本申請(qǐng)要求保護(hù)2014年8月5日提交的序列號(hào)為61/999,742的題為“POSITIVE TRAIN CONTROL SYSTEM BASED ON GEO-TAGGED DATA”的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)、2014年8月15日提交的序列號(hào)為62/070,141的題為“POSITIVE TRAIN CONTROL SYSTEM BASED ON GEO-TAGGED DATA”的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)、以及2014年9月19日提交的序列號(hào)為62/ 071,297的題為“POSITIVE TRAIN CONTROL SYSTEM BASED ON GEO-TAGGED DATA”的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)的權(quán)益，據(jù)此通過參考將它們中的每一個(gè)以其整體結(jié)合于此。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及正向列車控制，并且特別地涉及正向列車控制系統(tǒng)以及用于其的裝置。

背景技術(shù)：

列車已經(jīng)并且繼續(xù)成為一種用于運(yùn)送貨物和乘客的重要、可行且經(jīng)濟(jì)的工具，尤其對(duì)于空中行進(jìn)太昂貴或不方便（例如歸因于去往和來自城市之外的機(jī)場(chǎng)的行進(jìn)以及歸因于安檢程序的耽擱）的短到中距離。成千上萬或者數(shù)以百萬計(jì)的人每天都在通勤列車、區(qū)域鐵路線、地鐵和地下列車上行進(jìn)，并且所以安全是非常重要的。

與軌道上的物體的碰撞和脫軌好像是列車事故的兩種最常見種類，并且在許多情況下一起發(fā)生。軌道狀況（例如不正確的道岔位置和/或不完整的道岔轉(zhuǎn)移）以及軌道變形常常促成這些事故，這常常造成人身傷害和死亡、對(duì)健康和/或環(huán)境造成危險(xiǎn)的溢出和釋放、以及對(duì)沿著軌道和距軌道一定距離二者的財(cái)產(chǎn)的損壞。

通常數(shù)十或數(shù)百人受傷或死亡或處于危險(xiǎn)中，有危害的和/或危險(xiǎn)的化學(xué)物品已經(jīng)被釋放，并且甚至整個(gè)鄰近地區(qū)和城鎮(zhèn)已經(jīng)被損壞或者不得不從其撤離。即使由于可能看起來相對(duì)“較小”的事故，經(jīng)濟(jì)損失也可以容易地上升到數(shù)百萬美元。

在早期，通過軌道的地理上“固定閉塞”的系統(tǒng)來控制列車運(yùn)行，在該系統(tǒng)中每個(gè)軌道閉塞或長度將必須在各列車出清之后才能允許另一列車進(jìn)入固定閉塞，例如如圖1中所圖示的。最初例如通過路旁塔中的調(diào)度員手動(dòng)控制信號(hào)發(fā)送和切換，并且隨后隨著技術(shù)進(jìn)步在一定程度上被自動(dòng)化。通常，地理閉塞是大的并且所以軌道利用率是低的，但是在列車的行進(jìn)方向和速度相似、軌道處于良好狀況并且不存在列車操作員和調(diào)度員部分的人為差錯(cuò)的情況下，則它相對(duì)好地起作用。因?yàn)榱熊囀腔诩俣ㄇ懊娴能壍狼闆r是什么樣的來操作的，實(shí)際狀況常常偏離假定的狀況，并且事故是頻繁且常常是災(zāi)難性的。

改進(jìn)的方法是引入“移動(dòng)閉塞”系統(tǒng)，這里該閉塞不是在地理上固定的，而是每個(gè)“閉塞”隨著處于該移動(dòng)閉塞中的列車移動(dòng)并且具有由列車速度、停車距離、速度限制、路旁傳感器和中央控制能力預(yù)先確定的長度。

降低此類事故的風(fēng)險(xiǎn)的一種方法已經(jīng)是強(qiáng)制執(zhí)行美國制定的“2008鐵路安全改進(jìn)法案”要求的所謂 “正向列車控制”。當(dāng)中的所打算的安全益處是維持列車分隔，避免碰撞，強(qiáng)制執(zhí)行線路速度、實(shí)施臨時(shí)限速和改善鐵路工作者路旁安全。一個(gè)結(jié)果已經(jīng)是被理解為依賴于采用無線電通信來監(jiān)視列車移動(dòng)和軌道狀況的集中式計(jì)算機(jī)的基于計(jì)算機(jī)的列車控制的增加，然而，這些已經(jīng)傾向于繼續(xù)定義和列車一起移動(dòng)的安全包絡(luò)或閉塞的動(dòng)態(tài)移動(dòng)閉塞方法（也被稱為虛擬閉塞或靈活閉塞）。

正向列車控制的常規(guī)方法依賴于向中央計(jì)算機(jī)或設(shè)施報(bào)告各個(gè)列車的位置和操作，與在鐵路系統(tǒng)上操作的列車、軌道和路旁數(shù)據(jù)等等有關(guān)的數(shù)據(jù)的積累和監(jiān)視，以及該數(shù)據(jù)的通信和對(duì)所有列車的操作順序。該復(fù)雜的系統(tǒng)必然依賴于復(fù)雜的通信系統(tǒng)，其必須互連所有列車和所有各種路旁和軌道傳感器，以用于從所有系統(tǒng)元件到中央計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息的連續(xù)傳輸以及用于將坐標(biāo)數(shù)據(jù)、操作指令、警報(bào)和控制指令傳達(dá)給所有列車和所有系統(tǒng)元件和傳感器。不僅該系統(tǒng)必然使通信系統(tǒng)需求復(fù)雜化（例如用于實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)目煽啃浴⒕群腿哂啵?，而且必然需要大量可靠且冗余的中央?jì)算資源。

因?yàn)榇祟愊到y(tǒng)（例如集中式控制的移動(dòng)閉塞系統(tǒng)）必須是“故障安全的”，因?yàn)楸仨毻ㄟ^將整個(gè)鐵路和其上的所有列車置于安全操作狀況來迅速響應(yīng)設(shè)備和/或通信的任何故障。這通常通過回返到絕對(duì)閉塞操作來實(shí)施，在該絕對(duì)閉塞操作中列車速度被大幅降低到例如25mph（在路旁信號(hào)不存在或不操作的情況下），且降低到50mph以下（在路旁信號(hào)存在且操作的情況下），并且列車分隔大幅增加，由此大幅降低整個(gè)受到影響的鐵路系統(tǒng)的能力和效率。

申請(qǐng)人認(rèn)為可能存在對(duì)提供替代復(fù)雜且昂貴現(xiàn)有技術(shù)集中式控制的列車管理系統(tǒng)的不太復(fù)雜且成本較低的列車控制系統(tǒng)以及相關(guān)裝置的需要，并且該列車控制系統(tǒng)甚至可以在與一輛列車或多輛列車的通信中斷或丟失或不存在時(shí)起作用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，一種可安裝在列車上的正向列車控制單元可以包括：從包括以下各項(xiàng)的組中選擇的多個(gè)不同傳感器：視覺成像器、紅外成像器、雷達(dá)、多普勒雷達(dá)、激光傳感器、激光測(cè)距設(shè)備、聲傳感器和/或聲測(cè)距設(shè)備；定位設(shè)備，其包括提供位置數(shù)據(jù)的全球定位設(shè)備和/或慣性導(dǎo)航設(shè)備；將由多個(gè)不同傳感器感測(cè)到的數(shù)據(jù)與位置數(shù)據(jù)和時(shí)間數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的處理器；數(shù)據(jù)接收器，其被配置成從軌道監(jiān)視器、道岔監(jiān)視器和/或路旁監(jiān)視器接收數(shù)據(jù)；該處理器確定其相對(duì)于預(yù)定軌道路徑配置數(shù)據(jù)的位置、速度和方向；該處理器確定軌道路徑上是否存在物體和/或軌道路徑是否存在異常；并且如果處理器確定正向列車控制單元的位置、速度和/或方向不同于列車交路順序、物體在正向列車控制單元前面的軌道路徑中，以及/或軌道路徑中存在異常，則處理器向報(bào)警設(shè)備傳達(dá)警報(bào)和/或向列車控制裝置傳達(dá)控制信號(hào)以至少調(diào)整列車的速度。

此外，一種用于軌道路徑的正向列車控制單元可以包括：在預(yù)定方向上具有相應(yīng)視場(chǎng)的多個(gè)不同傳感器；將由該多個(gè)不同傳感器感測(cè)到的數(shù)據(jù)與位置數(shù)據(jù)和時(shí)間數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的處理器；將來自一個(gè)或多個(gè)監(jiān)視器的數(shù)據(jù)耦合到處理器的數(shù)據(jù)接收器；通信設(shè)備；該處理器根據(jù)來自該多個(gè)不同傳感器的數(shù)據(jù)、位置數(shù)據(jù)和來自該數(shù)據(jù)接收器的數(shù)據(jù)來確定正向列車控制單元相對(duì)于軌道路徑數(shù)據(jù)的位置；該處理器確定軌道路徑上是否存在物體和軌道路徑是否存在異常；以及如果該處理器確定物體在軌道路徑中以及/或軌道路徑中存在異常；則該處理器經(jīng)由通信設(shè)備引起關(guān)于物體在軌道路徑中和/或軌道路徑中的異常的警報(bào)。

根據(jù)另一方面，一種正向列車控制單元可以包括：附接到軌道路徑的第一軌的伸長構(gòu)件；在伸長構(gòu)件的另一端附近的探測(cè)器；傳感器設(shè)備，其被附接到軌道路徑的第二軌并且包括用于感測(cè)探測(cè)器相對(duì)于該傳感器設(shè)備的位置的位置傳感器；其中該探測(cè)器和位置傳感器協(xié)作來確定伸長構(gòu)件相對(duì)于傳感器設(shè)備的位置。

根據(jù)又一方面，一種正向列車控制方法可以包括：

從多個(gè)不同傳感器接收傳感器數(shù)據(jù)，該多個(gè)不同傳感器是從包括以下各項(xiàng)的組中選擇的：視覺成像器、紅外成像器、雷達(dá)、多普勒雷達(dá)、激光傳感器、激光測(cè)距設(shè)備、聲傳感器和/或聲測(cè)距設(shè)備；

從確定列車的位置的定位設(shè)備接收位置數(shù)據(jù)；

將傳感器數(shù)據(jù)與位置數(shù)據(jù)和時(shí)間數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)，由此該傳感器數(shù)據(jù)被附以地理標(biāo)記和時(shí)間標(biāo)記；

從軌道監(jiān)視器、或從道岔監(jiān)視器、和/或從路旁監(jiān)視器接收數(shù)據(jù)（如果在其范圍內(nèi)）；

根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)和位置數(shù)據(jù)來確定列車相對(duì)于預(yù)定數(shù)據(jù)的位置、速度和方向；

根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)來確定軌道路徑上是否存在物體；

根據(jù)從軌道監(jiān)視器、道岔監(jiān)視器和/或路旁監(jiān)視器接收到的數(shù)據(jù)（如果有的話）確定軌道路徑中是否存在異常；以及

（1）如果確定列車的位置、速度和/或方向不同于預(yù)定數(shù)據(jù)；

（2）如果確定物體在軌道路徑中，以及/或

（3）如果確定軌道路徑中存在異常，

則向報(bào)警設(shè)備傳達(dá)警報(bào)或傳達(dá)用于列車控制裝置的控制信號(hào)，或進(jìn)行這二者。

在總結(jié)本文描述和/或要求保護(hù)的布置時(shí)，在本文的詳細(xì)描述中描述的概念和/或元件和/或步驟的選擇可以完成或被簡化。任何總結(jié)都不意圖識(shí)別與所要求保護(hù)的主題有關(guān)的關(guān)鍵特征、元件和/或步驟，或者基本特征、元件和/或步驟，并且所以不意圖限制或者不應(yīng)該被解釋為限制或限定所要求保護(hù)的主題的范圍和寬度。

附圖說明

當(dāng)結(jié)合附圖的各圖來閱讀時(shí)將更容易且更好地理解（一個(gè)或多個(gè)）優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述，在附圖中：

圖1是圖示安裝到位于軌道路徑上的列車前部的正向列車控制單元的示例實(shí)施例的示意圖；

圖2是圖示用于將列車分開達(dá)利用圖1的實(shí)施例可確定的安全距離的示例完全可移動(dòng)且可調(diào)整閉塞的示意圖；

圖3是適用于安裝到列車的正向列車控制單元的示例實(shí)施例的示意性框圖；

圖4是圖示圖3的示例實(shí)施例的操作的示意性流程圖；

圖5是圖示與圖1-3的示例實(shí)施例有關(guān)的各種前視視場(chǎng)的示意圖；

圖6A和6B分別是沿著軌道路徑定位的正向列車控制路旁監(jiān)視器的示例實(shí)施例的示意圖以及其示意性平面圖；

圖7是適用于沿著軌道路徑安裝的正向列車控制路旁監(jiān)視器單元的示例實(shí)施例的示意性框圖；

圖8是圖示圖7的示例實(shí)施例的操作的示意性流程圖；

圖9A和9B分別是具有與其一起的道岔監(jiān)視器的示例實(shí)施例的道岔的示例的示意性平面圖以及其放大視圖；

圖10是具有與其一起的軌道監(jiān)視器的示例實(shí)施例的軌道路徑的示例的示意性平面圖；

圖11A和11B是相應(yīng)的基于接觸的監(jiān)視器傳感器的示例的示意性平面圖；以及

圖12A、12B和12C分別是基于光學(xué)感測(cè)的監(jiān)視器傳感器的示例的示意性平面圖、此類基于光學(xué)的監(jiān)視器傳感器的示意性框圖和可與其一起使用的光學(xué)傳感器的示意性電路圖。

在附圖中，在多于一個(gè)繪制圖的附圖中示出元件或特征的情況下，同一字母數(shù)字指示可以被用來指定每個(gè)圖中的此類元件或特征，并且在密切相關(guān)或經(jīng)過修改的元件被示出于圖中的情況下，裝填或指定“a”或“b”諸如此類的同一字母數(shù)字指示可以被用來指定經(jīng)過修改的元件或特征。類似地，可以通過附圖的不同圖中的相似字母數(shù)字指示并且用說明書中的類似命名法來指定類似元件或特征。按照通常實(shí)踐，附圖的各種特征不是按照比例的，并且為了清楚起見各種特征的維度可以任意擴(kuò)大或縮小，并且僅以示例的方式給出任何圖中表述的任何值。

具體實(shí)施方式

圖1是圖示安裝到位于軌道60上的列車50前面的正向列車控制單元100的示例實(shí)施例的示意圖；并且圖2是圖示用于將各列車50分開達(dá)利用圖1的實(shí)施例可確定的安全距離的示例完全可移動(dòng)和可調(diào)整閉塞70的示意圖。列車50包括一個(gè)或多個(gè)引擎或火車頭52（或者機(jī)動(dòng)化的車廂或其他自推進(jìn)單元）并且還可以包括一個(gè)或多個(gè)車廂54，例如乘客車、運(yùn)貨車、敞車、漏斗車、平板車、背負(fù)運(yùn)輸車、集裝箱車、守車等等。盡管圖示了鐵路列車和鐵路軌道，但是當(dāng)前布置可以與在任何類型或種類的引導(dǎo)通路60上操作和/或沿著其操作的任何其他類型或種類的車輛50一起使用。

正向列車控制單元100優(yōu)選地被安裝在列車50前面以便在列車50正在行進(jìn)的方向上具有前方的清晰視場(chǎng)。正向列車控制單元100包括：各種不同類型的（下面描述的）傳感器（例如可見、紅外、雷達(dá)、聲等等），其監(jiān)視前面的路徑以檢測(cè)和識(shí)別可能影響列車50的安全的物體和/或狀況；和處理器，其處理來自這些傳感器的以及來自其他源的數(shù)據(jù)，以便向列車員工（例如包括列車操作員）提供前面狀況的指示，并且如果該指示是警告或警報(bào)，則在列車員工沒有以及時(shí)的方式適當(dāng)?shù)仨憫?yīng)該警告或警報(bào)的情況下采取適當(dāng)?shù)膭?dòng)作來控制列車50。

所注意的是，來自不同類型的傳感器的數(shù)據(jù)的組合彼此補(bǔ)充以提供比任何傳感器單獨(dú)可以提供的更完整和更詳細(xì)的評(píng)估什么位于正向列車控制單元100的前面，包括任何物體、障礙物或其他危險(xiǎn)，該不同類型的傳感器例如在日光期間更有用的可見傳感器、在日光和黑暗期間有用的IR傳感器、可以通過霧和降水感測(cè)的雷達(dá)、以及“聽到”其他傳感器可能看不到的事物的聲傳感器。此外，此類狀況的感測(cè)和檢測(cè)是自動(dòng)且連續(xù)執(zhí)行的以便向操作員工提供基本提前的警告并且如果員工未能采取適當(dāng)且及時(shí)行動(dòng)則采取適當(dāng)行動(dòng)來減慢和/或停止列車。

在其他源和/或傳感器中可以是安裝在列車50上的預(yù)定位置處的一個(gè)或多個(gè)列車監(jiān)視器230。列車監(jiān)視器230通常被提供在列車的最后一節(jié)車廂上以將例如其位置傳達(dá)（優(yōu)選無線傳達(dá)）給正向列車控制單元100，以便可以確定和監(jiān)視列車50的長度，由此可以檢測(cè)完整性丟失（例如車廂的解耦）。此類列車監(jiān)視器可以包括一個(gè)或多個(gè)成像器以提供在列車50的向后方向上沿著軌道60的可見性。

一個(gè)或多個(gè)列車監(jiān)視器230可以被放置在沿著列車50的一個(gè)或多個(gè)車廂上，例如如在可能因?yàn)槔缙渌铩⒂形：Φ牟牧?、高價(jià)值貨物、分類貨物、需要安全和/或任何其他特定需要而需要特別監(jiān)視的此類車的位置處。

沿著軌道60定位的可以是一個(gè)或多個(gè)監(jiān)視單元310-330，它們被定位以便監(jiān)視和檢測(cè)異常狀況和/或從按計(jì)劃進(jìn)行的狀況的變形。例如，路旁監(jiān)視器310可以被提供在例如軌道配置因?yàn)槠湫再|(zhì)而被認(rèn)為需要監(jiān)視的地方，例如約束軌道可以被查看的距離的彎道和/或高程輪廓，例如由列車50上的正向列車控制單元100來監(jiān)視，如下面描述的那樣。還可以采用路旁監(jiān)視器310來監(jiān)視異常不穩(wěn)定區(qū)域，例如已知要經(jīng)歷頻繁自然變化（諸如巖滑和/或洪水等等）的區(qū)域。下面描述路旁監(jiān)視器310的一個(gè)或多個(gè)示例實(shí)施例。

道岔監(jiān)視器320可以被放置在道岔上以監(jiān)視操作以及特別地在道岔軌的正前方或轉(zhuǎn)向位置處監(jiān)視道岔閉合的完成。道岔監(jiān)視器320優(yōu)選地直接感測(cè)可移動(dòng)道岔軌在它們應(yīng)該緊密靠近固定軌（例如基本軌）的位置處的定位，以直接確認(rèn)道岔軌已完全移動(dòng)，并且這樣做是獨(dú)立于任何常規(guī)道岔控制的。下面描述道岔監(jiān)視器320的一個(gè)或多個(gè)示例實(shí)施例。

軌道監(jiān)視器330可以沿著軌道放置以監(jiān)視諸如可能由高和/或低軌溫度引起的和/或由軌底座中的不穩(wěn)定性引起的軌的間距變化和變形。下面描述軌道監(jiān)視器330的一個(gè)或多個(gè)示例實(shí)施例。

盡管路旁監(jiān)視器310、道岔監(jiān)視器320和軌道監(jiān)視器330可以將它們感測(cè)的數(shù)據(jù)傳達(dá)給中央計(jì)算機(jī)和/或控制設(shè)施，但是這里描述的監(jiān)視器310-330包括本地通信設(shè)備，并且優(yōu)選地包括用于冗余的多個(gè)本地通信設(shè)備，其將所感測(cè)的數(shù)據(jù)直接傳達(dá)給在本地通信范圍內(nèi)（例如典型地在2-5千米內(nèi)）的列車50上的正向列車控制單元100，如由圖1中的鋸齒線所指示的。此類通信設(shè)備通常采用抗擾亂和干擾傳輸協(xié)議和/或可以在不同波段上操作，并且可以具有可以位于附近和/或位于遠(yuǎn)程的附加的應(yīng)答器和/或與其相關(guān)聯(lián)的中繼器，所有這些都為了增加通信的可靠性和準(zhǔn)確性，例如給出與它們的地理位置相關(guān)聯(lián)的地理和地形狀況。

列車50在如圖2中的動(dòng)態(tài)或移動(dòng)閉塞中操作，該動(dòng)態(tài)或移動(dòng)閉塞設(shè)置處于列車50前面的安全分隔距離并且與在列車50之前的任何列車間隔開。因?yàn)檎蛄熊嚳刂茊卧?00感測(cè)在列車50前面的軌道狀況和列車50的操作狀況并且處理列車50的車載數(shù)據(jù)，所以動(dòng)態(tài)移動(dòng)閉塞的分隔距離不需要基于關(guān)于列車長度、速度等等的假設(shè)提前建立或固定長度，并且不需要依賴于來自中央列車控制計(jì)算機(jī)或設(shè)施的通信。因此，移動(dòng)閉塞可以真的是“動(dòng)態(tài)的”，因?yàn)橐苿?dòng)閉塞可以基于列車50的實(shí)際操作狀況（例如在前面的速度和/或能見距離）而伸長和收縮。因此，列車間隔真的是“動(dòng)態(tài)的”，因?yàn)楫?dāng)安全時(shí)列車間隔可以被縮小以實(shí)現(xiàn)“動(dòng)態(tài)”列車間隔，由此提供更有效的軌道利用，并且當(dāng)需要維護(hù)安全操作狀況時(shí)可以增大該列車間隔。

通過基于列車50的實(shí)際速度和實(shí)際軌道狀況的安全制動(dòng)距離、列車50的位置確定中的對(duì)誤差的允許量、正向列車控制單元100所需的處理時(shí)間以及各列車之間的防護(hù)區(qū)的組合來確定移動(dòng)閉塞的長度（例如安全列車分隔距離）。因?yàn)榱熊?0車載正向列車控制單元100從車載傳感器實(shí)時(shí)接收傳感器數(shù)據(jù)，所以不需要為了維持安全操作而與中央列車控制計(jì)算機(jī)通信，并且所以不需要移動(dòng)閉塞的長度包括辦公（office）或集中式處理時(shí)間以及/或者去到和來自中央列車控制設(shè)施的通信時(shí)間的允許量。

圖3是適用于安裝到列車的正向列車控制單元100的示例實(shí)施例的示意性框圖；并且圖4是圖示圖3的正向列車控制單元100的示例實(shí)施例的操作的示意性流程圖。正向列車控制單元100包括用以提供一個(gè)或多個(gè)計(jì)算引擎、存儲(chǔ)器（例如包括隨機(jī)存取和/或其他易失性或非易失性存儲(chǔ)器）、輸入/輸出（I/O）端口、和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置（例如包括磁和/或光學(xué)驅(qū)動(dòng)器和/或大規(guī)模固態(tài)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器）的正向列車控制處理器110，其包括一個(gè)或多個(gè)微處理器、微控制器、微計(jì)算機(jī)、便攜式計(jì)算機(jī)等等。處理器100從正向列車控制單元100的各種類型和配置的其他元件接收數(shù)據(jù)，該其他元件包括但不限于一個(gè)或多個(gè)前視傳感器110、一個(gè)或多個(gè)定位設(shè)備130、一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)輸入設(shè)備140和一個(gè)或多個(gè)通信設(shè)備160。優(yōu)選地，唯一識(shí)別符被存儲(chǔ)在每個(gè)正向列車控制單元100的存儲(chǔ)器（例如處理器120的存儲(chǔ)器）中，以便唯一地識(shí)別正向列車控制單元和它被安裝到任何軌道或鐵道上的列車的關(guān)聯(lián)。

正向列車控制單元100可以被配置為組裝單元，其可以被臨時(shí)或永久地安裝或附接到可移動(dòng)車輛（例如列車），或者可以在安裝到列車的設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)模塊或單元中，并且在任一種情況下都與它們互連。優(yōu)選地，正向列車控制單元100被安裝到列車（在列車的最前端），在那里正向列車控制單元100將具有列車前方的適當(dāng)清晰的視場(chǎng)并且所以能夠觀察和/或感測(cè)什么位于前面（如果有的話），并且典型地經(jīng)由預(yù)先定義的接口（例如使用一個(gè)或多個(gè)電連接器）被連接到一個(gè)或多個(gè)列車系統(tǒng)和/或設(shè)備以用于從列車接收電功率并提供在其之間的用于傳達(dá)數(shù)據(jù)的互連。

正向列車控制單元100的前視傳感器110被定位在正向列車控制單元100中和/或安裝到列車50、52，以便具有從正向列車控制單元100所安裝到的列車50、52基本上直接向前方的適當(dāng)視場(chǎng)，如例如在圖5中所圖示的，圖5是圖示與圖1-3的正向列車控制單元100的示例實(shí)施例有關(guān)的各種前視視場(chǎng)（在其中被示出為長劃線、短劃線和點(diǎn)線）的示意圖。在實(shí)際意義上，在被選擇成充分利用每一個(gè)傳感器和可用于安裝傳感器的火車頭52上的地方的配置中，具有較長向前方的范圍的傳感器可以是且優(yōu)選地被安裝成向上離軌道路徑60更高，并且具有較短范圍的傳感器可以被安裝成更靠近軌道60。類似地，傳感器視場(chǎng)還可以是選擇傳感器安裝配置的一個(gè)考慮。

各傳感器110中的一些可以被定位成具有列車50的向前方延伸并感測(cè)很遠(yuǎn)（例如前方2-5千米）的視場(chǎng)，而其他傳感器110可以被指引成感測(cè)列車50前方更近（例如100米到500米），而另一些可以被指引成在其中間的和/或與其重疊的一系列距離進(jìn)行感測(cè)。視場(chǎng)的垂直寬度通常被選擇成提供前視距離的期望范圍（包括軌道60的例如歸因于山、天橋、地下通道等的高度和/或傾斜中的變化），并且視場(chǎng)的水平寬度被選擇成提供前視距離的期望范圍（包括軌道60的例如歸因于路權(quán)寬度、彎道、平行軌道、道岔軌道等的方位角中的變化）。各傳感器110中的可以感測(cè)整個(gè)100米到5千米范圍內(nèi)的傳感器可以被采用來感測(cè)列車50前方的所有該范圍或該范圍的一部分。

傳感器110可以包括：產(chǎn)生連續(xù)靜止圖像或視頻圖像的一個(gè)或多個(gè)可見波段成像器112；產(chǎn)生連續(xù)靜止紅外（IR）圖像或視頻IR圖像的一個(gè)或多個(gè)IR波段成像器114；包括多普勒雷達(dá)和其他類型的雷達(dá)的一個(gè)或多個(gè)雷達(dá)成像器；一個(gè)或多個(gè)激光測(cè)距設(shè)備118；以及/或者一個(gè)或多個(gè)聲測(cè)距和/或聲納測(cè)距設(shè)備122。

通過線纜（例如電纜和/或光纖線纜）將傳感器110所感測(cè)的數(shù)據(jù)傳達(dá)給正向列車控制單元處理器120，其處理傳感器數(shù)據(jù)來確定前面的軌道狀況并且然后確定是否存在任何危險(xiǎn)或危害狀況，并且基于此來發(fā)起向列車員工發(fā)信號(hào)的適當(dāng)行動(dòng)。

各種傳感器110優(yōu)選感測(cè)的距離的范圍從相對(duì)近的距離（例如10-50米）到1千米、2千米或5千米，由此包含在至少超過列車的制動(dòng)距離的軌道長度上的在列車以其操作的預(yù)期前進(jìn)速度的范圍上的感測(cè)，以及考慮處理時(shí)間和可能的不準(zhǔn)確、不確定等等的防護(hù)帶。相應(yīng)的傳感器視場(chǎng)優(yōu)選地在足以感測(cè)傳感器前面的軌道的高度范圍上（垂直角）和寬度或方位范圍上（水平角）延伸（包括已知的軌道所允許的等級(jí)和/或曲率中的變化）。在某些情況下，一個(gè)傳感器可以在距離、高度和方位的整個(gè)范圍上進(jìn)行感測(cè)，并且在其他情況下，可能需要多于一個(gè)傳感器來在距離、高度和方位的整個(gè)范圍上感測(cè)，以例如考慮各種傳感器的感測(cè)范圍以及環(huán)境（例如光、雨、霧、雪、黑暗）對(duì)這些范圍的影響。

由定位系統(tǒng)130以至少實(shí)現(xiàn)列車具有多個(gè)軌道的鐵路或軌道路徑的軌道上的確定的準(zhǔn)確度來確定正向列車控制單元100的地理位置或地理定位以及正向列車控制單元100所安裝到的列車的那部分（例如通常是在列車前部的火車頭或引擎或控制駕駛室）。定位系統(tǒng)130優(yōu)選地包括一個(gè)或多個(gè)全球定位系統(tǒng)（GPS）單元132，其可與來自GPS衛(wèi)星的信號(hào)一起操作來準(zhǔn)確地確定GPS單元132在地球上的地理位置。多個(gè)定位單元132的使用降低歸因于車載GPS設(shè)備的不可操作性的丟失位置數(shù)據(jù)的可能性。優(yōu)選地，但是是可選地，可以采用針對(duì)兩個(gè)或更多不同且獨(dú)立全球定位系統(tǒng)（例如US GPS系統(tǒng)、俄羅斯GLONASS系統(tǒng)、歐洲伽利略系統(tǒng)、印度IRNSS系統(tǒng)和/或中國BDS系統(tǒng)）的全球定位確定單元，以使得甚至當(dāng)一個(gè)GPS系統(tǒng)在范圍之外或停止服務(wù)時(shí)可得到地理位置。

另外并且還優(yōu)選地，但是是可選地，可以提供獨(dú)立于GPS單元132操作的一個(gè)或多個(gè)附加位置確定單元134（例如陀螺儀和/或慣性導(dǎo)航設(shè)備134），以便甚至當(dāng)列車在隧道中、在地下或以其他方式失去與GPS衛(wèi)星的通信時(shí)操作。多個(gè)不同類型的定位設(shè)備132、134的使用降低歸因于車載定位設(shè)備132、134的不可操作性以及來自定位系統(tǒng)衛(wèi)星和/或信標(biāo)的信號(hào)中斷的丟失位置數(shù)據(jù)的可能性。

因此，甚至一種類型的所有位置確定單元130的故障將不會(huì)完全使正向列車控制單元100喪失準(zhǔn)確地理位置數(shù)據(jù)。此外，關(guān)聯(lián)或以其他方式組合由多個(gè)位置確定單元130提供的位置信息可以提供比僅一個(gè)位置確定單元或一種類型的位置確定單元可以得到的更準(zhǔn)確和/或具有更高可靠性的位置信息。

將傳感器110所產(chǎn)生的所有數(shù)據(jù)與由位置確定130在需要數(shù)據(jù)時(shí)提供的正向列車控制單元100的位置相關(guān)聯(lián)，并且還例如通過處理器120使傳感器110所產(chǎn)生的所有數(shù)據(jù)帶有時(shí)間標(biāo)記，以使得所有傳感器數(shù)據(jù)既是帶有地理標(biāo)記的又是帶有時(shí)間標(biāo)記的，以促進(jìn)其與其他數(shù)據(jù)（相似數(shù)據(jù)和不相似數(shù)據(jù)二者）的交叉參照，以便在正向列車控制單元100內(nèi)存儲(chǔ)并處理此類數(shù)據(jù)，而且通過傳感器110所產(chǎn)生的所有數(shù)據(jù)可被傳達(dá)給的以及此類數(shù)據(jù)可被傳送160、162到的中央位置處的另一列車的正向列車控制單元100來使此類數(shù)據(jù)帶有時(shí)間標(biāo)記。

所注意的是，因?yàn)樗@取的數(shù)據(jù)是帶有地理標(biāo)記的，所以精確地知道傳感器相對(duì)于軌道路徑的位置，并且因?yàn)樗@取的數(shù)據(jù)是帶有時(shí)間標(biāo)記的以用于與其他帶有時(shí)間標(biāo)記的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，所以可以確定在任何給定時(shí)間和/或?qū)τ谌魏谓o定時(shí)間的、關(guān)于每一輛列車和與其通信的其他列車二者的、以及在中央列車控制位置（如果有的話）的列車的操作的完整表示，由此來正向地確定列車50的位置（包括軌道）、速度和方向并且正向地控制其操作，以及幫助計(jì)劃和執(zhí)行列車操作。

可以經(jīng)由數(shù)據(jù)輸入設(shè)備140來提供用于正向列車控制單元100的外部數(shù)據(jù)輸入300，該數(shù)據(jù)輸入設(shè)備140可以包括任何數(shù)目的數(shù)據(jù)輸入設(shè)備，例如鍵盤、觸摸屏、USB驅(qū)動(dòng)讀取器、存儲(chǔ)卡讀取器、CD或DVD讀取器、磁條讀取器、RFID讀取器等等以及來源。數(shù)據(jù)輸入可以包括例如軌道地圖和速度限制、來自與路旁監(jiān)視器310相關(guān)聯(lián)的傳感器312的數(shù)據(jù)、來自與道岔監(jiān)視器320相關(guān)聯(lián)的傳感器322的數(shù)據(jù)、和/或來自與軌道監(jiān)視器330相關(guān)聯(lián)的傳感器332的數(shù)據(jù)中的一個(gè)或多個(gè)，所有這些都可以無線通信。

無線通信可以經(jīng)由如被利用來與鐵路列車通信以及在各鐵路列車之間通信的220MHz通信設(shè)備，和/或經(jīng)由WiFi網(wǎng)絡(luò)、自組網(wǎng)、蜂窩通信、藍(lán)牙、RFID設(shè)備以及類似的相對(duì)本地通信設(shè)備，這是因?yàn)樗鼈儽舜说莫?dú)立性以及它們建立和維護(hù)通信網(wǎng)絡(luò)和結(jié)構(gòu)的能力可以提供固有魯棒且可靠的數(shù)據(jù)通信鏈路。通信范圍可以在1-5千米的范圍中，以用于通過附近列車的通信以及附近列車與附近路旁、道岔和軌道監(jiān)視器310、320、330之間的通信，并且該通信范圍可以在使用（例如用于與中央列車設(shè)施通信的）一種或多種類型的通信鏈路的大得多的距離內(nèi)。因此，數(shù)據(jù)輸入設(shè)備140通常包括經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)天線142操作的一個(gè)或多個(gè)無線通信設(shè)備140，該一個(gè)或多個(gè)天線142例如安裝到列車50的、典型地且優(yōu)選地安裝到其火車頭52。

一般來說，除了在相對(duì)局部的周邊區(qū)域（其包括在通信范圍內(nèi)的任何列車（和正向列車控制單元））內(nèi)傳達(dá)所感測(cè)的數(shù)據(jù)之外，此類監(jiān)視設(shè)備優(yōu)選地還將所感測(cè)的數(shù)據(jù)傳達(dá)給中央計(jì)算機(jī)或監(jiān)視器，其還可以將此類數(shù)據(jù)傳達(dá)給列車（例如其上的正向列車控制單元100），然而，本地通信鏈路被視為此類監(jiān)視器310-330和每個(gè)正向列車控制單元100之間的主要通信。

正向列車控制單元100通常還包括一個(gè)或多個(gè)通信設(shè)備160，其主要用作將數(shù)據(jù)從正向列車控制單元100傳達(dá)給中央計(jì)算機(jī)（實(shí)線箭頭）并且不需要依賴于將數(shù)據(jù)從中央或控制計(jì)算機(jī)傳達(dá)給正向列車控制單元100（虛線箭頭），這被視為輔助或備用通信路徑?？梢圆捎枚鄠€(gè)通信設(shè)備160來用于改進(jìn)的可靠性和冗余度，并且每一個(gè)通信設(shè)備160可以經(jīng)由例如位于列車50上、且優(yōu)選地位于其火車頭52上的一個(gè)或多個(gè)天線142、162來操作。

處理器120處理從傳感器110、定位系統(tǒng)130和數(shù)據(jù)輸入300、140接收到的數(shù)據(jù)以確定列車（正向列車控制單元100）在軌道地圖上地理位置以及其速度和方向，以將該位置、速度和定位與例如如由一個(gè)或多個(gè)監(jiān)視器310-330報(bào)告的可應(yīng)用的列車順序、速度限制和已知的軌道狀況相比較。處理器120將所確定的數(shù)據(jù)疊加在軌道地圖上以提供列車員工可用的地理信息系統(tǒng)（GIS）地圖并且可選地可將所確定的數(shù)據(jù)傳達(dá)160給中央或控制計(jì)算機(jī)。如果確定在限制條件之外，則處理器產(chǎn)生其指示并且確定適當(dāng)?shù)捻憫?yīng)（例如請(qǐng)求經(jīng)過修訂的列車順序、指示可能或不可能碰撞、降低速度、應(yīng)用制動(dòng)器和/或應(yīng)用制動(dòng)器以便緊急停車）。

處理器120還處理從傳感器110接收到的數(shù)據(jù)以分析圖像、測(cè)距數(shù)據(jù)以及從其得到的其他數(shù)據(jù)，這是通過例如將此類數(shù)據(jù)與存儲(chǔ)在其存儲(chǔ)器中的已知物體和障礙物的模板（例如人、動(dòng)物、車輛、列車等等的模板）進(jìn)行比較來進(jìn)行的。處理器120根據(jù)其連同速度、方向和測(cè)距數(shù)據(jù)來確定危險(xiǎn)物體是否在列車的路徑中，并且如果在的話，提供此類物體的指示以及相關(guān)指示（例如可能或不可能碰撞）、降低速度、應(yīng)用制動(dòng)器和/或應(yīng)用制動(dòng)器以便緊急停車。

來自處理器120的數(shù)據(jù)和指示可以被傳達(dá)給操作員警報(bào)設(shè)備210，其可以包括一個(gè)或多個(gè)顯示監(jiān)視器、可聽的警告設(shè)備、視覺警告設(shè)備、觸覺警告設(shè)備或其組合。由此被通知和/或警告狀況并且被通知采取行動(dòng)的列車員工然后可以通過采取適當(dāng)行動(dòng)來做出響應(yīng)，所有這些都由處理器120來監(jiān)控。

如果列車員工或操作員沒有正確地或及時(shí)地對(duì)通知、警報(bào)和/或警告作出響應(yīng)，則處理器120將必須采取的行動(dòng)傳達(dá)給列車的列車控制系統(tǒng)220，其自動(dòng)采取必須的行動(dòng)以便例如降低速度、應(yīng)用制動(dòng)器和/或應(yīng)用制動(dòng)器以便緊急停車。

因?yàn)樘幚砥?20和列車系統(tǒng)200（例如包括列車控制裝置220）直接通信，所以處理器120從列車控制裝置220接收列車操作數(shù)據(jù)，其被處理以便確定例如列車速度和方向（向前或向后）、制動(dòng)器和制動(dòng)狀態(tài)、引擎狀態(tài)、列車完整性、列車安全制動(dòng)裝置狀態(tài)等等，由此為了一致性和準(zhǔn)確性來從列車控制裝置產(chǎn)生可以與從傳感器110、定位系統(tǒng)130和數(shù)據(jù)輸入和監(jiān)視器300確定的數(shù)據(jù)相比較的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)的缺少將提供設(shè)備或其他失靈或故障的指示，對(duì)此可能需要給出警報(bào)或警告和/或可能需要采取的行動(dòng)。

應(yīng)該注意，由處理器120執(zhí)行的處理和/或控制功能可以由一個(gè)或多個(gè)處理器120、P來執(zhí)行，并且這些處理器120、P中的一個(gè)或多個(gè)可以被包括在傳感器112、114、116、118和/或122中的任一個(gè)或多個(gè)中以及/或者與其相關(guān)聯(lián)，如由其中的字母“P”所指示和圖示的。在正向列車控制單元100的任何給定布置中，傳感器112、114、116、118和/或122中的任一個(gè)或所有可以包括，并且在一些布置中可以優(yōu)選地包括被配置成高效地處理由其傳感器感測(cè)的數(shù)據(jù)的處理器P。在這種情況下，傳感器112、114、116、118和/或122提供輸出數(shù)據(jù)，其包括表示任何檢測(cè)到的物體和或與軌道路徑有關(guān)的狀況的數(shù)據(jù)。然后由PTC處理器120來進(jìn)一步處理用作中央或公用資源的該輸出數(shù)據(jù)，以便提供用于影響任何必要操作員警報(bào)210和/或列車控制裝置220行動(dòng)的代表軌道路徑和其他狀況的經(jīng)過組合和/或集成的數(shù)據(jù)。正向列車控制單元100的總體控制（包括傳感器112、114、116、118和/或122的接通、斷開和其他控制）優(yōu)選地受到PTC處理器120的控制。

類似地，路旁、道岔和軌道監(jiān)視器310、320、330還可以包括處理器120、P（如由其中的字母“P”所指示和圖示的），其處理所感測(cè)的數(shù)據(jù)以便將輸出數(shù)據(jù)提供給PTC處理器120，以用于與跟軌道路徑狀況有關(guān)的其他數(shù)據(jù)的組合和/或集成。來自路旁、道岔和軌道監(jiān)視器310、320、330的數(shù)據(jù)優(yōu)選地包括表示其相應(yīng)位置的位置數(shù)據(jù)，這是例如通過存儲(chǔ)在路旁、道岔和軌道監(jiān)視器310、320、330的存儲(chǔ)器中的預(yù)定位置數(shù)據(jù)和/或通過路旁、道岔和軌道監(jiān)視器310、320、330的GPS定位器表示的。

此外，可以以例如對(duì)于處理器120以及與傳感器112、114、116、118、122、310、320和/或330中的任一個(gè)相關(guān)聯(lián)任何處理器的高效使用來說便利的任何順序來執(zhí)行數(shù)據(jù)的處理、組合和/或集成。類似地，可以通過將來自GPS設(shè)備132和/或慣性導(dǎo)航設(shè)備134的時(shí)間和/或位置數(shù)據(jù)與來自傳感器112、114、116、118和/或122的數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的PTC處理器120、或者通過被提供給傳感器112、114、116、118和/或122且與由此產(chǎn)生數(shù)據(jù)的相關(guān)聯(lián)的此類時(shí)間和/或位置數(shù)據(jù)、或者通過包括時(shí)間和/或定位設(shè)備的傳感器112、114、116、118和/或122中的任一個(gè)或所有來執(zhí)行傳感器數(shù)據(jù)的時(shí)間標(biāo)記和/或地理標(biāo)記。在多個(gè)設(shè)備中的每個(gè)都包括時(shí)間參照的情況下，優(yōu)選地所有設(shè)備的時(shí)間參照都被同步到已知精度的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)（例如GPS設(shè)備132的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)）。

圖4是圖示圖3的正向列車控制單元100的示例實(shí)施例的操作400的示意性流程圖。過程400以初始化410開始，以使得正向列車控制單元100的所有元件都處于預(yù)定已知操作狀態(tài)，例如所有傳感器110都接通并接通到預(yù)定感測(cè)范圍和/或模式，并且處理器120同樣被初始化以使得其控制計(jì)算機(jī)程序在已知狀態(tài)下開始操作。對(duì)于在流程圖400中標(biāo)識(shí)為傳感器#1一直到傳感器N的多個(gè)傳感器110中的每一個(gè)來說，優(yōu)選地并行執(zhí)行傳感器數(shù)據(jù)獲取420，并且優(yōu)選地獨(dú)立地執(zhí)行傳感器數(shù)據(jù)獲取420。

在一些實(shí)施例中，可以使多個(gè)傳感器110的感測(cè)和數(shù)據(jù)輸出循環(huán)在時(shí)間上同時(shí)進(jìn)行，以便基本上同時(shí)從不同源獲得多個(gè)數(shù)據(jù)集，由此具有基本上相同（如果不是完全相同）的地理標(biāo)記的位置和時(shí)間戳。在其他實(shí)施例中，多個(gè)傳感器110的感測(cè)和數(shù)據(jù)輸出循環(huán)可以在時(shí)間上彼此偏移以便降低處理器120進(jìn)行數(shù)據(jù)處理所需的峰值，在特定實(shí)施例中，會(huì)認(rèn)識(shí)到來自多個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)的時(shí)序中的差異將處于大約幾秒，以使得帶有地理標(biāo)記的位置和時(shí)間戳中的細(xì)微差異不表示所感測(cè)的數(shù)據(jù)中的材料差異并且/或者不能與來自多個(gè)傳感器110中的其他傳感器的數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的差異。

對(duì)于傳感器#1到N中的每一個(gè)，各自的操作序列420-1一直到420-N是基本上類似的，盡管如與此類傳感器110有關(guān)的領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員所已知的因?yàn)楦鞣N多個(gè)傳感器110的特定配置和能力而使細(xì)節(jié)中可以存在差異。首先，傳感器獲取數(shù)據(jù)422-1到422-N并且優(yōu)選地將在每次感測(cè)時(shí)的位置數(shù)據(jù)和時(shí)間數(shù)據(jù)與所感測(cè)的數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)，由此使傳感器數(shù)據(jù)帶有地理標(biāo)記和時(shí)間標(biāo)記?？商娲?，倘若介于其間的時(shí)間段是已知的或者無關(guān)緊要地小，則將位置數(shù)據(jù)和時(shí)間數(shù)據(jù)與所感測(cè)的數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)可以在每次感測(cè)的時(shí)間之后完成，以使得可以計(jì)算在感測(cè)時(shí)間內(nèi)的適當(dāng)位置數(shù)據(jù)和時(shí)間數(shù)據(jù)，由此來使傳感器數(shù)據(jù)適當(dāng)?shù)貛в械乩順?biāo)記和時(shí)間標(biāo)記。

傳感器#1到N中的每一個(gè)然后分析424-1到424-N它所感測(cè)到的數(shù)據(jù)以識(shí)別該數(shù)據(jù)的某些特征（例如識(shí)別將突出的軌道或軌道路徑），因?yàn)樵谶B續(xù)感測(cè)之間其變化不大（例如軌道仍一般地在列車前面）并且所以將在與所感測(cè)到的數(shù)據(jù)相同的地方并且在連續(xù)感測(cè)之間將變化不大，盡管周邊環(huán)境將隨著列車移動(dòng)在很大程度上改變。此外，列車移動(dòng)地越快，周邊環(huán)境將越顯著地改變，由此使得易于區(qū)別軌道和與期望的感測(cè)一致的其環(huán)境，因?yàn)闅w因于例如視線縮短和制動(dòng)距離增大的風(fēng)險(xiǎn)會(huì)隨著列車的速度的增加而增加。

可替代地，并且可選地，處理器120可以根據(jù)列車50的速度（例如根據(jù)如由列車交路順序限定的所計(jì)劃的速度剖面、或如由軌道地圖和現(xiàn)在的位置數(shù)據(jù)所限定的速度限制、或測(cè)得的列車的實(shí)際速度、或其組合）來調(diào)整多個(gè)傳感器110以其操作來感測(cè)和分析420數(shù)據(jù)的速率。多個(gè)傳感器110中的一個(gè)或多個(gè)的操作速率將隨著（如所計(jì)劃的、所限定的和/或所測(cè)量的）速度的增大而增大，并且將隨著速度的減小而減小。

一旦傳感器#1到N從其感測(cè)到的數(shù)據(jù)識(shí)別424出在其視場(chǎng)中的軌道，它就分析數(shù)據(jù)來檢測(cè)426-1到426-N在軌道上或軌道附近是否存在物體，或者可選地，分析一系列所感測(cè)的數(shù)據(jù)來檢測(cè)426-1到426-N是中否存在正朝向軌道移動(dòng)的物體。每個(gè)傳感器#1到N然后輸出其感測(cè)且分析的數(shù)據(jù)440并返回重復(fù)415其數(shù)據(jù)獲取和分析操作序列420，以感測(cè)和分析在下一位置和時(shí)間感測(cè)到的數(shù)據(jù)。因此，多個(gè)傳感器110中的每一個(gè)感測(cè)并提供帶有地理標(biāo)記和時(shí)間戳的一系列數(shù)據(jù)集以關(guān)聯(lián)到列車50的行進(jìn)路徑和位置。

每個(gè)帶有地理標(biāo)記和時(shí)間戳的數(shù)據(jù)集和多個(gè)傳感器110輸出的與由此檢測(cè)到的任何物體有關(guān)的數(shù)據(jù)被組合并彼此集成440并且與軌道地圖、速度限制、位置數(shù)據(jù)和/或列車交路順序集成440，例如和所接收到300的一樣，以便限定列車50沿著其預(yù)期路線的預(yù)定預(yù)期位置和時(shí)序。如果經(jīng)過組合、集成的數(shù)據(jù)被配置成人類可讀的，則該數(shù)據(jù)將用于可與其上具有列車位置、速度和方向的軌道路徑的注釋地圖相比較的任何給定時(shí)間，或用于將可與其上具有列車移動(dòng)、利用其速度和方向注釋的視頻地圖顯示相比較的一段時(shí)間。

經(jīng)過組合集成440的數(shù)據(jù)與從例如控制系統(tǒng)220和/或監(jiān)視器230接收到的452的列車50的列車操作數(shù)據(jù)相組合450，該列車操作數(shù)據(jù)通常將包括與由列車50的系統(tǒng)220、230感測(cè)和確定的節(jié)流閥設(shè)置和速度以及制動(dòng)器應(yīng)用有關(guān)的數(shù)據(jù)。經(jīng)過組合集成440的數(shù)據(jù)還與從外部監(jiān)視器（例如路旁監(jiān)視器310、道岔監(jiān)視器320和軌道監(jiān)視器330以及其各自的傳感器3112、322、332）接收到的454異常數(shù)據(jù)組合450。

盡管操作過程400的前面的描述包括按照順序描述的許多不同步驟或階段，但是該順序不是必須或要求遵循的。各種步驟和階段415-460可以并且可能以任何適當(dāng)順序來執(zhí)行，例如產(chǎn)生從各種傳感器和監(jiān)視器420、310、320、330、220、230生成的經(jīng)過組合并集成的數(shù)據(jù)集的最終結(jié)果（在圖示中在關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)、識(shí)別并量化危害步驟460的輸出處發(fā)生該最終結(jié)果）的順序。例如，可以通過傳感器#1到N中的任一個(gè)或所有中感測(cè)的數(shù)據(jù)的處理或通過在處理器120中處理從傳感器#1到N中的任一個(gè)或所有感測(cè)到的數(shù)據(jù)來執(zhí)行物體426的檢測(cè)。類似地，可以在步驟440、在步驟450、在步驟460、或等同地在單個(gè)或不同步驟中（如例如由步驟450中的附帶說明和路徑中通過帶圈的字母A指定的虛線箭頭所指示的）組合并集成來自各種傳感器和監(jiān)視器310、320、330、220、230的外部數(shù)據(jù)和異常數(shù)據(jù)。

經(jīng)過組合、集成關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)以及任何識(shí)別的危險(xiǎn)440-460然后被用在列車50上的正向列車控制單元100中，以用于其操作以及可選地但是是優(yōu)選地被傳送且報(bào)告462到中央控制和/或操作位置。重要的是要注意，在不需要來自中央控制或操作位置的數(shù)據(jù)或與其的通信的情況下由列車50上的正向列車控制單元100整體執(zhí)行正向控制系統(tǒng)100的操作，并且所以通信的可變性和可中斷性不是現(xiàn)有布置的降級(jí)因素。

與外部路旁監(jiān)視器310、道岔監(jiān)視器320和軌道監(jiān)視器330的短程通信是列車50上的正向列車控制單元100外部的唯一通信，其是正向列車控制單元100的操作中所利用的，并且甚至不是列車50上的正向列車控制單元100的基本操作所必需的。來自此類監(jiān)視器的數(shù)據(jù)實(shí)際上允許保持在某些位置中的前視距離可以大于正向列車控制單元100的傳感器110的直接的前視視線范圍，因?yàn)槔缥锢碚系K物（例如樹和山）的影響可以被有效地消除。

因此，與外部監(jiān)視器310-330的通信的丟失（如果起作用的話）將僅導(dǎo)致列車50的成比例的減速，并且僅在需要時(shí)維持與此類通信一樣程度的正向列車控制下的安全。利用常規(guī)的基于地面的正向列車控制裝置，通信丟失可能造成所有鐵路或鐵路的一部分關(guān)閉，例如為了安全使所有列車停止或者所有列車以極慢的安全速度前進(jìn)。所注意的是，與附近監(jiān)視器310-330的短程通信可能比與中央控制或操作位置的長程通信更可靠，這例如因?yàn)橄鄬?duì)于軌道路徑60的較短的距離以及定位和指引天線的能力。

經(jīng)過關(guān)聯(lián)460的數(shù)據(jù)和所識(shí)別的危險(xiǎn)數(shù)據(jù)可以被傳送462和/或以其他方式報(bào)告462給中央控制或操作位置以達(dá)到監(jiān)視和管理目的。

然后在列車50上的正向列車控制單元100中利用經(jīng)過組合、集成關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)和任何所識(shí)別的危險(xiǎn)440-460。為此，測(cè)試470、480經(jīng)過集成關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)440-460，例如將其與預(yù)定限制進(jìn)行比較470、480，該預(yù)定限制被建立來確定經(jīng)過集成關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)是在這些限制之內(nèi)還是在其之外。在第一實(shí)例中，將經(jīng)過集成關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)與第一預(yù)定限制（典型地，指示相對(duì)較低風(fēng)險(xiǎn)的限制）進(jìn)行比較470,以確定是否應(yīng)該采取警告行動(dòng)464，并且如果是470-Y，則將警報(bào)和警告提供472給列車操作員（例如列車員工）。此類警告可以是通過列車員工工作站處（例如在列車工程師和助手的列車控制駕駛室中）的一個(gè)或多個(gè)看得見和/或聽得到的信號(hào)的。如果數(shù)據(jù)在預(yù)定第一限制內(nèi)，則路徑470-N返回操作400以重復(fù)415過程400。

在第二實(shí)例中，將經(jīng)過集成關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)與第二預(yù)定限制（典型地指示相對(duì)較高風(fēng)險(xiǎn)的限制）進(jìn)行比較480,以確定是否應(yīng)該采取正向列車控制行動(dòng)482，并且如果是480-Y，則激活482對(duì)速度和/或制動(dòng)的列車控制以降低列車節(jié)流閥設(shè)置、應(yīng)用制動(dòng)器或這二者（包括在例如物體在軌道上、或道岔處于錯(cuò)誤位置或沒有被正確閉合、或者道岔位置與列車交路順序不一致、或者軌被損壞或變形的情況下可能緊急應(yīng)用制動(dòng)器）。此外，提供464或繼續(xù)464對(duì)列車操作員和/或員工的警報(bào)和警告。如果數(shù)據(jù)在預(yù)定第二限制內(nèi)，則路徑480-N返回操作400以重復(fù)415過程400。

過程400通常迅速操作（以每秒或每幾秒來重復(fù)），以使得對(duì)可能的危害的操作和檢測(cè)是基本連續(xù)的，例如與列車50的移動(dòng)以及其中的任何變化可能受到影響的速率相比在時(shí)間上相對(duì)短。在典型實(shí)施例中，在大約1秒內(nèi)執(zhí)行過程400并且每秒重復(fù)。由傳感器110、312中各種傳感器進(jìn)行的檢測(cè)可以并且優(yōu)選地在大約同一時(shí)間幀中（例如對(duì)于圖像傳感器來說花費(fèi)僅僅大約15個(gè)幀或1秒），這取決于要被檢測(cè)的物體的尺寸和明顯性（distinctness）—車輛將比適度尺寸的人或動(dòng)物更容易檢測(cè)。如果需要的話，過程400的重復(fù)速率以及其檢測(cè)過程可能會(huì)隨著列車速度而變化，例如列車移動(dòng)地越快則過程400的操作循環(huán)的重復(fù)速率將越迅速，并且列車移動(dòng)地越慢則過程400的操作循環(huán)的重復(fù)速率可能減慢。

圖6A和6B分別是沿著軌道路徑60定位的正向列車控制路旁監(jiān)視器310的示例實(shí)施例的示意圖以及其示意性平面圖；并且圖7是適用于例如沿著軌道路徑60安裝的正向列車控制路旁監(jiān)視器單元310的示例實(shí)施例的示意性框圖。路旁監(jiān)視器單元310在許多方面類似于正向列車控制單元100并且可以被視為其降低復(fù)雜性的版本。考慮到列車安裝的正向列車控制單元100需要顧及在列車前面的軌道的不斷變化的幾何形狀以及列車引擎和制動(dòng)系統(tǒng)的操作狀況和狀態(tài)，這些都不是安裝在接近自己處于固定配置的軌道路徑60的固定位置中的路旁監(jiān)視器310所關(guān)注的。

圖6中圖示的示例軌道路徑60是其中軌道路徑60具有若干彎道和/或山以及/或者被地形特征（例如山、群山和/或隧道）遮擋以使得在列車10上的正向列車控制單元100的傳感器110的視場(chǎng)內(nèi)的列車10的前方距離基本上被減小的示例地形。某些傳感器110具有直線感測(cè)和范圍視野并且不能“看到”或感測(cè)周圍的障礙物。為了降低由其產(chǎn)生的盲點(diǎn)，可以沿著軌道路徑60在它們的傳感器110、312的視場(chǎng)可被良好且高效使用的位置中提供一個(gè)或多個(gè)路旁監(jiān)視器單元310。

例如，在彎道上，路旁監(jiān)視器310可以沿著徑向位于彎曲的軌道路徑60外側(cè)，以便具有比由例如正向列車控制單元100可從軌道路徑60上的位置獲得的更長的傳感器110、312范圍。在山上，路旁監(jiān)視器310可以位于在例如山的山頂附近或到同一端的山谷的低點(diǎn)附近。距軌道路徑60的距離以及路旁監(jiān)視器310所安裝到的高度二者可以被選擇成獲得改進(jìn)的傳感器110、312視場(chǎng)和范圍。在此類位置處的路旁監(jiān)視器310可以包括在基本上不同方向上具有相應(yīng)視場(chǎng)以便在來自路旁監(jiān)視器310位置的兩個(gè)方向（如由圖6B中的虛線箭頭指示的）上提供軌道路徑的覆蓋的傳感器110、312。

在所圖示的示例中，一個(gè)或多個(gè)路旁監(jiān)視器310位于限定軌道路徑60的“S”形彎曲的軌道路徑60的相對(duì)彎曲部分中的每一個(gè)附近，以便提供在一個(gè)或多個(gè)方向上提供期望傳感器范圍（例如100米到2000或5000米）內(nèi)的其基本完全的傳感器110、312覆蓋，特別是在列車安裝的正向列車控制單元100不能提供完整的圖片地方。

在所圖示的示例中，路旁監(jiān)視器310被定位成接近在感測(cè)范圍內(nèi)的交叉口（例如平面交叉口62或軌道路徑交叉口）和其傳感器312的視場(chǎng)以用于監(jiān)視交叉口62，主要用于檢測(cè)可能在軌道60上或跨軌道60的任何物體或障礙物，例如穿過車輛64或列車50。路旁監(jiān)視器310的這樣定位在例如歸因于軌道路徑彎曲和/或與列車50、52相關(guān)聯(lián)的傳感器110和人員的視場(chǎng)的障礙物而使駛近的列車50、52看不到交叉口62的位置處是最常見且重要的，并且還可在其他位置處被有益地采用以降低因?yàn)榻档偷目梢娦?、因?yàn)楹诎?、雨、霧等而出現(xiàn)的危險(xiǎn)。

例如，車輛64可以在可具有或可不具有電交叉信號(hào)和/或門的平面交叉口62處跨軌道路徑60的車道66上操作。路旁監(jiān)視器310的一個(gè)或多個(gè)傳感器110、312檢測(cè)車輛64并且中繼表示在車輛64例如在軌道路徑60的路徑右側(cè)內(nèi)的時(shí)間段期間物體在軌道路徑60上的數(shù)據(jù)。表示存在車輛64的數(shù)據(jù)被通信設(shè)備3160中繼和/或傳送給例如接近路旁監(jiān)視器310（例如正駛近交叉口62）的正向列車控制單元100，并且可選地但優(yōu)選地被通信設(shè)備3160中繼和/或傳送給中央監(jiān)視設(shè)施。

示例路旁監(jiān)視器310傳感器110、312可以包括產(chǎn)生順序的靜止圖像或視頻圖像的可見光波段成像器3112、產(chǎn)生順序的靜止紅外（IR）圖像或視頻IR圖像的一個(gè)或多個(gè)IR波段成像器3114、包括多普勒雷達(dá)和其他類型的雷達(dá)116、3116的一個(gè)或多個(gè)雷達(dá)成像器3116、一個(gè)或多個(gè)激光測(cè)距設(shè)備3118、以及/或者一個(gè)或多個(gè)聲測(cè)距和/或聲納測(cè)距設(shè)備3122中的一個(gè)或多個(gè)。傳感器3112、3114、3116、3118和/或3122優(yōu)選但不需要對(duì)應(yīng)于正向列車控制單元100的相似傳感器112、114、116、118和122。

通過線纜（例如電纜和/或光纖線纜）將傳感器110、312所感測(cè)的數(shù)據(jù)傳達(dá)給處理器3120（其對(duì)應(yīng)于正向列車控制單元100的處理器120），其處理傳感器數(shù)據(jù)來確定其視場(chǎng)內(nèi)的軌道狀況，并且然后確定是否存在任何危險(xiǎn)或危害狀況，并且基于此來傳送數(shù)據(jù)（該數(shù)據(jù)可由其處理器120將該數(shù)據(jù)與列車50上的正向列車控制單元100傳感器110數(shù)據(jù)組合），以例如發(fā)起向列車員工發(fā)信號(hào)的適當(dāng)行動(dòng)和/或?qū)嵭袑?duì)列車50的控制。

各種傳感器110、312優(yōu)選感測(cè)的距離的范圍可以從前面的相對(duì)靠近范圍（例如10-50米）一直到前面的1千米、2千米或5千米，由此來包含在處于路旁監(jiān)視器310的視程和視場(chǎng)內(nèi)的軌道長度上的感測(cè)。相應(yīng)的傳感器視場(chǎng)優(yōu)選地在足以感測(cè)它們的視場(chǎng)內(nèi)的軌道的高度范圍（垂直角）和寬度或方位范圍（水平角）上延伸（包括已知允許由此類傳感器312進(jìn)行感測(cè)的等級(jí)和/或曲率中的變化）。在一些情況下，一個(gè)傳感器312可以在距離、高度和方位的整個(gè)范圍上感測(cè)，并且在其他情況下，可能需要多于一個(gè)傳感器312來在距離、高度和方位的整個(gè)范圍上感測(cè)。

路旁監(jiān)視器310的地理位置可以通過其一個(gè)或多個(gè)GPS傳感器3132來獲得或者可以被提供為從外部源（例如手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入）接收到的數(shù)據(jù)輸入3140、3142中的一個(gè)（如可期望的）。在任何情況下，如上文中那樣此類數(shù)據(jù)都可供處理器120、3120使用。

將傳感器110、312所產(chǎn)生的所有數(shù)據(jù)都與在需要數(shù)據(jù)時(shí)通過位置確定130、3132提供的路旁監(jiān)視器310的位置相關(guān)聯(lián)，并且還例如通過處理器3120使此數(shù)據(jù)帶有時(shí)間標(biāo)記，以使得所有傳感器數(shù)據(jù)既帶有地理標(biāo)記又帶有時(shí)間標(biāo)記，以便促進(jìn)其被其他數(shù)據(jù)（相似數(shù)據(jù)和不相似數(shù)據(jù)二者）交叉參照，以便在路旁監(jiān)視器310內(nèi)存儲(chǔ)和處理此類數(shù)據(jù)，而且通過傳感器110、312所產(chǎn)生的所有數(shù)據(jù)可被傳送到的任何正向列車控制單元100以及在此類數(shù)據(jù)可被傳送160、162到的中央位置處來使此數(shù)據(jù)帶有時(shí)間標(biāo)記。

可選地，道岔監(jiān)視器320和/或軌道監(jiān)視器330（如果有的話（以虛線示出），其可位于路旁單元310附近（例如在通信范圍內(nèi)））可以將它們的數(shù)據(jù)傳達(dá)到并經(jīng)由路旁單元310的數(shù)據(jù)輸入端3140、3142和/或經(jīng)由通信設(shè)備3160，以用于與由路旁單元310產(chǎn)生的數(shù)據(jù)組合和/或通過路旁單元310到例如列車50和/或中央設(shè)施的傳輸。

路旁單元310的所有元件可以并優(yōu)選地與如這里所描述的正向列車控制單元100的對(duì)應(yīng)元件相似，并且可以并優(yōu)選地以與其相似的方式來運(yùn)行。路旁單元310的類似元件可以具有與以數(shù)字3開頭的它們?cè)谡蛄熊嚳刂茊卧?00中的對(duì)應(yīng)部分相同的項(xiàng)目編號(hào)（例如處理器3120類似于處理器120），并且可以包括如上文關(guān)于處理器120所述的一個(gè)或多個(gè)處理器3120、P。

圖8是圖示圖7的正向列車控制路旁單元310的示例實(shí)施例的操作800的示意性流程圖。操作800在許多方面基本類似于過程400以及上文關(guān)于正向列車控制單元100描述的其變化。特別地，條目810一直到860的操作800基本上類似于操作過程400的條目410-460的操作，其中等價(jià)步驟的初始數(shù)字是“8”而不是“4”。

由在預(yù)定位置處固定的路旁單元310的多個(gè)傳感器312的操作820產(chǎn)生的經(jīng)過感測(cè)和/或處理的數(shù)據(jù)可以具有且通常具有比對(duì)于過程400的更小的復(fù)雜性，因?yàn)槁放詥卧?10的多個(gè)傳感器312的視場(chǎng)和范圍是固定的并且可以是預(yù)定的，因?yàn)槁放詥卧?10以及其多個(gè)傳感器312的位置和取向是已知且固定的。例如，一旦軌道60被識(shí)別824，就可以至少針對(duì)傳感器數(shù)據(jù)的分析將其預(yù)置（如果沒有被固定的話），并且所以物體檢測(cè)826可能需要最大的處理嘗試。

此外，因?yàn)槁放员O(jiān)視器310的位置是已知且固定的，所以軌道地圖可以被限定用于傳感器312的視場(chǎng)和范圍中的相對(duì)短的軌道長度，或者可以僅僅是位置數(shù)據(jù)，例如針對(duì)被監(jiān)視的平面交叉口62的位置數(shù)據(jù)。

將經(jīng)過組合集成840的數(shù)據(jù)和所檢測(cè)到的物體數(shù)據(jù)與從外部監(jiān)視器（例如其他路旁監(jiān)視器310或附近的道岔監(jiān)視器320和軌道監(jiān)視器330以及它們各自的傳感器312、322、332）接收854到的異常數(shù)據(jù)組合。因?yàn)榭赡艽嬖诨蚩赡懿淮嬖谂c執(zhí)行過程800的路旁監(jiān)視器310相關(guān)聯(lián)的任何外部監(jiān)視器310、320、330，所以條目854被示為虛線。

盡管操作過程800的前面的描述包括按照順序描述的許多不同步驟或階段，但是該順序不是必須或要求遵循的。各種步驟和階段815-860可以并且可能以任何適當(dāng)順序來執(zhí)行，例如產(chǎn)生從各種傳感器和監(jiān)視器820、310、320、330生成的經(jīng)過組合并集成的數(shù)據(jù)集的最終結(jié)果（在圖示中在關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)、識(shí)別并量化危害步驟860的輸出處發(fā)生該最終結(jié)果）的順序。例如，可以通過傳感器#1到N中的任一個(gè)或所有中感測(cè)的數(shù)據(jù)的處理或通過在處理器3120中處理從傳感器#1到N中的任一個(gè)或所有感測(cè)到的數(shù)據(jù)來執(zhí)行物體826的檢測(cè)。類似地，可以在步驟840、在步驟850、在步驟860、或等同地在單個(gè)或不同步驟中（如例如由步驟850中的附帶說明和路徑中通過帶圈的字母A指定的虛線箭頭所指示的）組合并集成來自各種傳感器和監(jiān)視器310、320、330的外部數(shù)據(jù)和異常數(shù)據(jù)。

最重要的是，使用對(duì)于足以將指示軌道上是存在危害（例如物體）還是道岔或軌道異常的危害數(shù)據(jù)警報(bào)和警告提供864給駛近的正向列車控制單元100的離路旁單元310一定距離的本地通信鏈路來傳送經(jīng)過組合、集成關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)和任何所識(shí)別的危害840-860。另外，且可選但優(yōu)選地，還可以將經(jīng)過組合、集成關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)和任何所識(shí)別的危害840-860傳送且報(bào)告862給例如中央控制和/或操作位置。

圖9A和9B分別是具有與其一起的道岔監(jiān)視器320的示例實(shí)施例的道岔60S的示例的示意性平面圖以及其放大視圖。示例道岔監(jiān)視器320感測(cè)道岔軌的定位并且提供道岔已經(jīng)被完全轉(zhuǎn)移以補(bǔ)充常規(guī)的道岔聯(lián)鎖信令并且可選地但優(yōu)選地與電氣聯(lián)鎖信令電子器件通信的單獨(dú)的獨(dú)立肯定指示以改進(jìn)它所提供的指示的完整性。軌道路徑的道岔軌的轉(zhuǎn)移的物理間隔和/或?qū)?zhǔn)和/或完全性不在規(guī)定配置和/或公差內(nèi)的任何狀況在這里被稱為軌道路徑的異常。

道岔60S具有一對(duì)“入口”基本軌60R，其分支成“直的”軌道和“分支軌道”的基本軌60R中的一個(gè)或另一個(gè)。如對(duì)于常規(guī)鐵路道岔所公知的，典型的道岔60S包括各種軌，例如閉合軌（closure rail）、翼軌、護(hù)軌（check rail）、轉(zhuǎn)向節(jié)（knuckle）。在道岔60S內(nèi)，一個(gè)閉合軌60C與相對(duì)的基本軌60R配合并且另一閉合軌60C與另一相對(duì)的基本軌60R配合來提供相應(yīng)的成對(duì)的間隔開的軌，列車在其上騎乘通過道岔60S。成對(duì)的道岔閉合軌60C是可移動(dòng)的，以使得其相應(yīng)的可移動(dòng)端變得非?？拷叭肟凇被拒?0R的一個(gè)或另一個(gè)以在其相對(duì)端可圍繞鄰近最靠近道岔60S的“入口”端的閉合軌的各端的樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)發(fā)生切換行動(dòng)。

一個(gè)或多個(gè)道岔監(jiān)視器傳感器322被安裝到接近道岔軌60C的可移動(dòng)端變得緊密鄰近的位置的一個(gè)或兩個(gè)基本軌，并且優(yōu)選地圍繞基本軌60R。傳感器322包括可移動(dòng)機(jī)械構(gòu)件324（例如連桿或條324），該可移動(dòng)機(jī)械構(gòu)件324的一端被附接到道岔軌60C的可移動(dòng)端并且另一端在包括傳感器322的外殼內(nèi)可移動(dòng)以表示道岔軌60C的移動(dòng)和位置。傳感器322優(yōu)選地被安置在防風(fēng)雨的外殼或外罩內(nèi)以保護(hù)它不受惡劣天氣的影響，并且可以包括熱源（例如本地電源可用情況下的電熱器），以使得冰和雪不會(huì)不利地影響其操作?？梢苿?dòng)構(gòu)件324可以被滑動(dòng)密封在可伸縮罩中和/或以其他方式免受惡劣天氣的影響，特別是冰和雪的影響。

在傳感器322內(nèi)的是感測(cè)布置，其用于感測(cè)構(gòu)件324的物理位置以及由此道岔軌60C相對(duì)于它們意圖變得緊密相鄰或鄰接的基本軌的位置。下面描述此類感測(cè)布置的示例。構(gòu)件324可以通過可樞轉(zhuǎn)接頭附接到道岔軌60C以使得其另一端以相對(duì)于傳感器322感測(cè)布置的期望幾何圖案來移動(dòng)。

因?yàn)榭杀坏啦韨鞲衅?20、322檢測(cè)到的道岔軌60C相對(duì)于基本軌60R的位置的小尺寸的物理距離，所以它感測(cè)并檢測(cè)到的物理道岔數(shù)據(jù)可以被利用來評(píng)估道岔60S的操作公差和完整性，以由此在道岔閉合處的物理道岔軌60C和基本軌60R之間的間隙變得超過規(guī)范和安全風(fēng)險(xiǎn)之前實(shí)現(xiàn)調(diào)查、維護(hù)和/或修理。

如這里所指出的，道岔監(jiān)視器320包括一個(gè)或多個(gè)通信發(fā)射器，其將道岔數(shù)據(jù)傳達(dá)到附接到列車的正向列車控制單元100、路旁監(jiān)視器310和/或中央監(jiān)視位置，由此使得所感測(cè)的數(shù)據(jù)可用于列車50以便評(píng)估要采取安全行動(dòng)的需要。

圖10是具有與其一起的軌道監(jiān)視器330的示例實(shí)施例的軌道路徑60的示例的示意性平面圖。示例軌道監(jiān)視器330感測(cè)并提供軌60R的物理間隔和對(duì)準(zhǔn)在規(guī)定的公差內(nèi)的單獨(dú)的獨(dú)立肯定指示。軌道路徑的和/或軌道路徑的軌的物理間隔和/或?qū)?zhǔn)不在規(guī)定配置和/或公差內(nèi)的任何狀況在這里被稱為軌道路徑的異常。

一個(gè)或多個(gè)軌道監(jiān)視器330被安裝到沿著軌道60的間隔開的位置處的一個(gè)或兩個(gè)軌60R，在那里軌60R變得變形或不對(duì)準(zhǔn)的可能性要比正常情況下更高。示例軌道監(jiān)視器傳感器332包括可移動(dòng)機(jī)械構(gòu)件334（例如連桿或條334），該可移動(dòng)機(jī)械構(gòu)件334的一端被附接到一個(gè)軌60R（優(yōu)選地在其內(nèi)部處），并且另一端在包括傳感器332的外殼內(nèi)可移動(dòng)以表示一個(gè)軌60R相對(duì)于另一平行軌60R的相對(duì)移動(dòng)和定位。

傳感器332優(yōu)選地安裝在縱向地沿著軌道60距連接構(gòu)件334的附接到一個(gè)軌60R的一端一定距離處，以使得在連接條334和枕木60T之間存在大的角度。優(yōu)選地，該距離被選擇成在軌60R和連接構(gòu)件334之間以及在枕木60T和連接構(gòu)件334之間提供大約30°和大約60°之間的角度（并且優(yōu)選地大約45°）；因此構(gòu)件334通?？邕^大約2-3個(gè)枕木60T。在軌道監(jiān)視器330監(jiān)視軌60R上的橫向地被軌距寬度并且縱向地被類似尺寸的軌道60長度分隔開的點(diǎn)的情況下，可以監(jiān)視軌60R在縱向方向和橫向方向二者上的變形和不對(duì)準(zhǔn)，由此來提供比以可能其他方式提供的對(duì)兩個(gè)軌60R的相對(duì)移動(dòng)的更大的敏感性。

傳感器332優(yōu)選地被安置在防風(fēng)雨的外殼或外罩內(nèi)以保護(hù)它不受惡劣天氣的影響，并且可以包括熱源（例如本地電源可用情況下的電熱器），以使得冰和雪不會(huì)不利地影響其操作?？梢苿?dòng)構(gòu)件334可以被滑動(dòng)密封在伸縮罩中和/或以其他方式免受惡劣天氣的影響，特別是冰和雪的影響。

在傳感器332內(nèi)的是感測(cè)布置，其用于感測(cè)構(gòu)件334的物理位置以及由此平行軌60R相對(duì)于它們意圖要平行且保持平行的彼此間的相對(duì)位置。下面描述此類感測(cè)布置的示例。構(gòu)件334可以通過可樞轉(zhuǎn)接頭附接到軌60R以使得其另一端以相對(duì)于傳感器332感測(cè)布置的期望幾何圖案來移動(dòng)。

因?yàn)榭杀卉壍纻鞲衅?30、332檢測(cè)到的軌60R的相對(duì)位置的小尺寸的物理距離，所以它感測(cè)并檢測(cè)到的物理軌道數(shù)據(jù)可以被利用來評(píng)估軌道60的操作公差和完整性，以由此在其變形和/或不對(duì)準(zhǔn)變得超過規(guī)范和安全風(fēng)險(xiǎn)之前實(shí)現(xiàn)調(diào)查、維護(hù)和/或修理。

如這里所指出的，軌道監(jiān)視器330包括一個(gè)或多個(gè)通信發(fā)射器，其將道岔數(shù)據(jù)傳達(dá)給附接到列車的正向列車控制單元100、路旁監(jiān)視器310和/或中央監(jiān)視位置，由此使得所感測(cè)的數(shù)據(jù)可用于列車50以便評(píng)估要采取安全行動(dòng)的需要。

圖11A-11B和12A-12C圖示可以與例如道岔監(jiān)視器320和軌道監(jiān)視器330以及其他監(jiān)視器一起利用的不同傳感器322、332的各種示例實(shí)施例，即使這里的描述通常將僅指的是不同監(jiān)視器中的一個(gè)。

圖11A和圖11B是相應(yīng)的基于電接觸的監(jiān)視器傳感器322、332的示例的示意性平面圖。圖11A的示例傳感器322具有長的電阻元件326R，如可能需要或者方便的其可以是一條電阻材料或者多個(gè)分立的電阻器的串聯(lián)連接。從電阻元件326R基本垂直延伸并與其電連接的是彼此基本平行的多個(gè)間隔開的導(dǎo)電條326C。

附接到構(gòu)件324的探測(cè)器324P、334P在大體上平行于電阻元件326R的方向上隨著構(gòu)件324的移動(dòng)來移動(dòng)，例如響應(yīng)于道岔軌60C的移動(dòng)或兩個(gè)平行軌60R的相對(duì)移動(dòng)。因此，構(gòu)件324的移動(dòng)會(huì)使探測(cè)器324P在大體上平行于電阻元件326R的方向上移動(dòng)跨過導(dǎo)電元件326C，如由雙頭箭頭所指示的。假定電阻沿著電阻元件326R的分布是已知的，則探測(cè)器324P和電阻元件326R的任一端之間的電阻表示探測(cè)器324P相對(duì)于電阻元件326R的位置，并且所以測(cè)量該電阻提供導(dǎo)電元件326C中的哪一個(gè)與探測(cè)器324P電接觸的指示以及由此提供探測(cè)器324P和構(gòu)件324的物理位置。

可以直接（例如通過歐姆計(jì)或其等同物）或者間接地（例如通過跨電阻元件326R施加電壓或施加通過其的電流并測(cè)量在探測(cè)器324P處的電壓，或者通過在探測(cè)器324P和電阻元件326R的一端之間施加電壓或施加通過其的電流并測(cè)量在電阻元件326R的另一端處的電壓）來測(cè)量該電阻，其中可以通過模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器或其他已知設(shè)備來進(jìn)行此類測(cè)量?？梢岳镁哂锌梢钥煽壳铱芍貜?fù)區(qū)別電阻和鄰近導(dǎo)電元件326C之間的差異的分辨率和準(zhǔn)確性的任何適當(dāng)測(cè)量設(shè)備和/或技術(shù)。

關(guān)于圖11B，元件327C的圖案包括給定數(shù)目（例如25個(gè)）的相對(duì)較短鄰近中央元件327CC的線性圖案以及在其相對(duì)側(cè)上的給定數(shù)目的相對(duì)較長鄰近元件327CL和327CR的對(duì)應(yīng)對(duì)準(zhǔn)線性圖案。該示例的陣列是元件327C的M×N陣列，其中M=3且N=25?？偟膩碚f，該示例陣列327C可以是大約114乘98mm（大約4.49乘3.86英寸），并且每個(gè)元件327CC是大約2乘10mm（大約0.08乘0.4英寸），并且每個(gè)元件327CL、327CR是大約2乘50mm（大約0.08乘1.97英寸）。相鄰元素之間的間隔是大約2mm（大約0.08英寸）。

如上所述，該實(shí)施例的元件327C可以是導(dǎo)電的或者非導(dǎo)電的以用于與不同類型的傳感器探測(cè)器一起使用。對(duì)于電連接探測(cè)器324P，元件327C可以被形成在例如電印刷電路板的一側(cè)上，其中電阻元件和連接在其相對(duì)側(cè)上。

元件326C、327C的間距或間隔基本確定傳感器322、332的分辨率，并且可以是例如在大約1mm到10mm（大約0.04英寸到0.4英寸）的范圍中。如果元件326C、327C的間距是大約1mm（大約0.04英寸），則那就是傳感器322、332的分辨率。當(dāng)元件326C、327C是導(dǎo)電元件326C、327C時(shí)，導(dǎo)電元件324C的寬度和間隔通常大約是相同的并且探測(cè)器324P的接觸區(qū)域優(yōu)選地至少比各導(dǎo)電元件326C、327C之間的間隔稍稍更大，以使得在探測(cè)器324P和至少一個(gè)導(dǎo)電元件326C、327C之間不存未連接的位置。探測(cè)器324P的一個(gè)示例具有間距或間隔的大約0.9倍的探測(cè)器尺寸。

探測(cè)器324P可以包括固定接觸件（例如半球形的可滑動(dòng)接觸件）或可移動(dòng)接觸件（例如可以在導(dǎo)電元件326C、327C上“滾動(dòng)”的球或滾柱軸承或者任何其他適當(dāng)形式的可滑動(dòng)或另外可移動(dòng)電接觸件），以便與其物理觸碰的元件326C、327C進(jìn)行電連接。

可替代地，探測(cè)器324P不需要與元件326C、327C的電接觸，其中實(shí)例元件326C、327C不需要是導(dǎo)電的。例如，元件326C、327C可以僅僅是圖案、紋理或其他表面特征并且探測(cè)器324P可以是在其中球的轉(zhuǎn)動(dòng)指示物理位置和移動(dòng)的常規(guī)計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)或其等同物，或者元件326C、327C可以是光學(xué)可區(qū)別標(biāo)記（例如條或線或紋理化的圖案），并且探測(cè)器324P可以是以高精度檢測(cè)此類標(biāo)記以確定物理位置和移動(dòng)的常規(guī)光學(xué)計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)或其等同物。

盡管探測(cè)器324P和元件326C的電接觸實(shí)施例允許在一個(gè)維度上確定構(gòu)件324的物理位置，但是元件327C的M×N陣列配置或者探測(cè)器324P的計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)實(shí)施例或等同實(shí)施例允許在兩個(gè)維度上確定構(gòu)件324的物理位置，對(duì)于與軌道監(jiān)視器330一起使用（其中軌道變形可以是在兩個(gè)維度上的）來說這被認(rèn)為是特別有用的。

圖12A、12B和12C分別是基于光學(xué)感測(cè)的監(jiān)視器傳感器322、332的示例實(shí)施例的示意性平面圖，此類基于光學(xué)的監(jiān)視器傳感器322、332的示意性框圖和可與其一起使用的光學(xué)傳感器322、332的示意性電路圖。

傳感器322、332可以被提供在包括其電子和機(jī)械部件的電印刷電路板323上。光學(xué)感測(cè)元件328的陣列可以被提供用于檢測(cè)構(gòu)件324、334的物理位置，例如當(dāng)它隨著道岔軌60C或平行軌60R移動(dòng)時(shí)。典型地，各光學(xué)傳感器328將彼此緊密相鄰以便提供更靠近的分辨率，并且探測(cè)器324P可以被延長以便探測(cè)光學(xué)傳感器328中的多個(gè)傳感器和/或具有其上的反射和/或透射感測(cè)位置的陣列或圖案。目前認(rèn)為對(duì)于道岔監(jiān)視器320來說七個(gè)光學(xué)傳感器328提供適當(dāng)?shù)姆直媛?，例如大約0.5mm（大約0.02英寸）或更小，然而，可以利用更多或更少的數(shù)目。

光學(xué)傳感器328包括一個(gè)或多個(gè)發(fā)光二極管（LED）以及多個(gè)光學(xué)檢測(cè)器（例如光電二極管PD1-PD4），它們被定位成對(duì)由一個(gè)或多個(gè)LED發(fā)出的（例如如被附接到其的感測(cè)探測(cè)器反射或透射的）光作出響應(yīng)。其中，來自光電二極管PD1-PD4的輸出被相應(yīng)的放大器“Amp.”放大并且被相應(yīng)的比較器檢測(cè)到以產(chǎn)生輸出信號(hào)VoA和VoB。傳感器328由電壓Vcc（例如2.7-5.5VDC）來供電，并且其LED由從其陽極到其陰極施加的電流來供電。

光學(xué)傳感器328可以是反射類型的，其中外部元件（例如探測(cè)器324P）具有可移動(dòng)且鄰近傳感器328的圖案化反射表面，以便選擇性地反射由LED朝向光電二極管PD1-PD4發(fā)出的光，傳感器328由此來確定探測(cè)器324P附接到的構(gòu)件324、334的物理位置。光學(xué)傳感器328可以是中斷類型的，其中外部元件（例如探測(cè)器324P）具有在傳感器328的間隔空間中可移動(dòng)的一個(gè)或多個(gè)開口的圖案化陣列以便選擇性地阻擋和通過由LED朝向光電二極管PD1-PD4發(fā)出的光，傳感器328由此來確定探測(cè)器324P附接到的構(gòu)件324、334的物理位置。探測(cè)器324P中的反射表面和/或開口陣列的圖案化可以被布置成以比光學(xué)傳感器328的間距或間隔的更靠近（更精細(xì)）的分辨率來對(duì)位置編碼。

通過模擬處理器或者數(shù)字或數(shù)字處理器（例如通過模擬道岔327、例如14倍多路復(fù)用器、或通過微處理器327）將多個(gè)光學(xué)傳感器328-1一直到328-N的相應(yīng)輸出VoA、VoB組合（例如掃描和/或多路復(fù)用和/或處理），并且將該相應(yīng)輸出VoA、VoB提供給無線微控制器單元（MCU）329，其調(diào)制所感測(cè)的表示構(gòu)件324、334的物理位置的數(shù)據(jù)并經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)通信鏈路（例如這里描述的類型的通信鏈路）將其傳送給附近的正向列車控制單元100和/或附近的路旁單元310和/或更多遠(yuǎn)程位置（例如中央控制位置）?？梢酝ㄟ^由串行外設(shè)接口（SPI）擴(kuò)展設(shè)備329I/O提供的附加數(shù)據(jù)信道來增加模擬道岔327和MCU 329的能力，該串行外設(shè)接口（SPI）擴(kuò)展設(shè)備329I/O提供附加輸入和/或輸出（I/O）插槽。

傳感器322、332由電源332B來供電，該電源332B可包括外部電源、電池和/或太陽能電池電源322SA。例如2000mA-Hr或更高容量的示例3.6VDC鋰電池適用于提供期望的3.3VDC操作電壓。

在典型的實(shí)施例中，采用從適當(dāng)?shù)目梢姽夂图t外成像系統(tǒng)、激光測(cè)距系統(tǒng)、聲測(cè)距系統(tǒng)和/或多普勒雷達(dá)和測(cè)距系統(tǒng)中選擇的多個(gè)傳感器的至少組合以用于檢測(cè)傳感器的視場(chǎng)和范圍（其優(yōu)選地包括大約100米一直到5000米（5Km）的范圍）內(nèi)物體的存在，以允許足夠的時(shí)間以用于檢測(cè)、處理以及用于發(fā)起警告、制動(dòng)停止、緊急停止和其他適當(dāng)校正和行動(dòng)。

適當(dāng)?shù)目梢姽獬上衿骰騻鞲衅?12的示例包括例如norirHJK-2C CCD和熱監(jiān)控系統(tǒng)，其可從位于中國云南的北方夜視科技集團(tuán)公司購得。

適當(dāng)?shù)募t外成像器或傳感器114的示例包括例如可從位于中國湖北的JIR公司以及通過Alibaba.com購得的型號(hào)JIR-3031和JIR-3031A數(shù)字相機(jī)。這些數(shù)字IR相機(jī)具有大約37°×28°的視場(chǎng)，可以通過霧和降水并且在沒有可見照明的情況下進(jìn)行感測(cè)，并且用（如可在車輛中可用的）12-24 VDC電源來操作。

另一示例包括類型IP-ELR320、IP-ELR775和IP-ELR775X夜視IR相機(jī)系統(tǒng)，其可以檢測(cè)在2500米（白天）和1500米（夜間）、5000米（白天）和2500米（夜間）以及8000米（白天）和2500米（夜間）的相應(yīng)范圍處的汽車大小的物體，可以檢測(cè)在1500米（白天）和900米（夜間）、2000米（白天）和1200米（夜間）以及4000米（白天）和1500米（夜間）的相應(yīng)范圍處的人類大小的物體，并且可以采用808nmIR照明器，并且可從位于紐約奧西寧的Kintronics有限公司購得。

其他示例包括可從加拿大不列顛哥倫比亞省克蘭布魯克的Ascendent技術(shù)集團(tuán)購得的Sigma系列的PTZ激光二極管IR照明和成像設(shè)備，和可從位于日本東京的Kaya Optics有限公司購得的Lynceus? ISN和ISA系列的視覺和IR激光照明的夜視相機(jī)系統(tǒng)。

適當(dāng)?shù)亩嗥绽绽走_(dá)傳感器116的示例包括：例如可從中國重慶的博馳購得的類型KR-1338C和KR–1668C船用雷達(dá)，和可通過Alibaba.com購得的型號(hào)S66雷達(dá)。

適當(dāng)?shù)募す鉁y(cè)距傳感器118的示例包括例如AIGERZYT-LLS-81-X，其可從位于中國北京的北京中遠(yuǎn)通科技有限公司購得。

適當(dāng)?shù)穆暅y(cè)距傳感器122的示例包括例如聲測(cè)距器5000，其可從位于英國沃靈頓的鳳凰檢查系統(tǒng)有限公司購得。

這里的各種控制和監(jiān)視單元的數(shù)據(jù)傳感器、處理和通信可以采用類似的部件和配置（例如ZONER? RFID設(shè)備和/或RELAYER? RFID讀取器和通信中繼器中的那些）和類似的設(shè)備（如在2005年8月5日提交的頒布為美國專利7, 319,397的且題為“Object Monitoring, Locating and Tracking Device Employing Active RFID Devices”的美國專利申請(qǐng)No. 11/198,711中所描述的），并且可以與在2007年5月5日提交的頒布為美國專利8,174,383的在且題為“System and Method for Operating a Synchronized Wireless Network”的美國專利申請(qǐng)No. 11/749,996中描述的設(shè)備相類似地操作，據(jù)此為了任何和所有目的通過參考將這些專利中的每一個(gè)以其整體合并于此。

一種可安裝在可在軌道路徑60上移動(dòng)的列車50上的正向列車控制單元100可以包括：從包括以下各項(xiàng)的組中選擇的多個(gè)不同傳感器110：視覺成像器112、紅外成像器114、雷達(dá)116、多普勒雷達(dá)116、激光傳感器118、激光測(cè)距設(shè)備118、聲傳感器122和聲測(cè)距設(shè)備122，該多個(gè)不同傳感器110具有在來自列車50沿著軌道路徑60的預(yù)定前視方向上進(jìn)行感測(cè)的相應(yīng)視場(chǎng)；定位設(shè)備130，其獨(dú)立確定正向列車控制單元100的位置并將該位置表示為位置數(shù)據(jù)，該定位設(shè)備130包括全球定位設(shè)備132、慣性導(dǎo)航設(shè)備134，或者全球定位設(shè)備132和慣性導(dǎo)航設(shè)備134二者；處理器120、P，多個(gè)不同傳感器110和定位設(shè)備130被耦合到該處理器120、P以用于接收由此感測(cè)到的數(shù)據(jù)，其中該處理器120、P將由多個(gè)不同傳感器110感測(cè)到的數(shù)據(jù)與同獲取此類數(shù)據(jù)的位置和時(shí)間對(duì)應(yīng)的位置數(shù)據(jù)和時(shí)間數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)，由此將此類數(shù)據(jù)地理標(biāo)記和時(shí)間標(biāo)記為其被獲取的位置和時(shí)間；數(shù)據(jù)接收器140，其被配置成從軌道監(jiān)視器、或從道岔監(jiān)視器、或從路旁監(jiān)視器、或從其組合接收數(shù)據(jù)，并且將該數(shù)據(jù)耦合到處理器120；處理器120根據(jù)由多個(gè)不同傳感器110感測(cè)到的數(shù)據(jù)、根據(jù)位置數(shù)據(jù)并且根據(jù)由數(shù)據(jù)接收器140接收到的數(shù)據(jù)來確定正向列車控制單元100相對(duì)于預(yù)定軌道路徑60配置數(shù)據(jù)和列車交路順序的位置、速度和方向；處理器120根據(jù)由多個(gè)不同傳感器110感測(cè)到的數(shù)據(jù)來確定在正向列車控制單元100行進(jìn)的方向上在前方的軌道路徑60上是否存在物體；處理器120根據(jù)由數(shù)據(jù)接收器140接收到的數(shù)據(jù)來確定在正向列車控制單元100行進(jìn)的方向上向前方接近的軌道路徑60是否存在異常；以及（1）如果處理器120確定正向列車控制單元100的位置、速度和/或方向不同于列車交路順序中限定的位置、速度和/或方向，或者（2）如果處理器120確定物體在正向列車控制單元100前方的軌道路徑60中，或者（3）如果處理器120確定在正向列車控制單元100前方的軌道路徑60中存在異常，或者（4）如果處理器120確定（1）、（2）和（3）的任何組合，則處理器120向報(bào)警設(shè)備200傳達(dá)警報(bào)或向列車控制裝置220傳達(dá)控制信號(hào)以至少調(diào)整其上安裝正向列車控制單元100的列車50的速度或者進(jìn)行這二者。正向列車控制單元100還可以包括：通信設(shè)備140、160，其被配置成從外部源接收交路順序數(shù)據(jù)和軌道路徑60配置數(shù)據(jù)并且將該數(shù)據(jù)耦合到處理器120。正向列車控制單元100還可以包括：通信設(shè)備160，其被配置成將來自多個(gè)不同前視傳感器110的數(shù)據(jù)、或來自全球定位設(shè)備130、132以及來自慣性導(dǎo)航設(shè)備130、134的位置數(shù)據(jù)、或由數(shù)據(jù)接收器140接收到的數(shù)據(jù)（包括來自軌道監(jiān)視器330、來自道岔監(jiān)視器320和/或來自路旁監(jiān)視器310的數(shù)據(jù)）傳達(dá)給中央列車控制設(shè)施462。來自多個(gè)不同前視傳感器110的數(shù)據(jù)和由數(shù)據(jù)接收器140接收到的數(shù)據(jù)（包括來自軌道監(jiān)視器330、來自道岔監(jiān)視器320和/或來自路旁監(jiān)視器310的數(shù)據(jù)）可以被附以地理標(biāo)記和時(shí)間標(biāo)記。軌道監(jiān)視器330可以包括監(jiān)視軌間隔、變形和/或完整性的傳感器332；或者道岔監(jiān)視器320可以包括監(jiān)視道岔位置和到完全轉(zhuǎn)移位置的道岔閉合的傳感器322；或者路旁監(jiān)視器310可以包括：用于檢測(cè)接近路旁監(jiān)視器310的軌道路徑60上的物體的多個(gè)不同傳感器110、312，其是從包括視覺成像器3112、紅外成像器3114、雷達(dá)3116、多普勒雷達(dá)3116、激光傳感器3118、激光測(cè)距設(shè)備3118、聲傳感器3122和聲測(cè)距設(shè)備3122的組選擇的；或其任何組合。到列車控制裝置220的控制信號(hào)可以至少降低其上安裝正向列車控制單元100的列車50的速度，和/或可以促使列車控制裝置220根據(jù)預(yù)定速度降低輪廓或預(yù)定安全緊急速度降低輪廓或這二者降低列車50的速度和/或停止列車50。正向列車控制單元100還可以包括：可安裝到列車50的遠(yuǎn)離正向列車控制單元100的一端處的定位設(shè)備230，當(dāng)被安裝到列車的遠(yuǎn)程端時(shí)該定位設(shè)備230向處理器120提供列車的遠(yuǎn)程端的位置數(shù)據(jù)；以及處理器120通過將來自定位設(shè)備230的位置數(shù)據(jù)和來自全球定位設(shè)備130、132或來自慣性導(dǎo)航設(shè)備130、132或來自這二者的位置數(shù)據(jù)進(jìn)行比較來確定列車50的長度。處理器120可以響應(yīng)于列車的長度改變多于預(yù)定長度差向報(bào)警設(shè)備210傳達(dá)警報(bào)或向列車控制裝置220傳達(dá)控制信號(hào)以至少降低其上安裝正向列車控制單元100的列車50的速度或者進(jìn)行這二者?？砂惭b到列車50的遠(yuǎn)離正向列車控制單元100的一端處的定位設(shè)備230可以包括全球定位設(shè)備130、132、慣性導(dǎo)航設(shè)備130、134，或者全球定位設(shè)備130、132和慣性導(dǎo)航設(shè)備130、134二者。

一種用于軌道路徑60的正向列車控制單元100、310可以包括：從包括以下各項(xiàng)的組中選擇的多個(gè)不同傳感器110、312：視覺成像器3112、紅外成像器3114、雷達(dá)3116、多普勒雷達(dá)3116、激光傳感器3118、激光測(cè)距設(shè)備3118、聲傳感器3122和聲測(cè)距設(shè)備3122，該多個(gè)不同傳感器110、312具有至少在沿著軌道路徑60的預(yù)定方向上進(jìn)行感測(cè)的相應(yīng)視場(chǎng)；第一設(shè)備130、3140，其將正向列車控制單元100、310的位置表示提供為位置數(shù)據(jù)；處理器3120，多個(gè)不同傳感器110、312和第一設(shè)備130、3140被耦合到該處理器3120以用于接收由此感測(cè)到的數(shù)據(jù)，其中該處理器3120將由多個(gè)不同傳感器110、312感測(cè)到的數(shù)據(jù)與同獲取此類數(shù)據(jù)的位置和時(shí)間對(duì)應(yīng)的位置數(shù)據(jù)和時(shí)間數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)，由此將此類數(shù)據(jù)地理標(biāo)記和時(shí)間標(biāo)記為其被獲取的位置和時(shí)間；數(shù)據(jù)接收器3140，其被配置成從軌道監(jiān)視器330、或從道岔監(jiān)視器320、或從路旁監(jiān)視器310、或從其組合接收數(shù)據(jù)，并且將該數(shù)據(jù)耦合到處理器3120；通信設(shè)備3160，其被配置成至少沿著接近正向列車控制單元100、310的軌道路徑60進(jìn)行通信；處理器3120根據(jù)由多個(gè)不同傳感器110、312感測(cè)到的數(shù)據(jù)、根據(jù)位置數(shù)據(jù)并且根據(jù)由數(shù)據(jù)接收器3140接收到的數(shù)據(jù)來確定正向列車控制單元100、310相對(duì)于預(yù)定軌道路徑60配置數(shù)據(jù)的位置；處理器3120根據(jù)由多個(gè)不同傳感器110、312感測(cè)到的數(shù)據(jù)來確定在接近正向列車控制單元100、310的軌道路徑60上是否存在物體；并且處理器3120根據(jù)由數(shù)據(jù)接收器3140接收到的數(shù)據(jù)來確定在接近正向列車控制單元100、310的軌道路徑60上是否存在異常；以及（1）如果處理器3120確定物體在接近正向列車控制單元100、310的軌道路徑60中，或者（2）如果處理器3120確定在接近正向列車控制單元100、310的軌道路徑60中存在異常，或者（3）如果處理器3120確定（1）和（2）的任何組合，則處理器3120促使通信設(shè)備3140、3160傳達(dá)軌道路徑60中的物體、軌道路徑60中的異常、或者這二者的警報(bào)，由此向接近正向列車控制單元100、310的列車50警告軌道路徑60中的此類物體和/或異常，以使得可以調(diào)整駛近的列車50的速度。提供正向列車控制單元100、310的位置的表示的第一設(shè)備130、3140可以包括：全球定位設(shè)備3132，其確定正向列車控制單元100、310的位置并且將該位置表示為位置數(shù)據(jù)；或存儲(chǔ)器3120，其將正向列車控制單元100、310的預(yù)定位置存儲(chǔ)為位置數(shù)據(jù)；或確定正向列車控制單元100、310的位置并且將該位置表示為位置數(shù)據(jù)的全球定位設(shè)備3132和將正向列車控制單元100、310的預(yù)定位置存儲(chǔ)為位置數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器3120。通信設(shè)備3140、3160可以被配置成從外部源接收軌道路徑60配置數(shù)據(jù)并且將該數(shù)據(jù)耦合到處理器3120。通信設(shè)備3140、3160可以被配置成將來自多個(gè)不同傳感器110、312的數(shù)據(jù)、位置數(shù)據(jù)和由數(shù)據(jù)接收器3140接收到的數(shù)據(jù)傳達(dá)給中央列車控制設(shè)施462。來自多個(gè)不同傳感器110、312的數(shù)據(jù)和由數(shù)據(jù)接收器3140接收到的數(shù)據(jù)（其可以包括來自軌道監(jiān)視器330、來自道岔監(jiān)視器320和/或來自路旁監(jiān)視器310的數(shù)據(jù)）可以被附以地理標(biāo)記和時(shí)間標(biāo)記。正向列車控制單元100、310可以與以下各項(xiàng)組合：軌道監(jiān)視器330，其包括監(jiān)視軌間隔、變形和/或完整性的傳感器332；或道岔監(jiān)視器320，其包括監(jiān)視道岔位置和到完全轉(zhuǎn)移位置的道岔閉合的傳感器322；或路旁監(jiān)視器310；或其任何組合；并且其中由軌道監(jiān)視器330或由道岔監(jiān)視器320或由路旁監(jiān)視器310或由其任何組合感測(cè)到的數(shù)據(jù)被傳達(dá)給處理器3120。來自多個(gè)不同傳感器110、312的數(shù)據(jù)和由數(shù)據(jù)接收器3140接收到的數(shù)據(jù)（包括來自軌道監(jiān)視器330、來自道岔監(jiān)視器320和/或來自路旁監(jiān)視器310的數(shù)據(jù)）可以被附以地理標(biāo)記和時(shí)間標(biāo)記。用于激活列車50上的列車控制裝置220的控制信號(hào)可以促使列車控制裝置220根據(jù)預(yù)定速度降低輪廓或預(yù)定安全緊急速度降低輪廓或這二者降低列車50的速度和/或停止列車50。軌道路徑60的交叉口62可以在多個(gè)不同傳感器110、312的相應(yīng)視場(chǎng)內(nèi)，由此由正向列車控制單元100、310來識(shí)別車輛64和軌道路徑60上的或跨軌道路徑60的其他物體64，并且由通信設(shè)備3140、3160來傳達(dá)它們。

一種用于軌道路徑60交叉口的正向列車控制單元100、310可以包括：從包括以下各項(xiàng)的組中選擇的多個(gè)不同傳感器110、312：視覺成像器3112、紅外成像器3114、雷達(dá)3116、多普勒雷達(dá)3116、激光傳感器3118、激光測(cè)距設(shè)備3118、聲傳感器3122和聲測(cè)距設(shè)備3122，該多個(gè)不同傳感器110、312具有至少在沿著包括其交叉口62的軌道路徑60的預(yù)定方向上進(jìn)行感測(cè)的相應(yīng)視場(chǎng)；第一設(shè)備130、3140，其將正向列車控制單元100、310的位置表示提供為位置數(shù)據(jù)；處理器3120，多個(gè)不同傳感器110、312和第一設(shè)備130、3140被耦合到該處理器3120以用于接收由此感測(cè)到的數(shù)據(jù)，其中該處理器3120將由多個(gè)不同傳感器110、312感測(cè)到的數(shù)據(jù)與同獲取此類數(shù)據(jù)的位置和時(shí)間對(duì)應(yīng)的位置數(shù)據(jù)和時(shí)間數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)，由此將此類數(shù)據(jù)地理標(biāo)記和時(shí)間標(biāo)記為其被獲取的位置和時(shí)間；數(shù)據(jù)接收器3140、3160，其被配置成從軌道監(jiān)視器330、或從道岔監(jiān)視器320、或從路旁監(jiān)視器310、或從其組合接收數(shù)據(jù)，并且將該數(shù)據(jù)耦合到處理器3120；通信設(shè)備3140、3160，其被配置成至少沿著接近正向列車控制單元100、310的軌道路徑60進(jìn)行通信；處理器3120根據(jù)由多個(gè)不同傳感器110、312感測(cè)到的數(shù)據(jù)、根據(jù)位置數(shù)據(jù)并且根據(jù)由數(shù)據(jù)接收器3140接收到的數(shù)據(jù)來確定正向列車控制單元100、310相對(duì)于預(yù)定軌道路徑60配置數(shù)據(jù)的位置；處理器3120根據(jù)由多個(gè)不同傳感器110、312感測(cè)到的數(shù)據(jù)來確定在接近正向列車控制單元100、310的軌道路徑60和/或其交叉口62上是否存在物體64；并且處理器3120根據(jù)由數(shù)據(jù)接收器3140、3160接收到的數(shù)據(jù)來確定接近正向列車控制單元100、310的軌道路徑60是否存在異常；以及（1）如果處理器3120確定物體64在接近正向列車控制單元100、310的軌道路徑60和/或其交叉口62中，或者（2）如果處理器3120確定在接近正向列車控制單元100、310的軌道路徑60中存在異常，或者（3）如果處理器3120確定（1）和（2）的任何組合，則處理器3120促使通信設(shè)備3140、3160傳達(dá)軌道路徑60中的物體、軌道路徑60中的異常、或者這二者的警報(bào)，由此向接近正向列車控制單元100、310的列車50警告軌道路徑60和/或其交叉口62中的此類物體64和/或異常，以使得可以調(diào)整駛近的列車50的速度。提供正向列車控制單元100、310的位置的表示的第一設(shè)備130、3140可以包括：全球定位設(shè)備3132，其確定正向列車控制單元100、310的位置并且將該位置表示為位置數(shù)據(jù)；或存儲(chǔ)器3120，其將正向列車控制單元100、310的預(yù)定位置存儲(chǔ)為位置數(shù)據(jù)；或確定正向列車控制單元100、310的位置并且將該位置表示為位置數(shù)據(jù)的全球定位設(shè)備3132和將正向列車控制單元100、310的預(yù)定位置存儲(chǔ)為位置數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器3120。正向列車控制單元100、310還可以包括數(shù)據(jù)接收器3140，其被配置成從軌道監(jiān)視器330、或從道岔監(jiān)視器320、或從軌道監(jiān)視器330和道岔監(jiān)視器320接收數(shù)據(jù)，并且將該數(shù)據(jù)耦合到處理器3120。該正向列車控制單元100、310還可以包括：通信設(shè)備3140、3160，其被配置成從外部源接收軌道路徑60配置數(shù)據(jù)并且將該數(shù)據(jù)耦合到處理器3120。通信設(shè)備3140、3160可以被配置成將來自多個(gè)不同傳感器110、312的數(shù)據(jù)和位置數(shù)據(jù)傳達(dá)給中央列車控制設(shè)施462。正向列車控制單元100、310可以與以下各項(xiàng)組合：軌道監(jiān)視器330，其包括監(jiān)視軌間隔、變形和/或完整性的傳感器332；或道岔監(jiān)視器320，其包括監(jiān)視道岔位置和到完全轉(zhuǎn)移位置的道岔閉合的傳感器322；或路旁監(jiān)視器310；或其任何組合；并且其中由軌道監(jiān)視器330或由道岔監(jiān)視器320或由路旁監(jiān)視器310或由其任何組合感測(cè)到的數(shù)據(jù)被傳達(dá)給處理器3120。來自多個(gè)不同傳感器110、312的數(shù)據(jù)和由數(shù)據(jù)接收器3140、3160接收到的數(shù)據(jù)（包括來自軌道監(jiān)視器330、來自道岔監(jiān)視器320和/或來自路旁監(jiān)視器310的數(shù)據(jù)）可以被附以地理標(biāo)記和時(shí)間標(biāo)記。用于激活列車50上的列車控制裝置220的控制信號(hào)可以促使列車控制裝置220根據(jù)預(yù)定速度降低輪廓或預(yù)定安全緊急速度降低輪廓或這二者降低列車50的速度和/或停止列車50。

一種用于軌道路徑60的正向列車控制單元100、320、330可以包括：附接到軌道路徑60的第一軌的第一端處并且具有第二端的伸長構(gòu)件324、334；在伸長構(gòu)件324、334的第二端附近在距其第一端預(yù)定距離處的探測(cè)器324P、334P；傳感器設(shè)備322、332，其被附接到軌道路徑60的第二軌，該伸長構(gòu)件324、334的第二端延伸到傳感器設(shè)備322、332中，該傳感器設(shè)備322、332包括用于感測(cè)探測(cè)器324P、334P的位置的位置傳感器324P、334P、326、328，該位置傳感器324P、334P、326、328包括：其上具有圖案326、328的表面，其中表面326、328圖案限定在一個(gè)維度或兩個(gè)維度上相對(duì)于傳感器設(shè)備322、332的位置；其中探測(cè)器324P、334P在伸長構(gòu)件324、334的第二端附近并且位置傳感器324P、334P、326、328的表面圖案326、328協(xié)作來確定探測(cè)器324P、334P和表面圖案326、328的相對(duì)位置，并且由此來確定伸長構(gòu)件324、334相對(duì)于傳感器設(shè)備322、332的位置；由此伸長構(gòu)件324、334的探測(cè)器324P、334P和位置傳感器324P、334P、326、328的表面圖案326、328協(xié)作來限定第一軌相對(duì)于第二軌的位置。該第一軌和第二軌可以包括道岔60S的基本軌60R和道岔軌60C，并且由探測(cè)器324P、334P和表面圖案326、328確定的相對(duì)位置是道岔軌60C相對(duì)于基本軌60R的相對(duì)位置。第一軌和第二軌可以包括一對(duì)基本上平行的基本軌，并且由探測(cè)器和表面圖案確定的相對(duì)位置是第一基本軌相對(duì)于第二基本軌的相對(duì)位置。伸長構(gòu)件324、334可以在相對(duì)于傳感器設(shè)備322、332被附接到第二基本軌60R的位置沿著軌道路徑60縱向位移的位置處被附接到第一基本軌60R，由此由探測(cè)器324P、326P和表面圖案326、328確定的相對(duì)位置表示第一和第二基本軌60R的分隔、第一基本軌60R相對(duì)于第二基本軌60R的縱向位移、或這二者。表面圖案326、328可以包括在表面上的預(yù)定位置中的多個(gè)鄰近導(dǎo)電接觸件326C，并且其中探測(cè)器324P、326P包括電接觸件，其被配置成與表面圖案326、328的多個(gè)導(dǎo)電接觸件324P、326C中的一些電接觸，由此通過多個(gè)導(dǎo)電接觸件324P、326C中的與探測(cè)器324P、334P電接觸的一個(gè)來指示探測(cè)器324P、334P相對(duì)于表面圖案326、328的位置。表面圖案326、328可以包括在表面上的鄰近位置中的多個(gè)鄰近可辨別區(qū)，并且其中探測(cè)器324P、334P包括被配置成辨別可辨別區(qū)的計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)的運(yùn)動(dòng)感測(cè)元件，由此通過計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)的可操作元件相對(duì)于多個(gè)可辨別區(qū)的運(yùn)動(dòng)來指示探測(cè)器324P、334P相對(duì)于表面圖案326、328的位置。表面圖案326、328可以包括在表面上的多個(gè)鄰近物理可辨別特征，并且探測(cè)器324P、334P可以包括滾動(dòng)球類型的計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)的移動(dòng)感測(cè)元件；或者表面圖案326、328可以包括在表面上的多個(gè)鄰近光學(xué)可辨別特征，并且探測(cè)器324P、334P可以包括光學(xué)類型的計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)的移動(dòng)感測(cè)元件。位置檢測(cè)器322、332的表面上的圖案326、328可以包括：在表面上的鄰近位置中的多個(gè)光電檢測(cè)器328；包括至少一個(gè)光發(fā)射器的位置傳感器，并且探測(cè)器324P、334P可以包括：一個(gè)或多個(gè)光學(xué)反射區(qū)，其位于探測(cè)器324P、334P上以朝向多個(gè)光電檢測(cè)器328反射來自光發(fā)射器的光，由此探測(cè)器324P、334P的一個(gè)或多個(gè)光學(xué)反射區(qū)相對(duì)于多個(gè)光電檢測(cè)器328的位置指示探測(cè)器324P、334P相對(duì)于傳感器設(shè)備322、332的位置；或一個(gè)或多個(gè)光學(xué)透射特征，其位于探測(cè)器324P、334P上以允許朝向多個(gè)光電檢測(cè)器328透射來自光發(fā)射器的光，由此探測(cè)器324P、334P的一個(gè)或多個(gè)光學(xué)透射特征相對(duì)于多個(gè)光電檢測(cè)器328的位置指示探測(cè)器324P、334P相對(duì)于傳感器設(shè)備322、332的位置；或其組合。探測(cè)器324P、334P可以包括擋板，并且可以由通過擋板的一個(gè)或多個(gè)孔徑來提供一個(gè)或多個(gè)光學(xué)透射特征。

一種用于可在軌道路徑60上移動(dòng)的列車50的正向列車控制方法400、800可以包括：從多個(gè)不同傳感器110、312接收傳感器數(shù)據(jù)，該多個(gè)不同傳感器110、312是從包括以下各項(xiàng)的組中選擇的：視覺成像器112、3112、紅外成像器114、3114、雷達(dá)116、3116、多普勒雷達(dá)116、3116、激光傳感器118、3118、激光測(cè)距設(shè)備118、3118、聲傳感器122、3122和聲測(cè)距設(shè)備122、3122，該多個(gè)不同傳感器110、312具有在來自列車50沿著軌道路徑60的預(yù)定前視方向上進(jìn)行感測(cè)的相應(yīng)視場(chǎng)；從獨(dú)立確定列車50的位置的定位設(shè)備130接收位置數(shù)據(jù)，該定位設(shè)備130包括全球定位設(shè)備132、慣性導(dǎo)航設(shè)備134，或者全球定位設(shè)備132和慣性導(dǎo)航設(shè)備134二者；將從多個(gè)不同傳感器110、312接收到的傳感器數(shù)據(jù)與同獲取此類數(shù)據(jù)的位置和時(shí)間對(duì)應(yīng)的位置數(shù)據(jù)和時(shí)間數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)，由此將此類傳感器數(shù)據(jù)地理標(biāo)記和時(shí)間標(biāo)記為其被獲取的位置和時(shí)間；如果在軌道監(jiān)視器330、道岔監(jiān)視器320、路旁監(jiān)視器310或其組合的范圍之內(nèi)，則從此類軌道監(jiān)視器330、或道岔監(jiān)視器320、或路旁監(jiān)視器310、或其組合接收數(shù)據(jù)；根據(jù)由多個(gè)不同傳感器110、312感測(cè)到的傳感器數(shù)據(jù)并且根據(jù)位置數(shù)據(jù)來確定列車50相對(duì)于預(yù)定軌道路徑配置數(shù)據(jù)和列車交路順序的位置、速度和方向；根據(jù)由多個(gè)不同傳感器110、312感測(cè)到的傳感器數(shù)據(jù)來確定在列車50行進(jìn)的方向上在前方的軌道路徑60上是否存在物體；根據(jù)從此類軌道監(jiān)視器330、道岔監(jiān)視器320、路旁監(jiān)視器310、或其組合接收到的數(shù)據(jù)來確定在列車50行進(jìn)的方向上在前方接近的軌道路徑60中是否存在異常；以及（1）如果確定列車50的位置、速度和/或方向不同于列車交路順序中限定的位置、速度和/或方向，或者（2）如果確定物體在列車50前方的軌道路徑60中，或者（3）如果確定在列車50前方的軌道路徑60中存在異常，或者（4）如果（1）、（2）和（3）的任何組合被確定，則向報(bào)警設(shè)備200、210傳達(dá)警報(bào)或傳達(dá)用于列車控制裝置200、220的控制信號(hào)，或進(jìn)行這二者。正向列車控制方法400、800還可以包括：從外部源接收列車交路順序數(shù)據(jù)和軌道路徑配置數(shù)據(jù)。正向列車控制方法400、800還可以包括：將來自多個(gè)不同前視傳感器110、312的傳感器數(shù)據(jù)、或來自全球定位設(shè)備130、132以及來自慣性導(dǎo)航設(shè)備130、134的位置數(shù)據(jù)、或從軌道監(jiān)視器330、從道岔監(jiān)視器320和/或從路旁監(jiān)視器310接收到的數(shù)據(jù)傳達(dá)給中央列車控制設(shè)施。來自多個(gè)不同前視傳感器110、312的數(shù)據(jù)和從軌道監(jiān)視器330、從道岔監(jiān)視器320和/或從路旁監(jiān)視器310接收到的數(shù)據(jù)被附以地理標(biāo)記和時(shí)間標(biāo)記。為列車控制裝置200、220傳達(dá)的控制信號(hào)促使列車控制裝置220根據(jù)預(yù)定速度降低輪廓或預(yù)定安全緊急速度降低輪廓或這二者降低列車50的速度和/或停止列車50。當(dāng)位置數(shù)據(jù)是針對(duì)列車50的第一端52、100的時(shí)，方法400、800還可以包括：接收針對(duì)列車50的遠(yuǎn)離列車50的第一端52、100的第二端230的位置數(shù)據(jù)；通過將針對(duì)列車50的第一端52、100的位置數(shù)據(jù)與針對(duì)列車50的第二端230的位置數(shù)據(jù)進(jìn)行比較來確定列車50的長度；以及如果列車50的長度改變多于預(yù)定長度差，則：向報(bào)警設(shè)備200、210傳達(dá)警報(bào)或向列車控制裝置200、220傳達(dá)控制信號(hào)以至少降低列車50的速度，或進(jìn)行這二者。

如這里所使用的，術(shù)語“大約”意指維度、尺寸、公式、參數(shù)、形狀和其他量和特性不是并且不需要是精確的，而是可能接近和/或更大或更小（根據(jù)需要），從而反映公差、轉(zhuǎn)換因子、舍入、測(cè)量誤差等等、以及本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其他因素。一般來說，維度、尺寸、公式、參數(shù)、形狀或者其他量或特性是“大約的”或者“近似的”，無論是否明確這樣闡述。要注意，非常不同的尺寸、形狀和維度的實(shí)施例可以采用所述布置。

如這里所使用的，“列車”意圖包括可在“軌道”或“軌道路徑”上或者沿著“軌道”或“軌道路徑”（不管“軌道路徑”的長度如何）移動(dòng)的一個(gè)或多個(gè)任何車輛，包括但不限于：一個(gè)或多個(gè)車廂以及/或者一個(gè)或多個(gè)火車頭單元（無論集成到一個(gè)或多個(gè)車廂還是與它們分離并且不管是否從事長距離、區(qū)域的、本地和/或通勤者、乘客和/或貨物的服務(wù)）的鐵路列車、有軌和無軌電車、單軌車輛、輕軌車輛、磁懸浮車輛、機(jī)動(dòng)車輛、自主車輛和任何其他類似車輛。列車可以自主地、具有或不具有人類輔助、或通過工程師或其他車載操作員、或通過遠(yuǎn)離列車定位的操作員或其他控制員、或其任何組合地操作。

如這里所使用的，“軌道”或“軌道路徑”意圖包括引導(dǎo)或以其他方式限制其上“列車”的行進(jìn)的自由度的任何路徑或結(jié)構(gòu)，包括但不限于：軌道、無論具有一個(gè)或兩個(gè)還是多個(gè)軌的鐵道、標(biāo)準(zhǔn)的、窄的或任何其他規(guī)格的鐵道、導(dǎo)引物和/或?qū)к?、電控?dǎo)軌、磁懸浮導(dǎo)引物和/或?qū)к墶⒌缆泛?或車行道、電控道路和/或車行道、單軌、水道、渠道等等。典型地，“軌道”或“軌道路徑”將列車的運(yùn)動(dòng)限制到或意圖將列車的運(yùn)動(dòng)限制到基本上一個(gè)維度（例如向前和向后），盡管可能存在在另一維度上（例如左右和/或上下）上受限的所允許運(yùn)動(dòng)?！败壍缆窂健蓖ǔＴ谶@里被簡單稱為“軌道”，并且術(shù)語被視為基本上等同且可互換的。

如這里所使用的，“正向列車控制單元”指的是包含如這里描述的各種傳感器以及其其他設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)物理單元或模塊，或者指的是當(dāng)被連接以便可操作為如這里描述的正向列車控制單元時(shí)這里描述的各種傳感器和其他設(shè)備。當(dāng)被連接以便可操作為如這里描述的正向列車控制單元時(shí)，集成到列車中（例如為此集成到引擎或火車頭）的連接的傳感器和其他設(shè)備的集合被視為要成為正向列車控制單元。

如這里所使用的，軌的和/或軌道路徑的“異?！卑ㄒ韵氯我鉅顩r：軌道路徑的道岔軌的轉(zhuǎn)移的物理間隔和/或?qū)?zhǔn)和/或完全性不在規(guī)定的配置和/或公差之內(nèi)的情況、或者軌道路徑的和/或軌道路徑的軌的物理間隔和/或?qū)?zhǔn)不在規(guī)定的配置和/或公差之內(nèi)的情況。

在這里使用的GPS指的是美國的全球定位系統(tǒng)及其衛(wèi)星星群，以及指的是基于任何其他無線電通信的地理定位或位置確定和/或?qū)Ш较到y(tǒng)和輔助設(shè)備，包括但不限于俄羅斯Glonass、Galileo、IRNSS和/或BEIDOU -2系統(tǒng)。

盡管為了方便可以在這里在描述本布置的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例和/或使用中使用諸如“向上”、“向下”、“向左”、 “向右”、 “朝上”、“朝下”、“前”、“后”、“側(cè)”、“端”、“頂”、“底”、 “向前”、“向后”、“在下面”和/或“在上面”、“垂直的”、“水平的”等等之類的術(shù)語，但是可以以任何期望的取向來定位所描述的物品和/或可以以任何期望的位置和/或取向來利用所述物品。位置和/或取向的此類術(shù)語應(yīng)該被理解為僅為了方便，并且不應(yīng)該被理解為限制所要求保護(hù)的發(fā)明。

此外，被闡述為“最優(yōu)”或“視為最優(yōu)”的那些可以處于或可以不處于真正最優(yōu)的狀況，而是由于根據(jù)設(shè)計(jì)者限定的決策規(guī)則和/或準(zhǔn)則和/或適用的控制功能所選擇的該狀況被視為期望的或可接受的“最優(yōu)”，例如可以根據(jù)可影響可見性的天氣和其他狀況、可影響制動(dòng)能力和/或停止距離的降水量和其他濕氣、可影響操作的一個(gè)或多個(gè)任何其他狀況來動(dòng)態(tài)調(diào)整移動(dòng)閉塞限制，以便在此類一個(gè)或多個(gè)狀況下將移動(dòng)閉塞動(dòng)態(tài)調(diào)整為合意的。

在這里所使用的術(shù)語電池指的是包括一個(gè)或多個(gè)電化學(xué)電池和/或燃料電池的電化學(xué)設(shè)備，并且所以電池可以包括單個(gè)電池或多個(gè)電池，不管是個(gè)體單元或封裝的單元。電池是適用于便攜式設(shè)備的一種類型的電力電源的一個(gè)示例。其他設(shè)備可以包括燃料電池、超級(jí)電容器、太陽能電池等等。前述的任一個(gè)可以意圖用于一次性使用或用于可再充電的或用于這二者。

盡管已經(jīng)就前述示例實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是如由后面的權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)的變化對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將是顯而易見的。例如，在其中存在對(duì)附加傳感器的需要的應(yīng)用中可以增加正向列車控制單元100的和/或路旁單元310的傳感器110、312的數(shù)目和/或類型，以及/或者在其中不需要特定傳感器的應(yīng)用中可以減小它們。

類似地，可提供的通信設(shè)備140、160、3140、3160的類型和種類可以被增加和/或減少成與可應(yīng)用于特定應(yīng)用的需要和期望一致。例如，如果路旁監(jiān)視器310或道岔監(jiān)視器320或跟蹤監(jiān)視器330要被定位于遠(yuǎn)程位置（例如遠(yuǎn)離其他電子設(shè)備），則僅需要提供更長距離的通信設(shè)備。

盡管某些特征可以被描述為凸出特征（例如脊?fàn)?、圓凸、凸緣、突起物或其他凸出特征），但是此類特征可以被正向地形成，或者可以是在制成凹入特征（例如溝、槽、洞、凹陷、凹處或其他凹入特征）之后留下的那些。類似地，盡管某些特征可以被描述為凹入特征（例如溝、槽、洞、凹陷、凹處或其他凹入特征），但是此類特征可以被正向地形成，或者可以是在制成凸出特征（例如脊?fàn)?、圓凸、凸緣、突起物或其他凸出特征）之后留下的那些。

為了任何目的以及為了所有目的，由此通過參考將這里識(shí)別的美國臨時(shí)申請(qǐng)、美國專利申請(qǐng)和/或美國專利中的每一個(gè)以其整體結(jié)合于此，不管它如何被參考或者這這里如何被描述。

最后，所闡述的數(shù)值是典型或示例值，不是限制值，并且不排除實(shí)質(zhì)上更大和/或?qū)嵸|(zhì)上更小的值。任何給定實(shí)施例中的值可以比所闡述的示例或典型值實(shí)質(zhì)上更大和/或?qū)嵸|(zhì)上更小。