專利名稱：用于遙控鐵路場(chǎng)轉(zhuǎn)轍的操作員位置跟蹤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及遙控機(jī)車的領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及在鐵路場(chǎng)中使用遙控系統(tǒng)操作員控制單元(OCU)跟蹤操作員的位置。
背景技術(shù)：
鐵路場(chǎng)(rail yard)在鐵路運(yùn)輸環(huán)境中用于根據(jù)每個(gè)貨車在離開(kāi)鐵路場(chǎng)后的目的地將貨車編組到不同的軌道段上。鐵路場(chǎng)轉(zhuǎn)轍是指將一節(jié)或多節(jié)貨車從一個(gè)軌道轉(zhuǎn)移到另一軌道，通常是為了將火車所掛車廂組裝為開(kāi)往所指定的共同目的地的一列火車，再?gòu)蔫F路場(chǎng)離開(kāi)。在過(guò)去，調(diào)車場(chǎng)中火車的轉(zhuǎn)轍需要在火車的每一端有一個(gè)地面上的“轉(zhuǎn)轍員”來(lái)正確地對(duì)準(zhǔn)軌道，并且在火車的機(jī)車駕駛室中還要有一個(gè)工程師與轉(zhuǎn)轍員溝通，以便按照轉(zhuǎn)轍員的指令將火車向下開(kāi)到所需的軌道。最近，配備有遙控系統(tǒng)的機(jī)車已能使轉(zhuǎn)轍員在鐵路場(chǎng)操作中控制機(jī)車的移動(dòng)，而不需要工程師來(lái)控制機(jī)車。現(xiàn)代遙控系統(tǒng)能使鐵路場(chǎng)操作員例如轉(zhuǎn)轍員使用電池供電的便攜式操作員控制單元(OCU)來(lái)控制由車載機(jī)車控制單元(LCU)控制的無(wú)人駕駛的、配有微處理器的轉(zhuǎn)轍機(jī)車，該OCU由操作員攜帶，操作員位于要控制的機(jī)車附近，但不在機(jī)車上。
通常，轉(zhuǎn)轍員按照轉(zhuǎn)轍表中提供的轉(zhuǎn)轍序列來(lái)控制轉(zhuǎn)轍布局和火車通過(guò)鐵路場(chǎng)的移動(dòng)。轉(zhuǎn)轍表可基于到達(dá)鐵路場(chǎng)的入場(chǎng)火車、到達(dá)火車內(nèi)車廂的相應(yīng)目的地、以及離開(kāi)鐵路場(chǎng)的離場(chǎng)火車的目的地來(lái)產(chǎn)生。根據(jù)該轉(zhuǎn)轍表，轉(zhuǎn)轍員確定轉(zhuǎn)轍位置設(shè)置以及火車移動(dòng)到對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)轍位置設(shè)置的適當(dāng)軌道上的序列，按照轉(zhuǎn)轍表的要求完成火車的裝配。但是，轉(zhuǎn)轍表通常不是組織成尋址鐵路場(chǎng)中的轉(zhuǎn)轍位置，而轉(zhuǎn)轍員在這些位置之間也不能作有效移動(dòng)來(lái)控制轉(zhuǎn)轍。


唯一的附圖是用于在鐵路場(chǎng)中跟蹤OCU用戶的位置以提供改進(jìn)的鐵路場(chǎng)轉(zhuǎn)轍的系統(tǒng)示意圖。
本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明采用轉(zhuǎn)轍表的現(xiàn)有技術(shù)鐵路場(chǎng)轉(zhuǎn)轍方案未能考慮到轉(zhuǎn)轍員在整個(gè)鐵路場(chǎng)中的移動(dòng)以實(shí)現(xiàn)所需的火車移動(dòng)。由于一些鐵路場(chǎng)可包括一個(gè)1平方英里或更多的軌道轉(zhuǎn)轍面積，因此轉(zhuǎn)轍序列必須組織成轉(zhuǎn)轍員在整個(gè)鐵路場(chǎng)中具有有效的移動(dòng)。用于某一轉(zhuǎn)轍表的轉(zhuǎn)轍序列各個(gè)轉(zhuǎn)轍員可各不相同，許多序列效率不高，且不必要地費(fèi)時(shí)費(fèi)力。有經(jīng)驗(yàn)的轉(zhuǎn)轍員能夠根據(jù)某一轉(zhuǎn)轍表制定轉(zhuǎn)轍序列，這可以減少轉(zhuǎn)轍員在鐵路場(chǎng)中的移動(dòng)，由此通過(guò)減少轉(zhuǎn)轍員需要在轉(zhuǎn)轍序列中的轉(zhuǎn)轍器之間遍歷長(zhǎng)距離而減少了轉(zhuǎn)轍時(shí)間。
本發(fā)明的發(fā)明人已創(chuàng)新地認(rèn)識(shí)到，通過(guò)跟蹤一個(gè)有效轉(zhuǎn)轍員在調(diào)車場(chǎng)中的位置和移動(dòng)、使這些位置和移動(dòng)與所需的轉(zhuǎn)轍活動(dòng)相關(guān)、并將優(yōu)選的移動(dòng)計(jì)劃傳達(dá)給相應(yīng)的轉(zhuǎn)轍員，就可改進(jìn)整個(gè)鐵路場(chǎng)轉(zhuǎn)轍效率。由此，為轉(zhuǎn)轍員在整個(gè)鐵路場(chǎng)中的移動(dòng)所推薦的轉(zhuǎn)轍表序列是基于已經(jīng)跟蹤的最佳已知序列。因此，通過(guò)擴(kuò)展OCU的能力來(lái)提高轉(zhuǎn)轍員在整個(gè)鐵路場(chǎng)操作方面的工作能力，本發(fā)明改進(jìn)了鐵路場(chǎng)的轉(zhuǎn)轍效率。通過(guò)借助每個(gè)轉(zhuǎn)轍員已熟悉和已可用的裝置(即OCU)來(lái)為他提供新的定位和數(shù)據(jù)處理能力，本發(fā)明進(jìn)一步提供了在鐵路場(chǎng)中遙控機(jī)車轉(zhuǎn)轍操作的增強(qiáng)生產(chǎn)率和安全性，如下所述。
圖中示出了用于跟蹤鐵路場(chǎng)中OCU用戶12的位置以提供改進(jìn)的鐵路場(chǎng)轉(zhuǎn)轍的系統(tǒng)10，它包括OCU 14，OCU 14具有定位器16，例如與GPS衛(wèi)星18通信的GpS接收器，用于確定OCU 14的位置。OCU14可包括處理器21，處理器21與存儲(chǔ)器20通信，存儲(chǔ)器20存儲(chǔ)由定位器16所產(chǎn)生的位置信息。所存儲(chǔ)的位置信息可以從存儲(chǔ)器20下載，供后繼處理。在本發(fā)明的一方面，OCU 14還可包括收發(fā)器22，收發(fā)器22與例如位于鐵路場(chǎng)中央的控制中心24進(jìn)行無(wú)線通信?？刂浦行?4包括收發(fā)器，該收發(fā)器用于將信息發(fā)送到一個(gè)或多個(gè)OCU14、15和接收來(lái)自它們的信息。當(dāng)操作員12在鐵路場(chǎng)中移動(dòng)以按照轉(zhuǎn)轍表完成轉(zhuǎn)轍活動(dòng)時(shí)，定位器16所產(chǎn)生的位置信息可以定期和/或根據(jù)請(qǐng)求發(fā)送到控制中心24。
當(dāng)操作員12在鐵路場(chǎng)中移動(dòng)時(shí)所采集的位置信息可用來(lái)開(kāi)發(fā)一種歷史知識(shí)庫(kù)，使操作員在鐵路場(chǎng)中的位置與針對(duì)某個(gè)轉(zhuǎn)轍表所執(zhí)行的轉(zhuǎn)轍活動(dòng)聯(lián)系起來(lái)。例如，可以由系統(tǒng)10跟蹤一個(gè)已展示出會(huì)基于給定轉(zhuǎn)轍表進(jìn)行移動(dòng)有效轉(zhuǎn)轍選擇的公認(rèn)的有效操作員，以建立與相應(yīng)鐵路場(chǎng)位置相關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)轍序列選擇的歷史知識(shí)庫(kù)。例如，有經(jīng)驗(yàn)的操作員能夠檢查轉(zhuǎn)轍表，并從轉(zhuǎn)轍表中選出在鐵路場(chǎng)中可從一個(gè)局部區(qū)域執(zhí)行的一紐轉(zhuǎn)轍序列，以及從轉(zhuǎn)轍表中選出可在另一局部區(qū)域執(zhí)行的不同組轉(zhuǎn)轍序列，以便操作員只需要從一個(gè)局部區(qū)域改變到另一局部區(qū)域，在每個(gè)位置輸入指令，就可依次完成一組多個(gè)轉(zhuǎn)轍設(shè)置，而不必針對(duì)轉(zhuǎn)轍表中的每個(gè)轉(zhuǎn)轍選擇從一個(gè)局部區(qū)域移到另一局部區(qū)域。對(duì)有經(jīng)驗(yàn)的操作員所采集的位置信息可以上載到中央控制器24，并存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器例如數(shù)據(jù)庫(kù)26中。此外，在執(zhí)行轉(zhuǎn)轍定位活動(dòng)時(shí)對(duì)應(yīng)于操作員12位置的轉(zhuǎn)轍定位活動(dòng)可被發(fā)送到中央控制器24。
為了開(kāi)發(fā)歷史知識(shí)庫(kù)，可以使位置信息與有效操作員12所執(zhí)行的轉(zhuǎn)轍表中的相應(yīng)轉(zhuǎn)轍位置設(shè)置相關(guān)。該相關(guān)信息可用來(lái)為有代表性的那些組鐵路場(chǎng)轉(zhuǎn)轍活動(dòng)建立鐵路場(chǎng)中的優(yōu)選位置。處理器27可配置成使鐵路場(chǎng)轉(zhuǎn)轍活動(dòng)與鐵路場(chǎng)中OCU 14的相應(yīng)位置相關(guān)，以建立鐵路場(chǎng)中相應(yīng)優(yōu)選位置的知識(shí)庫(kù)。然后，歷史知識(shí)庫(kù)例如可以由處理器28存取，以組織例如存儲(chǔ)在轉(zhuǎn)轍表存儲(chǔ)器31中的未來(lái)轉(zhuǎn)轍表30的轉(zhuǎn)轍序列，以便未來(lái)的轉(zhuǎn)轍活動(dòng)可以操作員最少的物理移動(dòng)來(lái)執(zhí)行。因此，一個(gè)例如操作OCU 15的沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)的操作員，通過(guò)遵循由處理器28組織的轉(zhuǎn)轍位置設(shè)置序列，就能夠更有效地工作。處理器28可配置成接收來(lái)自控制中心24的轉(zhuǎn)轍表請(qǐng)求32，并存取存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)26中的歷史知識(shí)庫(kù)，來(lái)根據(jù)在轉(zhuǎn)轍表請(qǐng)求32中的轉(zhuǎn)轍活動(dòng)、歷史轉(zhuǎn)轍活動(dòng)以及與相應(yīng)歷史轉(zhuǎn)轍活動(dòng)相關(guān)聯(lián)的鐵路場(chǎng)位置之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，確定轉(zhuǎn)轍活動(dòng)的移動(dòng)有效序列。技術(shù)效果是產(chǎn)生一個(gè)轉(zhuǎn)轍表，其中的轉(zhuǎn)轍活動(dòng)序列是考慮到操作員為實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)轍表所需的物理移動(dòng)而組織的。在本發(fā)明的一個(gè)方面，處理器27和28可包括單個(gè)處理器。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，位置信息和對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)轍活動(dòng)的相關(guān)可以在OCU 12上例如由處理器21執(zhí)行，然后例如經(jīng)由收發(fā)器22發(fā)送到控制中心24，以便存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)26中。在另一實(shí)施例中，處理器21連同存儲(chǔ)器20一起，可配置成使轉(zhuǎn)轍活動(dòng)與位置相關(guān)、建立知識(shí)庫(kù)、并根據(jù)知識(shí)庫(kù)組織未來(lái)的轉(zhuǎn)轍活動(dòng)，以使這些功能可在OCU 14上執(zhí)行。因此，處理器21和存儲(chǔ)器20可配置成執(zhí)行處理器27和28、數(shù)據(jù)庫(kù)26以及轉(zhuǎn)轍表存儲(chǔ)器31的功能。在本發(fā)明的又一實(shí)施例中，OCU15可配備有接收器17，用于接收來(lái)自控制中心24的轉(zhuǎn)轍表30。
已知的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可用來(lái)根據(jù)歷史知識(shí)庫(kù)為給定轉(zhuǎn)轍表請(qǐng)求32確定最佳的轉(zhuǎn)轍序列。例如，可以使用公認(rèn)的有效操作員基于某一轉(zhuǎn)轍表的轉(zhuǎn)轍序列選擇以及鐵路場(chǎng)中對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)轍位置來(lái)訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。訓(xùn)練過(guò)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)就可用來(lái)根據(jù)輸入到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)轍請(qǐng)求而配置有效排序的轉(zhuǎn)轍表。
OCU 14可包括傾斜傳感器34，例如水銀開(kāi)關(guān)或固體器件，如在美國(guó)專利No.6,691,005中所公開(kāi)的，傳感器34連接到定位器16和發(fā)射器22，當(dāng)傾斜傳感器檢測(cè)到OCU 14已超過(guò)某傾斜度范圍達(dá)一定時(shí)間時(shí)，該傳感器用于識(shí)別OCU 14的位置。例如，OCU 14可包括與傾斜傳感器通信的定時(shí)器35，以測(cè)定發(fā)生超過(guò)傾斜度范圍的時(shí)間。因此，每當(dāng)OCU 14傾斜到傾斜度范圍之外時(shí)，例如當(dāng)OCU的操作員12跌倒時(shí)可能發(fā)生的情況，位置信息就可發(fā)送到控制中心24，從而使OCU14的位置，當(dāng)然還有操作員12的位置能被識(shí)別。如果OCU傾斜到一個(gè)不能再與控制中心有效通信的位置，那么可在存儲(chǔ)器中得到OCU的最后已知位置，以更迅速地到達(dá)OCU和轉(zhuǎn)轍員。
雖然已在本文中示出和說(shuō)明了本發(fā)明的各種實(shí)施例，但顯然這些實(shí)施例僅是以舉例的方式提供。在不背離本發(fā)明的前提下，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)想出許多變動(dòng)、改變和替代。
權(quán)利要求
1.一種用于為鐵路場(chǎng)操作員的有效移動(dòng)產(chǎn)生轉(zhuǎn)轍定位活動(dòng)的鐵路場(chǎng)轉(zhuǎn)轍表的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括第一操作員控制單元(OCU)，具有定位器，所述定位器用于在鐵路場(chǎng)轉(zhuǎn)轍活動(dòng)期間確定所述OCU和使用所述OCU的相關(guān)聯(lián)操作員的位置；第一處理器，用于使所述鐵路場(chǎng)轉(zhuǎn)轍活動(dòng)與所述鐵路場(chǎng)中所述OCU的相應(yīng)位置相關(guān)，以建立所述鐵路場(chǎng)中相應(yīng)優(yōu)選位置的知識(shí)庫(kù)；存儲(chǔ)器，用于為所述轉(zhuǎn)轍活動(dòng)的庫(kù)存儲(chǔ)所述鐵路場(chǎng)中優(yōu)選位置的所述知識(shí)庫(kù)；以及第二處理器，用于接收轉(zhuǎn)轍表請(qǐng)求，存取所述存儲(chǔ)器，并根據(jù)所述知識(shí)庫(kù)處理所述請(qǐng)求，以產(chǎn)生轉(zhuǎn)轍表，其中的轉(zhuǎn)轍活動(dòng)序列被組織成考慮操作員為實(shí)現(xiàn)所述轉(zhuǎn)轍表所需的物理移動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中第一OCU還包括用于向第一處理器發(fā)送OCU位置數(shù)據(jù)的發(fā)射器。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中第一OCU還包括用于向第一處理器發(fā)送轉(zhuǎn)轍定位活動(dòng)的發(fā)射器。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中第一處理器在第一OCU上，且第一OCU還包括用于發(fā)送相關(guān)數(shù)據(jù)的發(fā)射器。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中第二處理器與用于發(fā)送所述轉(zhuǎn)轍表的發(fā)射器通信。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，還包括具有用于接收所述轉(zhuǎn)轍表的接收器的第二OCU。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中第一OCU構(gòu)成第二OCU。
8.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中第一處理器、第二處理器和所述存儲(chǔ)器都在第一OCU上。
9.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中第一處理器構(gòu)成第二處理器。
10.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中第二處理器與第一OCU分離，且間隔開(kāi)。
11.一種用于為鐵路場(chǎng)操作員的有效移動(dòng)產(chǎn)生轉(zhuǎn)轍定位活動(dòng)的鐵路場(chǎng)轉(zhuǎn)轍表的方法，所述方法包括在鐵路場(chǎng)轉(zhuǎn)轍活動(dòng)期間跟蹤第一操作員控制單元(OCU)及相關(guān)聯(lián)操作員的位置；使每個(gè)轉(zhuǎn)轍活動(dòng)與所述操作員的相應(yīng)位置相關(guān)，以為所述轉(zhuǎn)轍活動(dòng)的庫(kù)建立鐵路場(chǎng)中相應(yīng)優(yōu)選位置的知識(shí)庫(kù)；將所述知識(shí)庫(kù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中；接收轉(zhuǎn)轍表請(qǐng)求；存取所述知識(shí)庫(kù)；以及根據(jù)所述知識(shí)庫(kù)處理所述請(qǐng)求，以產(chǎn)生轉(zhuǎn)轍表，其中的轉(zhuǎn)轍活動(dòng)序列被組織成考慮操作員實(shí)現(xiàn)所述轉(zhuǎn)轍表的物理移動(dòng)。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，還包括將所述轉(zhuǎn)轍表發(fā)送到第二OCU。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中第一OCU構(gòu)成第二OCU。
14.如權(quán)利要求11所述的方法，還包括發(fā)送表明所述跟蹤位置和所述鐵路場(chǎng)轉(zhuǎn)轍活動(dòng)的數(shù)據(jù)。
15.用于為鐵路場(chǎng)操作員的有效移動(dòng)產(chǎn)生轉(zhuǎn)轍定位活動(dòng)的鐵路場(chǎng)轉(zhuǎn)轍表的計(jì)算機(jī)可讀軟件代碼，所述軟件包括與操作員控制單元(OCU)相關(guān)聯(lián)的軟件代碼模塊，用于在鐵路場(chǎng)轉(zhuǎn)轍活動(dòng)期間跟蹤第一OCU和相關(guān)聯(lián)操作員的位置；與第一處理器相關(guān)聯(lián)的軟件代碼模塊，用于使每個(gè)轉(zhuǎn)轍活動(dòng)與所述操作員的相應(yīng)位置相關(guān)，以為所述轉(zhuǎn)轍活動(dòng)的庫(kù)建立鐵路場(chǎng)中相應(yīng)優(yōu)選位置的知識(shí)庫(kù)；與存儲(chǔ)器相關(guān)聯(lián)的軟件代碼模塊，用于存儲(chǔ)所述知識(shí)庫(kù)；以及與第二處理器相關(guān)聯(lián)的軟件代碼模塊，用于存取存儲(chǔ)器，并產(chǎn)生轉(zhuǎn)轍表，其中的轉(zhuǎn)轍活動(dòng)序列被組織成考慮操作員實(shí)現(xiàn)所述轉(zhuǎn)轍表的的物理移動(dòng)。
16.如權(quán)利要求15所述的軟件代碼，還包括用于請(qǐng)求所述轉(zhuǎn)轍表的軟件代碼模塊。
17.如權(quán)利要求16所述的軟件代碼，還包括用于發(fā)送所述轉(zhuǎn)轍表的軟件代碼模塊。
18.一種用于控制鐵路場(chǎng)中機(jī)車移動(dòng)和/或轉(zhuǎn)轍定位的操作員控制單元(OCU)，包括OCU傾斜傳感器，用于感測(cè)所述OCU的傾斜度；定位器，用于確定所述OCU的位置；以及發(fā)射器，連接到所述傾斜傳感器和所述定位器，用于在與所述OCU的傾斜度超過(guò)預(yù)定值時(shí)相關(guān)聯(lián)的時(shí)間，發(fā)射表明所述OCU位置的信號(hào)。
19.如權(quán)利要求18所述的OCU，還包括用于測(cè)量所述OCU的傾斜度超過(guò)所述預(yù)定值的時(shí)間段的定時(shí)器。
20.如權(quán)利要求19所述的OCU，其中當(dāng)所述OCU的傾斜度超過(guò)所述預(yù)定值達(dá)預(yù)定時(shí)間段時(shí)，所述OCU發(fā)射信號(hào)。
全文摘要
一種為鐵路場(chǎng)操作員(12)的有效移動(dòng)產(chǎn)生轉(zhuǎn)轍定位活動(dòng)的鐵路場(chǎng)轉(zhuǎn)轍表(如30)的系統(tǒng)(10)。該系統(tǒng)包括第一操作員控制單元(14)(OCU)，該單元具有定位器(16)，用于在鐵路場(chǎng)轉(zhuǎn)轍活動(dòng)期間確定OCU和使用OCU的相關(guān)聯(lián)操作員的位置。該系統(tǒng)還包括第一處理器(28)，用于使鐵路場(chǎng)轉(zhuǎn)轍活動(dòng)與鐵路場(chǎng)中OCU的相應(yīng)位置相關(guān)，以建立鐵路場(chǎng)中相應(yīng)優(yōu)選位置的知識(shí)庫(kù)；以及存儲(chǔ)器(例如26)，用于存儲(chǔ)鐵路場(chǎng)中優(yōu)選位置的知識(shí)庫(kù)。該系統(tǒng)還包括第二處理器(27)，用于接收轉(zhuǎn)轍表請(qǐng)求(32)，存取存儲(chǔ)器，并根據(jù)知識(shí)庫(kù)處理該請(qǐng)求，以產(chǎn)生轉(zhuǎn)轍表。
文檔編號(hào)B61L17/00GK1956870SQ200580016121
公開(kāi)日2007年5月2日 申請(qǐng)日期2005年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月22日
發(fā)明者D·M·佩茨 申請(qǐng)人:通用電氣公司