā)動機水、維護信息，諸如車輪直徑不匹配信息以及潛在的額定值降低，如局部阻塞過濾器。
運營參數(shù)或條件關(guān)系信息-可以定義與一個或多個運營參數(shù)或條件的關(guān)系。例如，圖17示例說明能產(chǎn)生的機車級的關(guān)系信息的類型，示例說明和/或定義用于如線1402所特定運動計劃的燃油使用和時間的關(guān)系。該關(guān)系信息可以從機車級500發(fā)送到組成級400。這可以包括下述當(dāng)前運營計劃時間的斜率1704(每單位時間增加，油耗降低，例如以加侖/秒)。這一參數(shù)提供用于每單位行程時間增加，燃油降低量。
更快計劃1710和當(dāng)前計劃1706間的燃油增加。該值對應(yīng)于點F3和F1間的油耗的差值，如圖17所示。
分配計劃和當(dāng)前計劃間的燃油降低。該值對應(yīng)于圖17的點F1和F2間的油耗的差值。
作為時間曲線圖的函數(shù)的總?cè)加?包括范圍)。
任何其他消耗信息。
對組成級400的優(yōu)化，通過組成級和機車或機車級的每一個，可以完成多個閉環(huán)估計。在組成級內(nèi)，組成級輸入中為運營商輸入、預(yù)期需求輸入以及機車優(yōu)化和反饋信息。
組成級內(nèi)的信息流和信息源包括6.運營商輸入7.運動計劃輸入8.軌道信息9.傳感器/模型輸入10.來自機車/負(fù)載車廂的輸入11.組成優(yōu)化12.到組成內(nèi)的機車的每一個的命令和信息13.用于列車和運動優(yōu)化的信息流；以及
14.有關(guān)組成和組成中的機車的一般狀態(tài)/健康和其他信息。組成級400使用來自/有關(guān)組成中的每個機車的信息來優(yōu)化組成級運營，向列車級300提供反饋，以及向機車級500提供指令。這包括當(dāng)前運營條件、對當(dāng)前運營點可能的潛在燃油效率改進、基于曲線圖的潛在運營變化，以及機車的健康狀態(tài)。
存在由組成級400和相關(guān)組成級處理器1202優(yōu)化組成性能所執(zhí)行的三種函數(shù)。內(nèi)部組成優(yōu)化、組成運動優(yōu)化和組成監(jiān)視和控制。
內(nèi)部優(yōu)化函數(shù)/算法控制通過組成內(nèi)的各種裝置的運營，如機車油門命令、制動命令、摩擦調(diào)節(jié)器命令、預(yù)期命令，優(yōu)化組成油耗。這可以基于當(dāng)前需求和通過考慮未來需求來完成。組成級的性能的優(yōu)化包括組成內(nèi)的機車中的功率和動態(tài)制動分布，以及在沿組成的點應(yīng)用摩擦增強和降低，用于摩擦管理。組成運動優(yōu)化函數(shù)和算法有助于優(yōu)化列車的運營和/或運動計劃的運營。組成控制/監(jiān)視函數(shù)要求鐵路控制器提供有關(guān)組成和組成中的機車/負(fù)載的當(dāng)前運營和狀態(tài)、消耗品的狀態(tài)，以及要求鐵路提供組成/機車/軌道維護的其他信息的數(shù)據(jù)。
組成級400優(yōu)化提供用于優(yōu)化當(dāng)前組成運營。對組成優(yōu)化，除上述列出的信息外，也可以從機車發(fā)送其他信息。例如，為優(yōu)化燃油，如線1802，圖18所示的燃油/HP(燃油效率的度量)和馬力(HP)間的關(guān)系可以從每一列車傳送到組成級控制器1202。這一關(guān)系的一個例子如圖18所示。參考圖18，數(shù)據(jù)可以包括一個或多個下述項作為以當(dāng)前運營馬力的HP的函數(shù)的燃油/HP的斜率1804。這一參數(shù)提供每馬力增加，燃油率增加的度量。
最大馬力1808和對應(yīng)于該馬力的燃油率增加。
最高效率運營點1812信息。這包括馬力和燃油率改變以便在該點運營。
作為馬力的函數(shù)的總?cè)加土髀省?br> 基于優(yōu)化的類型和復(fù)雜度，可以確定更新時間和信息量。例如，可以基于顯著變化進行更新。這些包括檔改變、大的速度改變或裝置狀態(tài)改變，包括故障或運營模式改變，或顯著的燃油/HP改變，例如變化5％。優(yōu)化的方法包括僅發(fā)送當(dāng)前運營點的斜率(上面的項a)，以及可以以慢數(shù)據(jù)速率，例如每秒一次來完成。另一種方法是一次發(fā)送項a，b和c，然后僅當(dāng)a改變時才更新。另一選擇是一次僅發(fā)送d，以及僅更新定期改變，諸如每秒一次的點。
組成內(nèi)的優(yōu)化考慮諸如燃油效率的因素、消耗品可用性以及裝置/子系統(tǒng)狀態(tài)。例如，如果當(dāng)前命令用于整個組成的50％馬力(現(xiàn)有技術(shù)組成使所有機車以相同功率，在此對每個以50％馬力)，以低于50％馬力額定值運營一些機車以及以高于50％馬力額定值運營以便由組成產(chǎn)生的總功率等于運營者需求可以更有效。在這種情況下，更高效率機車將以比低效率機車更高的馬車運營。該馬力分布將基于作為從每個機車獲得的燃油率信息的函數(shù)的馬力，通過各種優(yōu)化技術(shù)獲得。例如，對小馬力分布變化，可以使用作為燃油率的函數(shù)的馬力的函數(shù)的斜率?？梢孕薷脑擇R力分布，用于實現(xiàn)其他目標(biāo)函數(shù)或考慮其他限制，諸如基于來自機車的其他反饋的列車裝卸搬運/拉桿力。例如，如果機車的一個燃油低，如果在加油前，要求該機車產(chǎn)生大量能量(馬力/小時)，降低其負(fù)載以便節(jié)省燃油也是必要的，即使該機車是最高效的一個。
可以將來自機車級500的每個機車的其他輸入信息提供給組成級400。來自機車級的其他信息包括維護成本。這包括由于磨損和裂縫的例行/計劃維護成本，由馬力(例如$/kwhr)或牽引力增加而定。
瞬變性能。這可以根據(jù)機車的連續(xù)運營性能、機車的最大性能和瞬變時間常數(shù)和增益表示。
在每個運營點的燃油效率。
在每個運營點的斜率。該參數(shù)提供每馬力增加，燃油率增加量。
每個運營點的最大馬力和對應(yīng)于該馬力的燃油率增加。
每個運營點的最大效率運營點。這包括在該點運營的馬力和燃油率變化。
總?cè)加土髀蕦γ總€運營點的馬力曲線。
燃油(和其他消耗品)范圍，基于當(dāng)前燃油級和計劃以及計劃油耗率。
如果總曲線圖信息已知，整個組成優(yōu)化考慮總?cè)加秃拖钠废摹？梢钥紤]的其他加權(quán)因子包括機車維修的成本、瞬變性能和諸如列車裝卸的問題，以及粘附有限運營。另外，如果如圖14所示，作為時間函數(shù)的組成級燃油使用的形狀由于其瞬變屬性(例如電子裝置，諸如牽引馬達、交流發(fā)電機或存儲元件的溫度)顯著地改變，那么該曲線需要重新生成用于當(dāng)前計劃的各種潛在功率分布。與在前節(jié)類似，在開始時定期或一次發(fā)送該數(shù)據(jù)，以及僅當(dāng)存在顯著變化時才發(fā)送更新。
作為運動計劃的輸入，在組成級400可以生成優(yōu)化信息?？梢詮臋C車級500發(fā)送信息以便由組成級，與其他信息組合或與其他機車級數(shù)據(jù)集合，以便由鐵路網(wǎng)級200使用。例如，為優(yōu)化燃油，可以將作為計劃時間，諸如達到目的地或中間點，如相遇或通過的時間的函數(shù)的油耗信息從每個機車傳送到組成控制器1202。
為示例說明組成級400的優(yōu)化運營的一個實施例，圖14示例說明作為燃油使用對時間的函數(shù)的組成級。表示為1402的線表示在用于計劃從點A至點B(未示出)的組成的組成級的燃油使用對時間。圖14表示作為由列車得出的時間函數(shù)的油耗。線1404的斜率是當(dāng)前計劃的油耗對時間。點1406對應(yīng)于當(dāng)前運營，1408對應(yīng)于所分配的最大時間，1410對應(yīng)于可以進行的最佳時間，以及1412于最高燃油效率運營。在當(dāng)前計劃下，在某一逝去時間t1后，將消耗一定量的燃油以及將到達那兒。還假定在點A和B間，組成級的列車假定與系統(tǒng)上的其他列車無關(guān)地運營，只要能在當(dāng)前分配給它的時間，例如t2內(nèi)到達其目的地。在到達點B的列車上自動運行優(yōu)化。
如上所述，組成級400的輸出包括到列車級300的數(shù)據(jù)、到機車級500的命令和控制，以及內(nèi)部組成級400優(yōu)化。到列車級的組成級輸出1230包括與組成的健康有關(guān)的數(shù)據(jù)、組成的服務(wù)要求、組成的功率、組成制動力、燃油級，以及組成的燃油使用率。在一個實施例中，組成級發(fā)送下述類型的另外的信息，用在列車級300中，用于列車級優(yōu)化。為僅優(yōu)化燃油，能將作為計劃時間(到達目的地或中間點，諸如相遇或通過的時間)函數(shù)的油耗信息從每個組成傳送到列車/鐵路控制器。圖14公開了本發(fā)明的一個實施例，用于燃油優(yōu)化和識別信息類型和燃油使用和時間間的關(guān)系，能由組成級傳送到列車級。參考圖14，這包括下述的一個或多個項。
在當(dāng)前運營計劃時間的斜率1404(每單位時間增加油耗降低加侖/秒)。該參數(shù)提供用于每個時間單位增加的燃油降低量。
最快計劃和當(dāng)前計劃間的燃油增加。該值對應(yīng)于點1410和1406間的油耗的差值。
最佳和當(dāng)前計劃間的燃油降低。該值對應(yīng)于圖14的點1406和1412間的油耗的差值。
分配計劃和當(dāng)前計劃間的燃油降低。該值對應(yīng)于圖14的點1406和1408間的油耗的差值。
如線1402，圖14中所示，作為時間曲線圖的函數(shù)的總?cè)加汀?br> 如圖13所提到的，組成級400向機車級500提供有關(guān)當(dāng)前發(fā)動機速度和功耗以及預(yù)期需求的輸出命令。也將動態(tài)制動和馬力需求提供給機車級。從組成級到機車級或組成級內(nèi)的機車的信號/命令包括運營命令、粘附改進命令和預(yù)期控制。
運營命令可以包括用于每個機車的檔設(shè)置、為每個機車生成的牽引力/動態(tài)制動力、列車空氣制動級(在使用電子空氣制動的情況下，以及當(dāng)選擇單個車廂/車廂組時，可以擴展到單個車廂空氣制動)，以及每個機車上的獨立的空氣制動級。將粘合改進命令發(fā)送到機車級或車廂(例如機車后面)以便分配摩擦增加材料(噴沙、水或雪器)以便提高那個機車或牽引機車的粘附或由使用相同軌道的另一組成使用。類似地，也發(fā)送降低摩擦材料分發(fā)命令。命令包括將分發(fā)的材料的類型和數(shù)量，以及材料分發(fā)的位置和持續(xù)時間。預(yù)期控制包括由機車級內(nèi)的單個機車采取以便優(yōu)化整個行程的動作。這包括預(yù)冷發(fā)動機和/或電子裝置以便獲得更好的短期額定值或提前完成高周圍條件。甚至可以執(zhí)行預(yù)熱(例如水/油可以需要處于某一溫度來完全負(fù)載發(fā)動機)。類似的命令可以發(fā)送到機車級和/或混合機車的存儲煤水車，如圖21所示，以便在預(yù)期需求周期前，調(diào)整蓄能量。
可以基于優(yōu)化的類型和復(fù)雜度，確定發(fā)送到和來自組成級的更新的時間和信息量。例如在預(yù)定時間點，以常規(guī)計劃時間或當(dāng)發(fā)生顯著變化時，可以進行更新。這些后面的更新可以包括顯著裝置狀態(tài)變化(例如機車故障)或運營模式變化，諸如由于粘附限制的降低運營，或顯著燃油、馬力或時間表變化，諸如馬力變化達5％。存在基于這些參數(shù)和函數(shù)優(yōu)化的各種方法。例如，可以僅發(fā)送作為當(dāng)前運營點的時間函數(shù)的燃油使用的斜率(上面的項a)，以及這可以以低速率完成，諸如每5分鐘一次。另一種方法是一次發(fā)送項a，b和c以及僅當(dāng)存在變化時發(fā)送更新。另一選擇是一次僅發(fā)送項d，以及僅更新定期變化，諸如每分鐘一次的點。
如在前論述中所示，通過列車結(jié)構(gòu)的簡化型，諸如單一機車組成和/或單一機車列車，列車級300、組成級400和機車級500間的關(guān)系和通信范圍變得更簡單，以及在一些實施例中，壓縮成少于三個單獨的功能級或處理器，以及可能，所有三個級均在單一功能級或處理器中運營。
機車級圖15和16示例說明機車級500與組成級400的關(guān)系，以及經(jīng)到各個機車子系統(tǒng)的命令，優(yōu)化機車內(nèi)部運營。機車級包括具有優(yōu)化算法的處理器1502，可以以存儲器1602和處理指令1604等等的形式。到機車級的輸入數(shù)據(jù)包括組成級數(shù)據(jù)1512和來自機車級的數(shù)據(jù)1514(包括機車反饋)。來自機車級的輸出包括到組成級的數(shù)據(jù)1532和機車級的性能數(shù)據(jù)1534的優(yōu)化。如圖16所示，來自組成級的輸入數(shù)據(jù)1512包括牽引力命令、機車發(fā)動機速度和馬力生成、動態(tài)制動、摩擦管理參數(shù)以及發(fā)動機和推進系統(tǒng)上的預(yù)期需求。來自機車級的輸入數(shù)據(jù)1514包括機車健康、測量馬力、燃油級、燃油使用率、測量牽引力和存儲電能。后者可應(yīng)用于利用結(jié)合圖21的混合車輛，在下文所示和所述的混合車輛技術(shù)的實施例。到組成級的數(shù)據(jù)輸出1532包括機車健康、摩擦管理、檔設(shè)置和燃油使用率、級和范圍。到機車子系統(tǒng)的機車優(yōu)化命令1534包括發(fā)動機的發(fā)動機速度、用于發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)的發(fā)動機冷卻、到逆變器的DC母線電壓、到牽引馬達的轉(zhuǎn)矩命令，以及來自混合機車的電力存儲系統(tǒng)的電力充電和使用。兩種其他類型的輸入包括運營者輸入和預(yù)期需求輸入。
機車級500的信息量和信息源包括a.運營者輸入b.運動計劃輸入c.軌道信息d.傳感器/模型輸入e.板上優(yōu)化f.用于組成的信息流和運動優(yōu)化；以及g.一般狀態(tài)/健康和用于組成考慮和鐵路優(yōu)化/計劃的其他信息。
由機車級執(zhí)行的三種函數(shù)包括內(nèi)部優(yōu)化函數(shù)/算法、機車運動優(yōu)化函數(shù)/算法和機車控制/監(jiān)視。內(nèi)部優(yōu)化函數(shù)/算法通過控制機車內(nèi)的各種裝置，諸如發(fā)動機、交流發(fā)電機和牽引馬達的運營，優(yōu)化機車油耗。這可以基于當(dāng)前需求以及通過考慮未來需求來完成。機車運動優(yōu)化函數(shù)和/或算法有助于優(yōu)化組成的運營和/或運動計劃的運營。機車控制/監(jiān)視功能為組成和鐵路控制器提供有關(guān)機車的當(dāng)前運營和狀態(tài)、消耗品的狀態(tài)的數(shù)據(jù)以及其他信息，以幫助鐵路提供機車和軌道維修。
基于強加在機車級上的限制，可以優(yōu)化的運營參數(shù)包括發(fā)動機速度、DC母線電壓、轉(zhuǎn)矩分布和電源。
對指定馬力命令，存在產(chǎn)生最佳燃油效率的特定發(fā)動機速度。存在最小速度，在該最小速度下，柴油機不能支持功率需求。以該發(fā)動機速度，燃油燃燒不會以最高效率方式發(fā)生。當(dāng)發(fā)動機速度增加時，燃油效率提高。然而，損耗，諸如摩擦和空氣阻力增加，因此，能獲得最佳速度，其中，總發(fā)動機損耗為最小。該油耗對發(fā)動機速度在圖20中示出，其中，曲線2002是機車的總性能范圍以及點2004為用于燃油使用率對速度的最佳性能。
AC機車上的DC母線電壓確定用于指定功率級的DC母線電流。電壓通常確定交流發(fā)動機和牽引馬達中的磁損耗。在圖19中示出了這些損耗的一些。該電壓還確定電子裝置和減震器中的開關(guān)損耗。還確定用來產(chǎn)生交流發(fā)動機場激勵的設(shè)備中的損耗。另一方面，電流確定交流發(fā)動機、牽引馬達和電力電纜中的i2r損耗。電流還確定功率半導(dǎo)體設(shè)備中的傳導(dǎo)損耗。能改變DC母線電壓以便所有損耗的總和為最小。如圖19所示，例如，交流發(fā)動機電流損耗對DC母線電壓繪制為線1902，交流發(fā)動機磁芯損耗對DC母線電壓繪制為線1906以及馬達電流損耗對DC母線電壓繪制為線1904，在DC母線電壓V1在線1908基本上優(yōu)化它們。
對指定馬力需求，為燃油效率，可以優(yōu)化到機車的一個實施例的六個牽引軸的功率分布(轉(zhuǎn)矩分布)。由于車輪滑動、車輪直徑差值、運營溫度差和馬達特性差，每個牽引馬達中的損耗，即使產(chǎn)生相同的轉(zhuǎn)矩或相同馬力也是不同的。因此，每個軸間的功率分布能用來最小化該損耗。甚至可以斷開一些軸來消除牽引馬達和相關(guān)電子設(shè)備中的電力損耗。
在具有另外的電源的機車中，例如，諸如圖21所示的混合機車，最佳電源選擇和從每個源產(chǎn)生的適當(dāng)能量(因此所傳送的功率的總和是運營者正需求)確定燃油效率。因此，可以控制機車運營以便在任何時間獲得最佳燃油-效率運營點。
對具有摩擦管理系統(tǒng)的組成或機車，通過將摩擦降低材料應(yīng)用于機車后的軌道上，可以降低由負(fù)載車廂(特別是以較高速度)所經(jīng)歷的摩擦量。由于已經(jīng)降低牽引負(fù)載所需的牽引力，這降低油耗。基于鋼軌和負(fù)載特性的知識，可以進一步優(yōu)化該量和分發(fā)時間。
可以優(yōu)化上述變量(發(fā)動機速度、DC母線電壓和轉(zhuǎn)矩分布)的兩個或多個的組合以及輔助量，諸如發(fā)動機和裝置冷卻。例如，通過發(fā)動機速度確定最大可用DC母線電壓，因此，可以使發(fā)動機速度超出最佳值(基于僅考慮專機)以便獲得導(dǎo)致最佳運營點的較高電壓。
只要已知整個運營曲線圖，存在用于優(yōu)化的其他考慮。例如，可以利用參數(shù)和運營，諸如機車?yán)鋮s、用于混合車輛的蓄能，以及摩擦管理材料?；陬A(yù)期需求，能調(diào)整所需冷卻量。例如，如果由于高等級，預(yù)先存在大的牽引力需求，可以提前冷卻牽引馬達以便增加產(chǎn)生大的牽引力所需的短期(熱)額定值。類似地，如果在前面有隧道，如果預(yù)冷卻發(fā)動機和其他部件以便允許提高通過隧道的運營。相反，如果預(yù)先存在低需求，那么可以切斷(或降低)冷卻以便利用存在于發(fā)動機冷卻和電子裝置，諸如交流發(fā)電機、牽引馬達、電子部件中的熱質(zhì)量。
在混合車輛中，基于未來所需的需求，應(yīng)當(dāng)在蓄能系統(tǒng)中和外傳送的混合車輛中的功率量。例如，如果預(yù)先存在大的動態(tài)制動區(qū)周期，那么現(xiàn)在能消耗存儲系統(tǒng)中的所有能量(而不是來自發(fā)動機)以便在動態(tài)制動區(qū)開始不具有存儲能量(以便在運營的動態(tài)制動區(qū)期間，可以重新俘獲最大能量)。類似地，如果沒有未來所期望的大的功率需求，可以增加提前使用的蓄能。
如果先前不需要裝置額定值，能降低摩擦增加材料(如沙)的分發(fā)的量和持續(xù)時間?？梢栽黾訝恳S功率/牽引力額定值以便獲得最大可用粘附，而不擴展這些摩擦增強資源。
除燃油外，還存在用于優(yōu)化的其他考慮。例如，排放可以是另一考慮，特別是地城市或高管制區(qū)。在那些區(qū)域中，可以降低輻排放(煙、二氧化氮等等以及折衷其他參數(shù)，如燃油效率?？陕犜肼暱梢允橇硪豢紤]。在某些考慮下的消耗品節(jié)省是另一考慮。例如，可以阻止在某些位置中分發(fā)沙或其他摩擦調(diào)節(jié)器。這些位置具體優(yōu)化考慮可以基于當(dāng)前位置信息(從運營者輸入、軌道輸入、GPS/軌道信息以及地理警戒網(wǎng)信息獲得)。對當(dāng)前需求和優(yōu)化整個運營計劃，考慮所有這些因素。
混合機車參考圖21，示出了混合機車級2100，具有蓄能子系統(tǒng)2116。能量管理子系統(tǒng)2112控制蓄能子系統(tǒng)2116和各種機車部件，諸如柴油機2102、交流發(fā)電機2104、整流器2106、機械驅(qū)動輔助負(fù)載2108和產(chǎn)生和/或使用電力的電子輔助負(fù)載2110。該管理子系統(tǒng)2112用來將可用電力，諸如在動態(tài)制動期間，由牽引馬達所產(chǎn)生的，以及來自發(fā)動機和交流發(fā)電機的室外的功率引導(dǎo)到蓄能子系統(tǒng)2116以及在組成內(nèi)釋放該存儲的電力以幫助在監(jiān)視運營期間，推進機車。
為實現(xiàn)此，能量管理子系統(tǒng)2112與柴油機2102、交流發(fā)電機2104、用于牽引馬達2122和2142的逆變器和控制器2120和2140，以及蓄能子系統(tǒng)接口2126。
如上所述，混合機車提供另外的性能，用于優(yōu)化機車級500(由此優(yōu)化組成和列車級)性能。在一些方面中，這允許當(dāng)前發(fā)動機性能與用于監(jiān)視的當(dāng)前機車功率需求分離，以便允許不僅對當(dāng)前運營條件，而且在期望即將到來的地形和運營條件中，優(yōu)化發(fā)動機的運營。如圖21所示，機車數(shù)據(jù)2114，諸如預(yù)期需求、預(yù)期蓄能時機、速度和位置輸入到機車層的能量管理子系統(tǒng)中。能量管理子系統(tǒng)2112分別從柴油機控制和系統(tǒng)2102以及交流發(fā)電機和整流器控制和系統(tǒng)2104和2106接收數(shù)據(jù)以及向它們提供指令。能量管理子系統(tǒng)2112向蓄能系統(tǒng)2128、牽引馬達2120和2140的逆變器和控制器以及制動?xùn)艠O電阻器2124提供控制。
當(dāng)將本發(fā)明的元件引入其實施例時，冠詞“一”、“一個”、“該”和“所述”意圖表示存在一個或多個元件。術(shù)語“由...組成”、“包括”以及“具有”意圖是包含的以及表示除列出的部件外還可以有另外的元件。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員將注意到在此所示和所述的方法的執(zhí)行順序或性能不是必需的，除非具體指出。即，設(shè)想方法的方面或步驟可以按任何順序執(zhí)行，除非具體指出，以及方法可以包括比在此所公開的更多或更少方面或步驟。
盡管示例說明和描述了本發(fā)明的各個實施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將意識到在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以做出許多改變和改進。當(dāng)不背離本發(fā)明的范圍，在上述結(jié)構(gòu)中做出各種改變時，打算將包含在上述說明書中并在附圖中示出的所有內(nèi)容應(yīng)當(dāng)解釋為示例性，而不是限制意義。
權(quán)利要求
1.一種用于管理鐵路系統(tǒng)(50)及其運營部件的多級系統(tǒng)，該鐵路系統(tǒng)(50)包括與鐵路基礎(chǔ)設(shè)施級(100)有關(guān)的第一處理器(202)，配置成控制在該鐵路基礎(chǔ)設(shè)施級(100)內(nèi)運營的鐵路基礎(chǔ)設(shè)施的運營，與鐵路軌道網(wǎng)級(200)有關(guān)的第二處理器(502)，配置居控制在該鐵路軌道網(wǎng)級(200)內(nèi)的鐵路軌道網(wǎng)的運營，所述鐵路基礎(chǔ)設(shè)施級(100)包含一個或多個鐵路軌道網(wǎng)級(200)；與列車級(300)有關(guān)的第三處理器(1002)，配置成控制在該列車級(300)內(nèi)運營的列車的運營，所述鐵路軌道網(wǎng)級(200)包含一個或多個列車級(300))；與組成級(400)有關(guān)的第四處理器(1202)，配置成控制該組成級(400)內(nèi)列車的組成的運營，所述列車級(300)包含一個或多個組成級(400)；以及與機車級(500)有關(guān)的第五處理器(1502)，配置成控制機車級(500)內(nèi)機車的運營，所述組成級(400)包含一個或多個機車級(500)；與每一級(100，200，300，400，500)有關(guān)的每個處理器(202，502，1002，1202，1502)配置成向與至少一個其他級有關(guān)的處理器提供定義運營性能的運營參數(shù)和與其關(guān)聯(lián)的該級有關(guān)的數(shù)據(jù)；以及每個處理器(202，502，1002，1202，1502)優(yōu)化其相關(guān)級(100，200，300，400，500)內(nèi)的運營以及與至少一個其他級有關(guān)的處理器協(xié)作來基于優(yōu)化參數(shù)，優(yōu)化鐵路系統(tǒng)(500)的級(100，200，300，400，500)上的鐵路系統(tǒng)(50)的運營。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，與鐵路基礎(chǔ)設(shè)施級(100)有關(guān)的第一處理器(202)接收下述的一個或多個鐵路基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù)(206)；鐵路軌道網(wǎng)數(shù)據(jù)(208)；以及列車數(shù)據(jù)(210)；以及至少部分基于其上，控制鐵路基礎(chǔ)設(shè)施級(100)內(nèi)的鐵路基礎(chǔ)設(shè)施的運營；與鐵路軌道網(wǎng)級(200)有關(guān)的第二處理器(502)接收下述的一個或多個鐵路基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù)(506)；鐵路軌道網(wǎng)數(shù)據(jù)(508)；以及列車數(shù)據(jù)(510)；以及至少部分基于其上，控制鐵路軌道網(wǎng)級(200)內(nèi)的鐵路軌道網(wǎng)的運營；與列車級(300)有關(guān)的第三處理器(1002)接收下述的一個或多個鐵路基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù)(1006)；鐵路軌道網(wǎng)數(shù)據(jù)(1008)；列車數(shù)據(jù)(1010)；以及組成數(shù)據(jù)(1012)；以及至少部分基于其上，控制列車級(300)內(nèi)的列車的運營；與組成級(400)有關(guān)的第四處理器(1202)接收下述的一個或多個列車數(shù)據(jù)(1210)；組成數(shù)據(jù)(1212)；以及機車數(shù)據(jù)(114)；以及至少部分基于其上，控制組成級(400)內(nèi)的組成的運營；與機車級(500)有關(guān)的第五處理器(1502)接收下述的一個或多個組成級數(shù)據(jù)(1512)；以及機車數(shù)據(jù)(1514)；以及至少部分基于其上，控制機車級(500)內(nèi)的機車的運營。
3.一種用于管理鐵路系統(tǒng)(50)及其運營部件的多級系統(tǒng)，該鐵路系統(tǒng)(50)包括第一級，配置成優(yōu)化第一級內(nèi)的運營，所述第一級包括定義運營特性的第一級運營參數(shù)和第一級的數(shù)據(jù)；以及第二級，配置成優(yōu)化第二級內(nèi)的運營，所述第二級包括定義運營特性的第二級運營參數(shù)和第二級的數(shù)據(jù)；所述第一級為該第二級提供第一級運營參數(shù)，以及該第二級為該第一級提供第二級運營參數(shù)；以及所述優(yōu)化該第一級內(nèi)的運營和所述優(yōu)化該第二級內(nèi)的運營分別是優(yōu)化系統(tǒng)優(yōu)化參數(shù)的函數(shù)。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中，該系統(tǒng)優(yōu)化參數(shù)表示下述的一個或多個燃油使用率；在鐵路系統(tǒng)中包含的交貨時間的經(jīng)濟估價；條件的預(yù)定變化；條件變化的速率；以及一個條件相對于另一個的變化速率。
5.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中，優(yōu)化第一級內(nèi)的運營以及優(yōu)化第二級內(nèi)的運營包括識別關(guān)健運營限制和在第一和第二級的一個的數(shù)據(jù)，以及將這些限制和數(shù)據(jù)傳送到第一和第二級的另一個以便優(yōu)化另一級的優(yōu)化。
6.一種優(yōu)化鐵路系統(tǒng)(500)的運營的方法，所述鐵路系統(tǒng)具有第一級和第二級，該方法包括將定義第一級的運營特性的第一級運營參數(shù)從第一級傳送到第二級；將定義第二級的運營特性的第二級運營參數(shù)從第二級傳送到第一級；基于系統(tǒng)優(yōu)化參數(shù)，優(yōu)化第一級和第二級的組合上的系統(tǒng)運營；基于第一級優(yōu)化參數(shù)和至少部分基于系統(tǒng)優(yōu)化參數(shù)，優(yōu)化第一級內(nèi)的運營；以及基于第二級優(yōu)化參數(shù)和至少部分基于系統(tǒng)優(yōu)化參數(shù)，優(yōu)化第二級內(nèi)的運營。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，第一級優(yōu)化參數(shù)、第二級優(yōu)化參數(shù)和系統(tǒng)優(yōu)化參數(shù)是普通優(yōu)化參數(shù)。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，普通優(yōu)化參數(shù)表示下述的一個或多個燃油使用率；在鐵路系統(tǒng)中包含的交貨時間的經(jīng)濟估價；條件的預(yù)定變化；條件變化的速率；以及一個條件相對于另一個的變化速率。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，以預(yù)定間隔將運營參數(shù)從一級提供給另一級。
10.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，基于系統(tǒng)優(yōu)化參數(shù)，優(yōu)化第一級和第二級的組合上的系統(tǒng)運營的步驟包括識別關(guān)健運營限制和在第一和第二級的一個的數(shù)據(jù)，以及將這些限制和數(shù)據(jù)傳送到第一和第二級的另一個以便優(yōu)化另一級的優(yōu)化。
11.一種用于管理鐵路系統(tǒng)及其運營部件的多級系統(tǒng)，該鐵路系統(tǒng)包括第一級，包括定義運營特性的第一級運營參數(shù)和第一級的數(shù)據(jù)；第二級，包括配置成優(yōu)化第二級內(nèi)的運營的第二級運營參數(shù)，其中，第二級運營參數(shù)表示運營特性的變化，以及第二級的數(shù)據(jù)；以及所述第二級向所述第一級提供優(yōu)化第二級運營參數(shù)。
12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述優(yōu)化該第二級內(nèi)的運營是優(yōu)化鐵路系統(tǒng)優(yōu)化參數(shù)的函數(shù)。
13.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中，系統(tǒng)優(yōu)化參數(shù)表示下述的一個或多個燃油使用率的變化；包含在鐵路系統(tǒng)中的交貨時間的經(jīng)濟估價的變化；第二級運營參數(shù)的變化率；相對于時間的變化率；以及一個條件相對于另一個的變化率。
全文摘要
一種用于管理鐵路系統(tǒng)(50)及其運營部件的多級系統(tǒng)，其中，該鐵路系統(tǒng)(50)具有第一級，配置成優(yōu)化包括定義運營特性的第一級運營參數(shù)和第一級的數(shù)據(jù)的第一級內(nèi)的運營，以及第二級，配置成優(yōu)化包括定義運營特性的第二級運營參數(shù)和第二級的數(shù)據(jù)的第二級內(nèi)的運營。第一級為該第二級提供第一級運營參數(shù)，以及該第二級為該第一級提供第二級運營參數(shù)，以便優(yōu)化該第一級內(nèi)的運營和優(yōu)化該第二級內(nèi)的運營分別是優(yōu)化系統(tǒng)優(yōu)化參數(shù)的函數(shù)。級能包拓鐵路基礎(chǔ)設(shè)施級(100)、軌道網(wǎng)級(200)、列車級(300)、組成級(400)和機車級(500)。
文檔編號B61L27/04GK1906074SQ200480040639
公開日2007年1月31日 申請日期2004年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月15日
發(fā)明者阿吉思·K·庫馬, 保羅·K·霍普特, 斯蒂芬·S·馬西, 保羅·M·朱利克, 杰弗里·基薩克, 格倫·謝弗, 斯科特·D·納爾遜 申請人:通用電氣公司