專利名稱：確定列車長度的系統(tǒng)和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及列車控制，更具體地涉及確定列車編組的車廂數(shù)量。
背景技術：
在當前基于通信的列車控制系統(tǒng)中，列車(例如，通勤列車)確定其位置并將其傳輸至路旁設施以便路旁設施和其它列車協(xié)同工作。由列車來采集有關其周圍的信息并確定如何安全移動，并恰當?shù)卦谡九_停靠以便乘客上下車。為了執(zhí)行這些重要功能，列車必須知道其在靜態(tài)和動態(tài)兩種狀態(tài)所占用位置和區(qū)域。在基于通信的列車控制(CBTC)系統(tǒng)的初始化期間，列車確定其位置和列車編組的特征。對于能夠具有可變列車長度的列車，重要地是需要列車確定其列車長度。對于列車中的每節(jié)車廂，還需要能夠控制列車，以便必不可少地了解其在列車編組中所處的位置。 這能以不同的方法來實現(xiàn)。迄今為止，這些方法結合了獨立的車載裝置，以用于確定列車長度、基于獨立的路旁設施的方法檢查的編組的特征，以實現(xiàn)列車的重要功能。理想地是提供多個用于確定列車長度和列車編組的其它特征的車載裝置和/或方法，其避免了需要使用基于路旁設施的方法，同時維持這種系統(tǒng)的安全性(vitality)。

發(fā)明內容
在一個實施例中，一種用于確定列車編組內的車廂數(shù)量的系統(tǒng)包括一節(jié)或多節(jié)車廂、用于該一節(jié)或多節(jié)車廂的至少一個自動列車控制器(ATC)、以及列車編組的列車線路。 每節(jié)車廂可包括頻率生成器和頻率修正器。該一節(jié)或多節(jié)車廂各者中的各頻率修正器適合接收具有輸入頻率的輸入信號并生成具有不同于輸入頻率的輸出頻率的輸出信號。在一節(jié)或多節(jié)車廂中的至少一節(jié)車廂被指定為引導車廂時，該至少一節(jié)中的至少一個頻率生成器向該至少一節(jié)車廂中的頻率修正器提供具有預定輸入頻率的預定輸入信號，并且該一節(jié)或多節(jié)車廂中的至少一節(jié)中的至少一個頻率修正器向列車線路提供其輸出信號。該一節(jié)或多節(jié)車廂各者中的頻率修正器可串聯(lián)連接。在各頻率修正器中，輸入信號與輸出信號的比率可為二。輸入信號與輸出信號的比率也可以是預定的。ATC可通過將輸出至列車線路的輸出信號與來自頻率生成器的預定輸入信號進行比較來確定列車編組中的車廂數(shù)量。該系統(tǒng)可包括檢查系統(tǒng)以確定該至少一節(jié)車廂是否為末端車廂。向列車線路提供輸出信號的頻率修正器可為末端車廂。該系統(tǒng)還可包括網絡節(jié)點，該網絡節(jié)點包括列車編組中的一節(jié)或多節(jié)列車車廂各者中的唯一的節(jié)點網絡地址。ATC還可基于該唯一的網絡地址中的至少一個并通過將輸出至列車線路的輸出信號與來自頻率生成器的預定輸入信號進行比較來確定列車編組中的列車車廂數(shù)量。ATC可基于從至少一個唯一網絡地址確定的列車編組中的車廂數(shù)量并基于輸出至列車線路的輸出信號與來自頻率生成器的預定輸入信號的比率來允許列車編組沿著預定路徑移動。進一步披露了用于確定列車編組中的列車車廂數(shù)量和列車編組中的每節(jié)車廂位置的另一種系統(tǒng)的一個實施例。該系統(tǒng)包括多個串聯(lián)連接的頻率修正器，編組中的每節(jié)車廂包括一個頻率修正器；頻率生成器，其向該系列頻率修正器中的第一頻率修正器供給具有基準頻率的電信號；響應于具有基準頻率的信號，該系列頻率修正器中的每個頻率修正器輸出具有唯一頻率的信號，該唯一頻率基于基準頻率和在所述輸出信號與頻率生成器之間串聯(lián)連接的頻率修正器的數(shù)目；以及控制器，其從該系列頻率修正器中的最后一個頻率修正器所輸出的信號的頻率確定編組中的車廂數(shù)量。該系列頻率修正器中在第一個頻率修正器之后且最后一個頻率修正器之前的每個頻率修正器可接收由該系列頻率修正器中的相鄰的前一個頻率修正器輸出的信號作為其輸入；并且可向該系列頻率修正器中的下一個頻率修正器輸出其信號。每個頻率修正器所輸出的信號可具有為輸入所述頻率修正器的信號頻率的一半或50%的頻率。該系統(tǒng)可包括通信網絡。編組中的每節(jié)車廂可包括該通信網絡的唯一節(jié)點，該唯一節(jié)點具有唯一的網絡地址。該控制器可將從該系列頻率修正器中的最后一個頻率修正器所輸出的信號的頻率確定的車廂數(shù)量與通信網絡的唯一節(jié)點的數(shù)目進行比較，并基于該比較使編組能夠保持靜止或移動。該系統(tǒng)可包括多個自動列車控制器(ATC)，各ATC布置在列車編組的車廂中的一節(jié)上。響應于各ATC檢測沿著編組穿越的路徑布置的基準點，所述ATC可向控制器分派所述ATC檢測所述基準點的指示。響應于分派的各ATC檢測所述基準點的指示、所確定的列車編組中的車廂數(shù)量和編組穿越的物理路徑的虛擬映射圖，控制器可確定編組在物理路徑上的絕對位置。最后披露了一種確定列車編組的列車車廂數(shù)量和各車廂在編組中的位置的方法， 包括(a)編組的第一車廂的頻率生成器輸出具有第一頻率的電信號；(b)響應于具有第一頻率的信號，第一車廂的第一頻率修正器輸出具有第二頻率的信號；(C)響應于輸出的具有第二頻率的信號，控制器確定編組中的車廂數(shù)量。該方法可進一步包括，響應于具有第二頻率的信號，第二車廂的第二頻率修正器輸出具有第三頻率的信號，其中步驟(C)可包括控制器響應于具有第三頻率的信號的輸出確定編組中的車廂數(shù)量。該方法可進一步包括，響應于具有第三頻率的信號，第三車廂的第三頻率修正器輸出具有第四頻率的信號，其中步驟(C)可包括控制器響應于具有第四頻率的信號的輸出確定編組中的車廂數(shù)量。對于各頻率修正器，各輸出信號的頻率是輸入所述頻率修正器的信號的頻率的一半。最后，一種布置在至少一節(jié)車廂上的裝置可從輸入所述車廂的頻率修正器的信號的頻率確定所述車廂在列車編組中的位置。


圖1是包括ATC和電子通信網絡的列車編組的圖解視圖；圖2是包括一節(jié)車廂的列車編組的圖解視圖；圖3是包括兩節(jié)車廂的列車編組的圖解視圖；圖4是包括η節(jié)車廂的列車編組的圖解視圖5是包括用于確定列車編組中的列車車廂數(shù)量和各列車車廂在列車編組中的位置的裝置的列車車廂的圖解視圖；圖6是包括串聯(lián)的η節(jié)車廂和用于確定列車編組中的列車車廂數(shù)量和各列車車廂在列車編組中的位置的裝置的列車編組的圖解視圖；圖7是示出了圖6的列車編組的車廂的輸入頻率和輸出頻率的表格；圖8是示出了圖6的列車編組的車廂的輸入頻率和輸出頻率的另一個表格；圖9是將輸出頻率與列車編組中的車廂數(shù)量關聯(lián)的表格；以及圖10是將輸出頻率與列車編組中的車廂的位置關聯(lián)的表格。
具體實施例方式本發(fā)明披露了一種確定列車編組中的列車車廂數(shù)量和各自潛在地控制列車編組中裝設有自動列車控制器(ATC)的車廂的列車編組特征的車載方法，其中該列車編組包括多個串聯(lián)連接的頻率修正器，每節(jié)車廂包括一個頻率修正器和列車網絡。對于該方法的頻率部分，其包括(a)頻率生成器向該系列頻率修正器中的第一頻率修正器供給具有基準頻率的電信號；(b)響應于在步驟(a)中輸入的信號，該系列頻率修正器中的各頻率修正器輸出具有唯一頻率的信號，該唯一頻率基于基準頻率和在所述輸出信號與頻率生成器之間串聯(lián)連接的頻率修正器的數(shù)目；以及(c)ATC從該系列頻率修正器中的最后一個頻率修正器輸出的信號的頻率確定列車編組中的車廂數(shù)量。確定在列車起動時其中頻率生成器運行的車廂并且不發(fā)生變化。在頻率生成器已經運行至第一頻率修正器的情況下，通常在末端車廂中的頻率生成器首先被激勵。在該設置期間，在列車的另一端，來自最后的頻率修正器的最終輸出頻率經列車被送回以進行讀取。ATC和第一頻率修正器可位于同一節(jié)車廂。各頻率修正器可輸出頻率不同于輸入所述頻率修正器的信號頻率的信號。各頻率修正器所輸出的信號可具有輸入所述頻率修正器的信號頻率的一半或50%的頻率。該系列頻率修正器中的第一頻率修正器和最后一個頻率修正器之間的每個頻率修正器可接收該系列頻率修正器中相鄰的前一個頻率修正器所輸出的信號作為其輸入信號，并且可將其信號輸出至該系列頻率修正器中的下一個頻率修正器?？稍谥辽僖还?jié)車廂上布置一設備或裝置，用于從輸入所述車廂的頻率修正器的信號頻率確定所述車廂在列車編組中的位置。該用于確定的裝置可為上述步驟(c)的ATC或另一 ATC。列車編組可包括通信網絡。列車編組的每一節(jié)車廂可包括具有唯一的網絡地址的唯一的網絡節(jié)點。該方法還可包括步驟(d) :ATC從唯一網絡地址的數(shù)目確定列車編組中的車廂數(shù)量。ATC可將在步驟(c)中確定的車廂數(shù)量與在步驟(d)中確定的車廂數(shù)量進行比較；并且基于該比較，ATC可使得編組保持靜止或允許列車編組移動。將參考

本發(fā)明，并且附圖中具有不同后綴如-1、-2等的相似附圖標記對應于同一元件的不同情況?，F(xiàn)在來看附圖并參照圖1，根據(jù)本發(fā)明的列車編組2包括一節(jié)或多節(jié)列車車廂4， 其采用串聯(lián)和其他連接方式物理聯(lián)接在一起，并以本領域中公知的方式構造成，在以本領域中公知的方式布置在一節(jié)或多節(jié)所述列車車廂4上的推進系統(tǒng)的控制下沿著路徑6例如列車軌道或導軌行進。在一個非限制性的實施例中，該推進系統(tǒng)從外部電源例如但不限于沿著路徑6布置的第三軌道或借助于導電架(未示出)的架空電線(未示出)取得其電力。該推進系統(tǒng)包括電動機(未示出)，該電動機經由推進控制系統(tǒng)(未示出)從外部電源接收電力，該推進控制系統(tǒng)在至少一個ATC 8的控制下操作，該ATC8向推進控制系統(tǒng)提供命令和控制信號，以便以下列方式控制電動機的操作，以自動或手動控制的方式使編組2 沿著路徑6行進。前面對推進系統(tǒng)和ATC 8的說明僅作為背景提供并且不應當被解釋為限制本發(fā)明。該一個或多個ATC 8可位于列車編組2上的任何位置且其位置不應當被認為是對本發(fā)明的限制。列車編組2在每節(jié)車廂4中包括由至少一個節(jié)點12組成的電子通信網絡10。每個節(jié)點12由適當?shù)木W絡通信裝置和控制電子裝置組成，該網絡通信裝置和控制電子裝置有利于網絡10并作為具有唯一網絡地址的網絡10的唯一節(jié)點確定每節(jié)車廂4的存在。在編組2中，通信網絡10用作將車廂4的特定功能或操作的狀態(tài)傳送至ATC 8的骨干網絡。這些功能或操作可包括例如但不限于門狀態(tài)(打開或關閉)，其中編組2為通勤列車；燈的狀態(tài)；等等。通信網絡10類似于常規(guī)的計算機網絡，例如用于可通信方式連接多臺計算機的局域網。在圖1所示的編組2中，網絡10將車廂4的節(jié)點12可通信方式連接。 為了有利于跨網絡10的通信，各節(jié)點12在網絡10中具有在適當?shù)臅r間——例如但不限于在網絡10初始化期間——手動或自動分配給節(jié)點12的唯一網絡地址。理想地，網絡拓撲使得ATC 8能夠確定車廂4在編組2中的物理順序和/或位置。 例如，但并非進行限制，節(jié)點12-1-1和節(jié)點12-1-2被分配第一網絡地址和第二網絡地址， 其指示車廂4-1為編組2中的第一節(jié)車廂；節(jié)點12-2-1和節(jié)點12-2-2被分配第三網絡地址和第四網絡地址，其指示車廂4-2為編組2中的第二節(jié)車廂；節(jié)點12-3-1(未示出)和節(jié)點12-3-2(未示出)被分配第五網絡地址和第六網絡地址，其指示車廂4-3(未示出)為編組2中的第三節(jié)車廂；等等。因此，通信網絡10能夠開發(fā)由列車中的車廂4組成的整個列車編組2的拓撲。在特定情形中，每節(jié)車廂也可被指定為具有前端和后端。在單個車廂編組中，如圖 2所示，車廂20可具有前端30和后端40兩者。在兩節(jié)車廂編組中，如圖3所示，兩節(jié)車廂 20-1、20-2中的任一節(jié)可包括前端30或后端40，但不包括兩者。一般而言，如圖4所示，不論η節(jié)車廂列車編組中的車廂數(shù)量如何，車廂20-1、20-2···20-η將僅具有一個前端30 (車廂1中)和一個后端40 (車廂η中)。在一個可選實施例(未示出)中，前端30可被指定在車廂20-η上，而后端可被指定在車廂20-1上。在本實施例中，列車編組中的前端30被指定為首先被激勵的車廂20的一端。這通過手動激勵操作或通過本領域的技術人員公知的任何其它方式來實現(xiàn)。通常，前端30被指定為指向列車編組2的計劃行進方向的一端。盡管基于提供清楚的目的我們將維持該普通經驗法則，但應注意，基于確定列車長度的目的，可使列車編組的任一端被指定為前端 30，而列車編組的相對端被指定為后端40。此外，一旦已對列車編組指定引導車廂20，其通常就不發(fā)生變化直到該編組被停止供電或分離。根據(jù)本技術的一方面，如圖5所示，盡管記住了列車編組2中的任何車廂20可被用作引導車廂(具有前端的車廂)或后端車廂(具有后端的車廂)，但列車編組中的每節(jié)車廂20可包括頻率生成器90和頻率修正器100。車廂中的頻率修正器100適于接收輸入信號110，該信號來自頻率生成器90 (當車廂被指定為弓I導車廂時)或如果前面存在車廂則來自車廂(未示出)中的頻率修正器100輸出的信號。然而，頻率修正器100不適于同時接收來自兩者的信號。根據(jù)本技術的另一方面，如圖6所示，η節(jié)車廂編組可包括串聯(lián)連接的車廂20-1、 20-2…20-η，其中引導車廂被指定為車廂20-1且末尾車廂被指定為車廂20_η。對于引導車廂中的頻率修正器100-1和末尾車廂中的頻率修正器100-η，可以說明為，頻率修正器 100-1接收其來自車廂20-1中的頻率生成器90-1的信號輸入110-1，而其它每節(jié)車廂中的頻率修正器接收其來自其前方車廂中的頻率修正器100的輸入。換言之，對頻率修正器 100-2的輸入是頻率修正器100-1的輸出等等。由于頻率修正器100-η位于末尾車廂(具有后端)中，頻率修正器100_η的輸出被饋送到頻率輸出列車線路120中。盡管為了清楚將列車線路120圖示為在列車編組外部， 但很大程度上其為列車編組的一部分。由運行的ATC 130讀取頻率輸出列車線路120。還應注意，頻率生成器90-2、90-3…90-η可保持不運行或無法提供任何輸出。換言之，對于操作中的每個列車編組2，僅一個頻率生成器90可以工作，例如，圖6中的頻率生成器90-1。 應注意，由于僅一個頻率生成器工作，所以不需要每節(jié)車廂20包括頻率生成器。對于基于CBTC技術運行的系統(tǒng)，基于重復的目的，列車編組通常包括多于一個ATC 130。例如，如果列車編組2中存在兩個ATC130，則兩個ATC 130都將一直待命 (listen)。然而，僅一個ATC 130將運行，S卩，作出決定。僅待命的第二 ATC 130將在當前運行的ATC130故障的情況下變成運行的。在一個實施例中，包括多于一節(jié)車廂的列車編組 2可在列車編組2的每節(jié)車廂中包括ATC 130。在另一實施例中，包括多于兩節(jié)車廂的列車編組2可每隔一節(jié)車廂包括ATC130。為此，在包括10節(jié)車廂的列車編組中，可在列車編組中的任何位置僅存在兩個ATC 130。ATC 130相對于列車編組中的車廂的位置不應被認為是限制性的，這是因為，不論兩個ATC 130是并排設置的還是設置在列車編組的相對端， ATC 130都能夠執(zhí)行其功能。然而，為了操作穩(wěn)定性，優(yōu)選在列車編組中具有最少兩個ATC 130。必須認識到，所有頻率修正器100-1、100-2··· 100-η可包括檢查系統(tǒng)105，如圖
5-圖6所示。檢查系統(tǒng)105為用于檢查布置有該系統(tǒng)的車廂是否為末尾車廂的本地邏輯元件。在一個實施例中，檢查系統(tǒng)105可基于聯(lián)接器構型或密封的門道或通過選擇識別該車廂為末尾車廂的開關位置來進行判斷。檢查系統(tǒng)105可使用任何公知的指定車廂為末尾車廂或末端車廂的方法并且任何具體系統(tǒng)的選擇不應被認為是加以限制。當圖6的檢查系統(tǒng) 105-η確定車廂為末尾車廂(其在本例中為車廂20-η)時，頻率修正器100-η經由頻率輸出列車線路120將其輸出饋送至運行的ATC 130。如果檢查系統(tǒng)105判斷該車廂不是末尾車廂，則每個頻率修正器100的輸出作為輸入被提供給隨后的頻率修正器100。如所示的， 檢查系統(tǒng)105位于頻率修正器100內。然而，在其它實施例中，一部分或全部車廂中的檢查系統(tǒng)105也可被收容在頻率修正器外部。檢查系統(tǒng)105的布置不應當被認為對本發(fā)明的限制。在包括車廂4-1 4-η的圖1所示的編組2的實施例中，車廂4_1包括頻率生成器16和頻率修正器18-1。頻率生成器在列車起動時確定并且不發(fā)生變化。在頻率生成器已經運行至第一頻率修正器的情況下通常為端部車廂首先被激勵。在該起動期間于另一端處，來自最后的頻率修正器的最終輸出頻率通過列車被送回以便進行讀取。返回參照圖6，輸入至頻率修正器100-1的輸入信號110-1來自頻率生成器90-1。 頻率生成器90-1生成具有基準頻率的信號110，該基準頻率是以每個編組為基礎或以每個系統(tǒng)為基礎預先確定的。由頻率生成器90-1輸出的具有預定頻率的信號110-1隨后被發(fā)送到頻率修正器100-1，其中其被修正以生成輸出信號110-2，該輸出信號110-2作為輸入被提供給車廂 20-2上的修正器100-2。與來自頻率生成器90-1的信號的預定頻率相比，信號110-2是具有不同和唯一頻率的電信號。類似地，頻率修正器100-2修正信號110-2并生成第三唯一且不同頻率的信號110-3等。各頻率修正器100-1、100-2···100-η的輸出頻率是不同且唯一的，使得不存在兩個生成相同頻率的輸出信號的頻率修正器。頻率修正器100-η(該系列頻率修正器中的最后一個頻率修正器)的輸出被直接供給回到ATC 130，以便以下文說明的方式進行處理。ATC 130通過比較從頻率修正器100-η輸出的信號的頻率和從頻率生成器90輸出的信號110-1的頻率而確定列車編組2中的車廂數(shù)量。根據(jù)一個實施例，該系列頻率修正器100-1、100-2··· 100-η用于以二為系數(shù)等分進入的信號的頻率，以生成具有頻率為輸入信號頻率的一半的輸出信號，ATC 130使用輸入至引導車廂中的頻率修正器100的輸入頻率和從末尾車廂中的頻率修正器100輸出的輸出頻率的比率?？紤]包括車廂20-1、20-2···20_5的5節(jié)車廂編組的示例，其中各串聯(lián)的頻率修正器100-1、100-2···100-5用于以二為系數(shù)來除它們輸入信號的頻率以生成輸出信號。為了清楚，圖7以表格形式列出了向列車編組中的各頻率修正器輸入的信號頻率和從其輸出的信號頻率。可以看到，輸入車廂20-1的頻率與從車廂20-5輸出的頻率的比率為32。由于該比率大于1，并且所選擇的邏輯為除以二的邏輯，所以可確定車廂數(shù)量為二的冪。得到的頻率比率“32”可表示為2的指數(shù)冪，如25，可以確定車廂的數(shù)量為5。在另一實施例中，當與乘以二的邏輯相結合地使用具有車廂20-1、20-2···20_5的 5節(jié)車廂編組中的頻率修正器100-1、100-2··· 100-η時，輸入和輸出頻率的示例性表格可如圖8所示。在本實施例中，來自頻率生成器的輸入頻率與來自末尾車廂中頻率修正器的輸出信號頻率之間的頻率比為1觀/4096，或簡單地，1/32。由于該比率小于1，所以如下確定車廂可如下確定車廂數(shù)量η l/2n = 1/32 = 1/25從而確定η = 5。通過使用上述頻率修正器的結合設置，在使用每節(jié)車廂中的網絡節(jié)點的唯一的網絡地址確定車廂數(shù)量的情況下，ATC可安全地確定列車編組中的車廂數(shù)量而不需要任何路旁構件。在以下部分，提供使用頻率生成器和頻率修正器來確定每節(jié)車廂的順序和/或位置的非限制性說明。返回參照圖6，在適當?shù)臅r間，ATC 130使頻率生成器90_1輸出具有第一基準頻率的信號。在本例中，第一基準和預定頻率為8192Hz。然而，該頻率不應被解釋為限制本發(fā)明，這是因為預期可使用任何適當?shù)幕鶞暑l率。頻率生成器90-1所輸出的第一基準頻率作為輸入被供給至頻率修正器100-1。頻率修正器100-1使用其輸入110-1生成輸出信號110-2，輸出信號110-2具有第二、不同的頻率。在一個理想實施例中，頻率修正器100-1 為除以二型修正器，并因此輸出具有頻率為輸入到頻率修正器100-1中的信號110-1的頻率的一半或50%的信號110-2。在本非限制性的示例中，輸入到頻率修正器100-1中的信號具有8192Hz的頻率并且頻率修正器100-1所輸出的信號具有4096Hz的頻率。應注意， 所有頻率修正器100-1、100-2···100-η具有相似類型和功能。換言之，如果一個頻率修正器100-1為除以二型，則該列車編組中的所有頻率修正器100-2、100-3···100-η都為除以二型。根據(jù)本實施例的另一方面，頻率修正器100-1、100-2···100-η可構造成以預定量增加輸入信號頻率，舉例來說，例如乘以二。根據(jù)如圖6所示設置的一個實施例，在列車編組中的總車廂數(shù)為一的情況下，頻率修正器100-1的輸出被直接返回給ATC 130，該ATC 130已訪問如圖9所示的電子形式的表格。ATC 130包括用于確定頻率修正器100-1所輸出的信號頻率(在本例中為4096Hz) 的適當裝置。在了解頻率修正器100-1所輸出的信號頻率的情況下，ATC 130將該頻率與圖9所示的表格進行匹配并確定列車編組2僅包括一節(jié)車廂20，在本例中為車廂20-1。根據(jù)該設置的另一實施例，如圖6所示，其中車廂編組2中的車廂總數(shù)為二，即 20-1和20-2，頻率修正器100-1的輸出110-2被供給至頻率修正器100-2的輸入信號 110-2，該頻率修正器100-2修正或改變該輸入信號110-2的頻率并輸出不同的第三頻率的信號110-3。在該示例性實施例中，頻率修正器100-2所輸出的信號110-3具有為輸入頻率修正器100-2的信號頻率的一半或50%的頻率。在該非限制性的示例中，輸入頻率修正器 100-2的信號具有4096Hz的頻率。由于頻率修正器100-2將以一半或50%降低該頻率，從頻率修正器100-2輸出的信號110-3將具有2048Hz的頻率。由于在本實施例中僅有兩節(jié)車廂20-1和20-2，所以從頻率修正器100-2輸出的信號110-3此時將經由輸出頻率列車線路120返回至ATC 130，該ATC 130通過將輸出信號110-3的頻率與如圖9所示的表格進行比較而確定列車編組2總共包括兩節(jié)車廂。理想地，ATC 130進一步將從頻率修正器100的設置和其輸出信號110確定的列車車廂數(shù)量和由ATC 130從網絡10的唯一的網絡地址數(shù)目確定的列車車廂20的數(shù)量進行比較。如果通過兩種方式確定的列車編組的車廂20的數(shù)量匹配，則ATC 130可使得推進系統(tǒng)沿著路徑6移動列車編組。另一方面，如果通過兩種方法確定的車廂20的數(shù)量不匹配， 則ATC 130可使推進系統(tǒng)保持編組2靜止，例如，通過使推進控制系統(tǒng)保留用于推進編組2 的來自電動機的電力。因此，實現(xiàn)在列車編組2上安全地確定列車編組2的列車長度的方法。根據(jù)本發(fā)明的另一方面并參照圖6，列車編組2中的每節(jié)車廂中的ATC 130可參考如圖10所示的電子形式的表格和供給至所述車廂20的頻率修正器100的輸入信號的頻率確定其在列車編組2中的位置。例如，如果頻率生成器90-1輸入頻率修正器100-1的信號的頻率為8192Hz，則該信號及其頻率可被饋送至ATC 130，在此確定該信號的頻率。ATC 130使用這樣確定的該頻率，在本例中為8192Hz，并從如圖10所示的表格提取與所述頻率相同的列的來自標題為“在編組中的位置”的這一行的數(shù)字，該數(shù)字對應于包括頻率修正器 100-1的車廂20-1在編組2中的位置。在本例中，ATC 130從圖10中的表格提取對應于8192Hz 的數(shù)字 “1”。以類似的方式，可通過將輸入車廂20的頻率修正器100的信號的頻率與如圖10 所示的頻率進行比較，并從如圖10所示的表格提取與輸入所述頻率修正器的信號的頻率對應的“在編組中的位置”的數(shù)字，包括在車廂20中的各ATC 130能夠自動確定其車廂20 在列車編組2中的位置。此外或可選地，包括ATC 130的各車廂20可參考如圖9所示的表格和所述車廂20 的頻率修正器100輸出的信號110的頻率來確定其在列車編組2中的位置。例如，如果頻率修正器100-1輸出的信號110-2的頻率為4096Hz，則ATC 130可使用該頻率和圖9的表格從該表格提取對應于4096Hz的數(shù)字“ 1 ”。該數(shù)字“ 1 ”通知ATC130列車編組2具有一節(jié)車廂20。以類似的方式，通過將各車廂20的頻率修正器100輸出的信號110的頻率與如圖 9的表格所示的頻率進行比較，并在“在編組中的位置”這一列中提取對應于輸入所述頻率修正器100的信號的頻率的值，包括在列車編組2中任何位置的ATC 130可自動確定其任意一個車廂20在列車編組2中的位置。返回參照圖1，理想地，通信網絡10知道每個節(jié)點12(例如12-1-1、12-1_2、 12-2-1等)的位置。例如，在編組2包括多個節(jié)點12的情況下，網絡10能夠知道節(jié)點 12-1-1/12-1-2位于車廂4-1中，節(jié)點12-2-1/12-2-2位于與車廂4_1聯(lián)接的車廂4_2中， 節(jié)點12-3-1/12-3-2 (未示出)位于與車廂4-2聯(lián)接的車廂4_3 (未示出)中，等等，直到與車廂4-(Ν-1)聯(lián)接的車廂4-N。理想地，各ATC8被供給或訪問網絡10的網絡映射圖，該映射圖包括通信網絡10的唯一網絡地址的順序，該順序對應于每節(jié)車廂4在編組2中的位置。在具備該信息的情況下，各ATC 8可將來自網絡地址數(shù)據(jù)的其車廂4的位置與從輸入所述車廂4的頻率修正器的信號110的頻率或從其輸出的信號110的頻率確定的其車廂的位置進行比較。應注意，圖1中的ATC 8和圖6中的ATC 130指的是相似的構件。包括ATC 8的各車廂4可通過記錄其車廂的車輪相對于沿列車前進方向移動的整列列車轉動的實際方向來確定其在編組中的取向。車廂的車輪可沿前進方向或后退方向轉動，取決于車廂在列車編組2中如何取向。列車中的車廂可以總是使每節(jié)車廂的特定一端正對列車的前方。但是，有可能的是，車廂能以隨機方式設定在列車編組中使得每節(jié)車廂的特定一端可以不總是正對列車的前方。一些可使每節(jié)車廂的特定一端正對列車的前方而其它正對列車的后方。這將使得各車廂的車輪轉動的方向——前進或后退——成為各車廂在列車編組2內如何取向的因素。列車網絡可根據(jù)由列車編組內的節(jié)點在列車網絡中的連通性開發(fā)的編組拓撲確定各車廂在編組中的取向。這不需要列車實際移動來完成這種確定。僅裝設有ATC的車廂可將如通過其本身確定的在編組中的取向與來自列車網絡拓撲的編組中的取向相結合。ATC可比較來自兩個獨立的源的這種信息的結合以安全地確定其本身在編組中的取向。包括ATC 8的每節(jié)車廂4可確定其在列車中的位置與在系統(tǒng)內的絕對位置的關系。僅裝設有ATC的車廂可確定其本身在列車編組中的位置與在系統(tǒng)內的絕對位置的關系。該車廂可如圖1所示在基準點5且優(yōu)選兩個或更多個基準點5上驅動，以確定其自身在列車編組中的位置與在系統(tǒng)內的絕對位置的關系。各基準點5相對于系統(tǒng)中所有其它的基準點具有唯一的身份。在裝設有ATC 8的車廂在基準點5上驅動之后，車廂知道其在系統(tǒng)中的位置和其行進方向。在一個理想的實施例中，各車廂內的頻率修正器實施為除以2計數(shù)器，該計數(shù)器通過觸發(fā)電路實現(xiàn)，該觸發(fā)電路構造和操作成將輸入所述觸發(fā)電路的信號的頻率除以2并輸出具有頻率為輸入信號的頻率的一半或50%的信號。然而，這不應該被解釋為限制了本發(fā)明，因為預期能以本領域中公知的任何適當和/或理想的方式實現(xiàn)每個頻率修正器。對于通過除以2計數(shù)器實現(xiàn)的每個頻率修正器，可設置測試電路(未示出)以測試所述除以2 計數(shù)器將輸入頻率除以2的能力。每個這樣的測試電路能以任何適當?shù)姆绞脚cATC聯(lián)接， 藉此ATC可執(zhí)行所述測試電路的獨立控制，從而以確認所述除以2計數(shù)器將輸入信號的頻率除以2的能力的任何適當或理想的方式測試對應的除以2計數(shù)器。總之，可以看出如何使用頻率修正器和列車網絡來確定列車長度和在列車編組中的位置。利用該信息和來自列車裝置的更多輸入，可確定其在列車編組中的取向及其在列車中的位置與在系統(tǒng)內的絕對位置的關系。所有上述內容涉及確定列車位置和列車編組的特征。已參考示例性非限制實施例說明了本發(fā)明。然而，這種示例性實施例不應被解釋為限制了本發(fā)明，因為其他技術人員在閱讀和理解前面的說明后將想到明顯的改型和變型。例如，上述的ATC的功能可通過電子/電氣硬件的任何適當?shù)慕M合和/或獨立或一起工作的單機或聯(lián)網的編程計算機/微處理器等來實現(xiàn)。因此，本發(fā)明應該被解釋為包括所有此類改型和變型，只要它們處于所附權利要求或其等同物的范圍內。
權利要求
1.一種用于確定列車編組內的車廂數(shù)量的系統(tǒng)，包括一節(jié)或多節(jié)車廂，每節(jié)車廂包括頻率生成器；以及頻率修正器；用于所述一節(jié)或多節(jié)車廂的至少一個ATC ；以及所述列車編組的列車線路；其中所述一節(jié)或多節(jié)車廂中的每節(jié)車廂的每個頻率修正器適合接收具有輸入頻率的輸入信號并生成具有不同于所述輸入頻率的輸出頻率的輸出信號；其中當至少一節(jié)車廂被指定為引導車廂時，所述一節(jié)或多節(jié)車廂中的至少一節(jié)中的至少一個頻率生成器向所述至少一節(jié)車廂中的頻率修正器提供具有預定輸入頻率的預定輸入信號；并且其中所述一節(jié)或多節(jié)車廂中的至少一節(jié)中的至少一個頻率修正器向所述列車線路提供其輸出信號。
2.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述一節(jié)或多節(jié)車廂中的每一節(jié)中的所述頻率修正器串聯(lián)連接。
3.根據(jù)權利要求2所述的系統(tǒng)，其中，在每一個所述頻率修正器中，所述輸入信號與所述輸出信號的比率為二。
4.根據(jù)權利要求3所述的系統(tǒng)，其中，所述輸入信號與所述輸出信號的比率是預定的。
5.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述ATC通過將輸出至所述列車線路的輸出信號與來自所述頻率生成器的預定輸入信號進行比較來確定所述列車編組中的車廂數(shù)量。
6.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，至少一節(jié)車廂包括用于判斷所述至少一節(jié)車廂是否為末端車廂的檢查系統(tǒng)。
7.根據(jù)權利要求6所述的系統(tǒng)，其中，所述末端車廂中的所述頻率修正器向所述列車線路提供其輸出信號。
8.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，在所述列車編組中的所述一節(jié)或多節(jié)列車車廂中的每一節(jié)中包括網絡節(jié)點，所述網絡節(jié)點包括唯一的節(jié)點網絡地址。
9.根據(jù)權利要求6所述的系統(tǒng)，其中，所述ATC基于所述唯一的網絡地址中的至少一個并通過將輸出至所述列車線路的輸出信號與來自所述頻率生成器的預定輸入信號進行比較來確定所述列車編組中的列車車廂數(shù)量。
10.根據(jù)權利要求3所述的系統(tǒng)，其中，基于從所述唯一的網絡地址中的至少一個確定的所述列車編組中的車廂數(shù)量，并基于輸出至所述列車線路的輸出信號與來自所述頻率生成器的預定輸入信號的比率，所述ATC允許所述列車編組沿著預定路徑移動。
11.一種確定包括至少一節(jié)車廂的列車編組中的列車車廂數(shù)量的方法，所述方法包括以下步驟向所述至少一節(jié)車廂中的頻率修正器提供來自所述至少一節(jié)車廂中的頻率生成器的具有輸入頻率的預定輸入信號；生成具有輸出頻率的輸出信號，所述輸出頻率不同于所述頻率修正器內的所述輸入頻率；針對每一節(jié)車廂確定末端車廂條件；如果確定所述末端車廂條件，則向列車線路提供來自所述頻率修正器的輸出信號；以及基于預定輸入信號和由所述列車線路提供的輸出信號確定所述列車編組中的列車車廂數(shù)量。
12.根據(jù)權利要求11所述的方法，進一步包括如果未確定所述末端車廂條件，則向后續(xù)車廂中的后續(xù)頻率修正器提供來自所述頻率修正器的輸出信號。
13.根據(jù)權利要求11所述的方法，包括通過將所述列車線路中的輸出信號的頻率對照包括頻率和車廂數(shù)量的預定列表的查找表進行比較來確定所述列車編組中的列車車廂數(shù)量。
14.根據(jù)權利要求11所述的方法，包括將任何兩個連貫的頻率修正器之間的輸出信號的頻率降低50%。
15.根據(jù)權利要求11所述的方法，包括將任何兩個連貫的頻率修正器之間的輸出信號的頻率升高50%。
16.根據(jù)權利要求11所述的方法，包括對各列車車廂中的唯一節(jié)點確定唯一的網絡地址。
17.根據(jù)權利要求16所述的方法，包括基于所述唯一的網絡地址確定所述列車編組中的車廂數(shù)量。
18.根據(jù)權利要求16所述的方法，包括當確定所述末端車廂條件時，基于所述唯一的網絡地址中的至少一個和所述列車線路中的輸出信號的頻率確定所述列車編組中的車廂數(shù)量。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種確定列車長度的系統(tǒng)和方法。一種用于確定列車編組內的車廂數(shù)量的系統(tǒng)包括一節(jié)或多節(jié)車廂、用于該一節(jié)或多節(jié)車廂的至少一個自動列車控制器(ATC)和該編組的列車線路。各車廂包括頻率生成器和頻率修正器。該一節(jié)或多節(jié)車廂各者中的各頻率修正器適合接收具有輸入頻率的輸入信號并生成具有不同于輸入頻率的輸出頻率的輸出信號。當該至少一節(jié)車廂被指定為引導車廂并且該一節(jié)或多節(jié)車廂中的至少一節(jié)中的至少一個頻率修正器向列車線路提供其輸出信號時，至少一節(jié)車廂中的頻率生成器向該至少一節(jié)車廂中的頻率修正器提供具有預定輸入頻率的預定輸入信號。
文檔編號B61B1/00GK102328659SQ20111017570
公開日2012年1月25日 申請日期2011年6月24日 優(yōu)先權日2010年6月25日
發(fā)明者肯尼思·安德魯·卡格 申請人:勃姆巴迪爾運輸有限公司