用于識別路線的破損段的系統(tǒng)和方法
【專利說明】
[0001] 相關(guān)申請的交叉引用 本申請要求2013年9月18日提交的美國臨時申請No. 61 /879183的優(yōu)先權(quán)，通過引用將 其完整地結(jié)合到本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本文所述主題的實施例涉及檢查車輛所行駛的路線，以識別和/或定位路線的破 損段。
【背景技術(shù)】
[0003] 通過延長的使用，由車輛行駛的路線可隨時間而被損壞。例如，軌道車輛所行駛的 軌道可被損壞和/或斷裂。多種已知系統(tǒng)用來檢查鐵路軌道，以識別軌道的破損和/或斷裂 部分所在的位置。例如，一些系統(tǒng)使用照相裝置、激光器等，以光學方式檢測軌道的斷裂和 損壞。照相裝置和激光器可安裝在軌道車輛上，但是照相裝置和激光器的精度可受到在路 線的檢查期間的軌道車輛移動的速度所限制。因此，照相裝置和激光器可能無法在營運的 軌道車輛的常規(guī)操作(例如行駛)期間使用。
[0004]其他系統(tǒng)使用超聲換能器，其放置在軌道處或附近，以便以超聲方式檢查軌道。這 些系統(tǒng)可要求換能器相對于軌道的極緩慢移動，以檢測對軌道的損壞。在通過超聲檢查發(fā) 現(xiàn)可疑位置時，可要求后續(xù)人工檢查，以用于使用換能器來確認潛在缺陷，其中換能器沿軌 道手動定位和移動，并且通過較慢的移動檢查車輛沿軌道移動。軌道的檢查能夠花費相當 大的時間量，在此期間，路線的被檢查段可能是常規(guī)路線交通不可用的。
[0005] 其他系統(tǒng)使用路邊裝置，其通過軌道發(fā)送電信號。如果信號未被其他路邊裝置接 收，則將包括軌道的回路識別為斷開，并且認為軌道斷裂。這些系統(tǒng)的限制至少在于路邊裝 置是固定的。因此，系統(tǒng)可能無法檢查軌道的大跨度，和/或必須安裝大量裝置，以檢查軌道 的大跨度。
[0006] 其他系統(tǒng)使用人類檢查員，其沿軌道移動，以檢查軌道的斷裂和/或破損段。這種 人工檢查能夠是緩慢的并且易于出錯。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 在發(fā)明主題的一實施例中，提供一種識別路線的破損段的方法。該方法包括當車 輛沿路線行駛時監(jiān)測車輛的多個車輪的車輪蠕滑(creep)，檢查車輪蠕滑以確定車輪蠕滑 超過所指定的非零閾值的時間，當車輪駛過沿路線的常見位置(common place)時確定車輪 蠕滑是否超過閾值，以及當對應車輪駛過常見位置時車輪蠕滑超過閾值的時候，識別在常 見位置的路線的破損段。
[0008] 在一實施例中，一種系統(tǒng)(例如，其識別路線的破損段)包括監(jiān)測裝置，其配置成確 定沿路線行駛的車輛的移動速度與沿路線行駛的車輛的第一車輪的第一旋轉(zhuǎn)速度之間的 第一速度差。該系統(tǒng)還包括路線檢查裝置，其配置成至少部分基于第一車輪的第一速度差 來識別路線的破損段。
[0009] 在一實施例中，一種方法(用于使用移動車輛來識別路線的破損段)包括確定沿路 線行駛的車輛的移動速度與沿路線行駛的車輛的第一車輪的第一旋轉(zhuǎn)速度之間的第一速 度差。該方法還包括至少部分基于第一車輪的第一速度差來識別路線的破損段。
【附圖說明】
[0010] 通過閱讀以下參照附圖的非限制性實施例的描述，將會更好地了解本文所述的主 題，附圖包括： 圖1是車輛系統(tǒng)的一實施例的示意圖； 圖2示出用于使用圖1所示車輛系統(tǒng)的車輪蠕滑測量來識別路線的破損段的方法的流 程圖； 圖3是來自沿路線行駛的圖1所示車輛系統(tǒng)的若干車輪的車輪蠕滑測量的圖形表示； 圖4是來自沿路線行駛的圖1所示車輛系統(tǒng)的若干車輪的車輪蠕滑測量的圖形表示； 圖5是來自圖1所示車輛系統(tǒng)中的車輪的車輪蠕滑測量以及當車輛系統(tǒng)沿路線行駛時 來自車輛系統(tǒng)的加速計傳感器的垂直位移測量的圖形表示； 圖6是一實施例的運輸網(wǎng)絡的示意圖；以及 圖7是按照一實施例的車外位置的控制系統(tǒng)的一實施例的示意圖。
【具體實施方式】
[0011] 本文所述的發(fā)明主題的實施例涉及通過監(jiān)測一個或多個車輪的旋轉(zhuǎn)速度與車輛 系統(tǒng)沿路線的移動速度之間的差來識別路線的破損段。在一個方面，破損段可通過監(jiān)測車 輛系統(tǒng)的若干車輪之間的車輛系統(tǒng)的車輪蠕滑的變化來識別。術(shù)語"車輛系統(tǒng)"能夠表示單 個車輛(例如機車、汽車、不是設(shè)計或準許在公路上行駛的越野車等)或者兩個或更多車輛 的組合，其在機械上相互耦合，以便沿路線行駛（例如，車輛編組、例如軌道車輛編組或列 車)。
[0012] 車輪的車輪蠕滑包括車輪的角速度與車輛系統(tǒng)沿路線的移動速度之間的差。車輪 蠕滑能夠在車輪與路線之間的摩擦力或牽引力的減小發(fā)生時形成。摩擦力或牽引力的減小 能夠因許多原因而發(fā)生，例如當路線具有碎片或者路線上的其他材料(例如雨水、冰、油、腐 爛樹葉等)時、當路線被損壞(例如，鐵軌的截面整體斷裂的鐵軌、破裂的鐵軌、機車擦傷等） 時等。
[0013] 與路線表面的牽引力損失的其他原因不同，當不同的車輪駛過路線中被損壞的位 置時，通過對路線的損壞而引起的牽引力的減小能夠影響若干車輪。例如，路線損壞能夠造 成車輪蠕滑的突然尖峰或陡然增加。車輪中的角速度當各種車輪駛過破損段時能夠突然 和/或暫時增加，而車輛系統(tǒng)沿路線的移動速度(例如線性速度)沒有改變或者改變較小。因 此，當車輪駛過路線的破損段時，車輪的車輪蠕滑能夠突然和/或暫時增加。車輛系統(tǒng)能夠 配置成監(jiān)測車輛系統(tǒng)的若干車輪的車輪蠕滑，以確定破損路線位置。
[0014] 一旦識別軌道的破損段的位置，則車輛系統(tǒng)可向遠程系統(tǒng)(例如車輛系統(tǒng)外）、向 車輛系統(tǒng)中的預定位置、向一個或多個其他車輛系統(tǒng)等發(fā)送一個或多個消息和/或指令。在 至少一個實施例中，一旦一個或多個消息由遠程系統(tǒng)接收，則遠程系統(tǒng)可向車輛系統(tǒng)或其 他車輛系統(tǒng)傳送指令、例如接近所識別軌道的損壞段的慢行指令、向接近所識別軌道的破 損段的其他車輛系統(tǒng)進行傳遞等?？蛇x地，由遠程系統(tǒng)所發(fā)送的指令的類型可基于車輛系 統(tǒng)的類型和/或優(yōu)先級。
[0015] 本文所述的各個實施例的至少一個技術(shù)效果可包括與一個或多個車輛系統(tǒng)同時 沿路線行駛的單獨軌道檢查設(shè)備的減少。
[0016] 圖1是車輛系統(tǒng)100的一實施例的示意圖。車輛系統(tǒng)100可表示一種推進力生成車 輛，其能夠生成牽引力以便沿路線101推進車輛系統(tǒng)1〇〇。例如，車輛系統(tǒng)1〇〇可表示軌道車 輛(例如機車）、另一種越野車(例如不是設(shè)計或準許在公共道路上行駛的車輛）、汽車或另 一種類型的車輛?？蛇x地，車輛系統(tǒng)1 〇〇可表示機械上連接在一起的多個車輛。例如，車輛系 統(tǒng)100可包括圖1所示與一個或多個其他推進力生成車輛和/或一個或多個非推進力生成車 輛(例如軌道車廂)所耦合以用于例如在車輛編組、軌道車輛編組等中沿路線101共同行駛 的車輛。
[0017] 車輛系統(tǒng)100包括若干組件，其進行操作以監(jiān)測車輛系統(tǒng)100的速度和車輛系統(tǒng) 100的車輪，和/或監(jiān)測車輛的車輪蠕滑，以便當車輛系統(tǒng)100沿路線101移動或行駛時識別 和/或確認路線101的破損段。這些組件可經(jīng)由有線和/或無線連接相互通信。應當注意，圖1 所示和所述的組件可遍及車輛系統(tǒng)100中的多個車輛被復制和/或包含。例如，組件的每個 可處于一個或多個推進力生成車輛(其機械上連接在一起以形成車輛系統(tǒng)100)中。在另一 個示例中，組件的每個和/或組件的子集可處于一個或多個推進力生成或者非推進力生成 車輛(其機械上相互連接以形成車輛系統(tǒng)100)中。
[0018] 車輛系統(tǒng)1〇〇包括控制系統(tǒng)109?？刂葡到y(tǒng)109控制車輛系統(tǒng)100的操作，并且可包 括或表示硬件電路或電路系統(tǒng)，其包括和/或連接到一個或多個基于邏輯的裝置，例如一個 或多個處理器、微處理器、控制器、微控制器或者其他基于邏輯的裝置(和/或關(guān)聯(lián)硬件、電 路系統(tǒng)和/或有形和非暫時計算機可讀介質(zhì)或存儲器上存儲的軟件）。
[0019] 控制系統(tǒng)109可與系統(tǒng)接口 111進行通信。系統(tǒng)接口 111可包括一個或多個監(jiān)視器、 顯示器、鍵盤、觸摸屏、揚聲器、麥克風、覆蓋于顯示器的圖形用戶界面等。控制系統(tǒng)109可接 收來自系統(tǒng)接口 111的所輸入命令，以控制提供給車輛系統(tǒng)100的一個或多個馬達104 (例如 牽引馬達)的電流。一個或多個馬達104各與車輛系統(tǒng)100的車軸和/或車輪102耦合。被驅(qū)動 的馬達104使車軸和/或車輪102旋轉(zhuǎn)，以便沿路線101推進車輛系統(tǒng)100。
[0020] 系統(tǒng)接口 111可由操作員用來監(jiān)測車輛系統(tǒng)100的操作，和/或用于由路線檢查裝 置120報告路線101的破損段的檢測。在一實施例中，系統(tǒng)接口 111可由操作員用來接收車外 系統(tǒng)關(guān)于路線101的破損段的告警或通知。
[0021] 位置確定裝置130進行操作以接收來自一個或多個車外源的信號，其表示車輛系 統(tǒng)100的位置、移動速度和/或行駛方向。例如，位置確定裝置130可包括接收器、天線106以 及用于接收表示車輛系統(tǒng)100的位置、速度和/或行駛方向的無線信號的關(guān)聯(lián)電路系統(tǒng)?？?從衛(wèi)星(例如從全球定位系統(tǒng)(GPS)衛(wèi)星所傳送的GPS信號）、從路邊裝置、從其他車輛系統(tǒng)、 從蜂窩塔或站、從沿路線101旁所設(shè)置的轉(zhuǎn)發(fā)器、從沿路線101旁所設(shè)置的RFID標簽等，來接 收信號。位置確定裝置130和/或控制系統(tǒng)109可基于所接收信號來確定車輛系統(tǒng)100的位 置?？蛇x地，位置確定裝置130可連接到存儲器裝置105或者與其進行通信，以存儲車輛系統(tǒng) 100的位置信息。
[0022] 車輛系統(tǒng)100的存儲器裝置105可包括或者表示一個或多個存儲器(例如，有形和 非暫時計算機可讀存儲器，例如計算機硬盤驅(qū)動器、EEPR0M、R0M、RAM等），其具有用來存儲 結(jié)合執(zhí)行本文所述方法的一個或多個所使用的信息的表、列表、數(shù)據(jù)庫或者其他存儲器結(jié) 構(gòu)。
[0023] 車輛系統(tǒng)100可包括通信裝置140。通信裝置140可與車輛系統(tǒng)100外的一個或多個 其他車輛系統(tǒng)和/或其他遠程位置進行通信。通信裝置140可包括或表示用于與其他車輛系 統(tǒng)和/或遠程位置無線通信的天線1〇7(連同關(guān)聯(lián)收發(fā)器硬件電路系統(tǒng)和/或軟件應用）?？?選地，通信裝置140可經(jīng)由一個或多個有線連接(例如多單元(MU)電纜、列車線路、電控氣動 (ECP)制動線路等)進行通信。
[0024] 車輛系統(tǒng)100可包括一個或多個角速度裝置103(例如轉(zhuǎn)速計、霍耳效應傳感器系 統(tǒng)、光學傳感器等）。角速度裝置103配置成當車輛系統(tǒng)100沿路線101行駛時測量車軸和/或 車輪102的角速度。角速度裝置103可向監(jiān)測裝置110傳送車軸和/或車輪102的角速度?？蛇x 地，角速度裝置103可向系統(tǒng)接口 111傳遞車軸和/或車輪102的角速度，以向操作員顯示或 通知關(guān)于角速度測量。在一實施例中，角速度裝置103可使用通信裝置140向車外系統(tǒng)傳遞 車軸和/或車輪102的角速度。車外系統(tǒng)可以是中心調(diào)派設(shè)施、自動化調(diào)度系統(tǒng)、交換服務器 等。
[0025] 車輛系統(tǒng)100可包括一個或多個速度傳感器、例如速度計112 (例如速度表、轉(zhuǎn)速計 等）。速度計112配置成當車輛系統(tǒng)100沿路線101行駛時測量車輛系統(tǒng)100的移動速度。速度 計112可向監(jiān)測裝置110傳遞車輛系統(tǒng)100的移動速度。
[0026] 在至少一個實施例中，速度計112從位置確定裝置130(例如GPS)接收位置測量。基 于對預定時間周期的位置測量的變化，速度計112可確定車輛系統(tǒng)100的移動速度?？蛇x地， 速度計112和位置裝置130可以是同一裝置。
[0027] 作為補充或替代，速度計112可從傳感器150(例如光學傳感器)接收與外部對應的 光學數(shù)據(jù)。
[0028] 車輛系統(tǒng)100可包括一個或多個傳感器150。傳感器150可配置成測量車輛系統(tǒng)100 的外部環(huán)境(例如光學傳感器、熱傳感器、運動檢測器、接近傳感器等）、車輛系統(tǒng)1〇〇的物理 特性(例如加速計、高度計、熱電偶、陀螺儀等)或者路線101的物理特性(例如光學監(jiān)測傳感 器、麥克風、聲檢測器、信號發(fā)生器等）。
[0029] 車輛系統(tǒng)100包括監(jiān)