專利名稱：：用于利用信號(hào)燈信息優(yōu)化火車旅行的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明的實(shí)施例涉及優(yōu)化火車操作，并更具體地，涉及與監(jiān)視和控制火車操作相結(jié)合地使用軌道和轉(zhuǎn)轍器(switch)信號(hào)燈(signals),以在滿足調(diào)度約束的同時(shí)改善效率。
背景技術(shù)：
：機(jī)車是具有多個(gè)子系統(tǒng)的復(fù)雜系統(tǒng)，每一子系統(tǒng)獨(dú)立于其它子系統(tǒng)。機(jī)車上的操作員施加牽引和制動(dòng)作用力，以控制機(jī)車的速度及其鐵路車廂的負(fù)荷，從而確保安全及時(shí)到達(dá)期望的目的地。也必須進(jìn)行速度控制，以將火車內(nèi)力(in-trainforces)維持在可接受的界限內(nèi)，由此避免過大的車鉤力和火車損壞的可能性。為了執(zhí)行該功能并符合可隨著火車在軌道上的地點(diǎn)而變化的規(guī)定搡作速度，操作員一般必須具有操作具有各種鐵路車廂編組(即不同類型和數(shù)目的鐵路車廂)的特定地形上的機(jī)車的豐富經(jīng)驗(yàn)。然而，即使具有確保安全操作的足夠知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，操作員一般也不能在旅行期間搡作機(jī)車以使得燃料消耗(或其它操作特性，例如排放)最小化。很多搡作因素影響燃料消耗，包括例如排放限制、機(jī)車燃料/排放特性、鐵路車廂的尺寸和負(fù)荷、天氣、交通條件和機(jī)車操作參數(shù)。如果提供在旅行期間優(yōu)化性能同時(shí)滿足需要的調(diào)度(到達(dá)時(shí)間)并使用最少量燃料(或優(yōu)化另一搡作參數(shù))的控制信息，則操作員可(通過施加牽引和制動(dòng)作用力)而更有效和高效地操作火車，而不管影響性能的許多變化性。由此，期望操作員在建議施加牽引或制動(dòng)作用力的設(shè)備或處理的引導(dǎo)(或控制)下操作火車，以優(yōu)化一個(gè)或多個(gè)操作參數(shù)。
發(fā)明內(nèi)容根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明包括一種用于在沿軌道段旅行期間搡作包括第一鐵道車輛的鐵道網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括第一元件，用于確定該第一鐵道車輛的行進(jìn)參數(shù)；第二元件，用于相對(duì)于在該旅行期間該第一車輛要穿過的軌道段而確定第二鐵道車輛的行進(jìn)參數(shù)；處理器，用于從所述第一和第二元件接收信息，并用于確定該第二車輛對(duì)軌道段的占用和該第一車輛稍后對(duì)同一軌道段的占用之間的關(guān)系；和嵌入在該處理器中的算法，用于存取該信息，以創(chuàng)建確定第一車輛的速度軌跡的旅行計(jì)劃，其中該速度軌跡響應(yīng)于該關(guān)系并進(jìn)一步依照該第一車輛的一個(gè)或多個(gè)操作標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)另一實(shí)施例，本發(fā)明包括一種用于在沿鐵路網(wǎng)絡(luò)的軌道段旅行期間操作鐵道車輛的方法。該方法包括確定該車輛的行進(jìn)參數(shù)；確定穿過該網(wǎng)絡(luò)的其它車輛的行進(jìn)參數(shù)；和響應(yīng)于該車輛的行進(jìn)參數(shù)和所述其它車輛的行進(jìn)參數(shù)運(yùn)行算法，以依照該車輛的一個(gè)或多個(gè)操作標(biāo)準(zhǔn)來優(yōu)化車輛性能。另一實(shí)施例包括一種計(jì)算機(jī)軟件代碼，用于在沿鐵路網(wǎng)絡(luò)的軌道段旅行期間操作鐵道車輛。該軟件代碼包括用于確定該車輛的行進(jìn)參數(shù)的軟件模塊；用于確定穿過該網(wǎng)絡(luò)的其它車輛的行進(jìn)參數(shù)的軟件模塊；和用于響應(yīng)于該車輛的行進(jìn)參數(shù)和所述其它車輛的行進(jìn)參數(shù)運(yùn)行算法、以依照該車輛的一個(gè)或多個(gè)操作標(biāo)準(zhǔn)來優(yōu)化車輛性能的軟件模塊。通過參考在附圖中圖示的其特定實(shí)施例，將呈現(xiàn)(rendered)這里描述的本發(fā)明的各方面的更具體的描述。應(yīng)理解，這些圖僅描繪了本發(fā)明的典型實(shí)施例，并因此不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)其范圍的限制，將通過使用附圖利用附加特征和細(xì)節(jié)來描述和解釋這些實(shí)施例，其中圖1描繪了本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的流程圖的示范圖示；圖2描繪了可采用的火車的簡化模型；圖3描繪了本發(fā)明的元件的示范實(shí)施例；圖4描繪了燃料使用/行進(jìn)時(shí)間曲線的示范實(shí)施例；圖5描繪了旅行計(jì)劃的分段分解的示范實(shí)施例；圖6描繪了分段示例的示范實(shí)施例；圖7描繪了本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的示范流程圖；圖8描繪了操作員使用的動(dòng)態(tài)顯示器的示范圖示；圖9描繪了操作員使用的動(dòng)態(tài)顯示器的另一示范圖示；圖IO描繪了操作員使用的動(dòng)態(tài)顯示器的另一示范圖示；和圖IIA和IIB描繪了本發(fā)明實(shí)施例所涉及的軌道區(qū)間(block)和信號(hào)燈以及機(jī)車速度軌跡。具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將詳細(xì)參考在附圖中圖示了其示例的符合本發(fā)明各方面的實(shí)施例。只要可能，圖中使用的相同附圖標(biāo)記始終表示相同或類似的部分。本發(fā)明的實(shí)施例通過提供一種用于確定和實(shí)現(xiàn)包括機(jī)車編組和多個(gè)鐵路車廂的火車的駕駛策略的系統(tǒng)、方法、和計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，而嘗試克服現(xiàn)有技術(shù)中的某些缺點(diǎn)，其中監(jiān)視并控制(直接或通過建議的操作員的動(dòng)作)火車的操作以改進(jìn)某些目標(biāo)操作參數(shù)，同時(shí)滿足調(diào)度和速度約束。本發(fā)明還可應(yīng)用到包括遠(yuǎn)離領(lǐng)頭機(jī)車編組并可由火車操作員控制的多個(gè)機(jī)車編組的火車(下面稱為動(dòng)力分散型火車)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，可以對(duì)包括CPU、存儲(chǔ)器、I/O、程序儲(chǔ)存器、連接總線、和其它合適組件的例如數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的設(shè)備進(jìn)行編程或以別的方式設(shè)計(jì)，以促進(jìn)本發(fā)明方法實(shí)施例的實(shí)踐。這樣的系統(tǒng)將包括用于運(yùn)行這些實(shí)施例的方法的合適程序部件。在另一實(shí)施例中，與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)一起使用的例如預(yù)先記錄盤或其它類似計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的制造品包括這樣的儲(chǔ)存介質(zhì)和其上記錄的程序，用于使得數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)促進(jìn)本發(fā)明的方法的實(shí)踐。這樣的設(shè)備和制造品也落入本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)。一般地說，本發(fā)明的各方面教導(dǎo)了一種方法、設(shè)備、和程序，用于確定和實(shí)現(xiàn)火車的駕駛策略，以改進(jìn)某些目標(biāo)操作參數(shù)，同時(shí)滿足調(diào)度和速度約束。為了利于理解本發(fā)明，下面參考其特定實(shí)現(xiàn)來進(jìn)行描述。在計(jì)算機(jī)運(yùn)行的例如程序模塊的計(jì)算機(jī)可運(yùn)行指令的一般上下文中描述本發(fā)明。一般地，程序模塊包括執(zhí)行特定任務(wù)或?qū)崿F(xiàn)特定抽象數(shù)據(jù)類型的例程、程序、對(duì)象、組件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等。例如，成為本發(fā)明基礎(chǔ)的軟件程序可以用不同的語言進(jìn)行編碼，以用于不同的處理平臺(tái)。在接下來的描述中，在采用萬維網(wǎng)瀏覽器的萬維網(wǎng)門戶網(wǎng)站的上下文中描述本發(fā)明的示例。然而，將理解的是，成為本發(fā)明基礎(chǔ)的原理也可以用其它類型計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，可以利用其它計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置來實(shí)踐本發(fā)明實(shí)施例，包括手持裝置、微處理器系統(tǒng)、基于微處理器或可編程的消費(fèi)品電子裝置、小型計(jì)算機(jī)、大型計(jì)算機(jī)等。也可在其中由通過通信網(wǎng)絡(luò)鏈接的遠(yuǎn)程處理裝置執(zhí)行任務(wù)的分布式計(jì)算環(huán)境中實(shí)踐所述實(shí)施例。在分布式計(jì)算環(huán)境中，程序模塊可位于包括存儲(chǔ)器儲(chǔ)存裝置的本地和遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)儲(chǔ)存介質(zhì)兩者中。這些本地和遠(yuǎn)程計(jì)算環(huán)境可全部包括在機(jī)車中、或編組中的相鄰機(jī)車中、或車下的在計(jì)算環(huán)境之間提供無線通信的路邊或中央局中。術(shù)語機(jī)車編組指的是一個(gè)接一個(gè)連在一起以便提供驅(qū)動(dòng)和/或制動(dòng)能力的一個(gè)或多個(gè)機(jī)車，在機(jī)車之間沒有鐵路車廂。火車可包括一個(gè)或多個(gè)機(jī)車編組。具體來說，可存在領(lǐng)頭編組和一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程編組，例如在一行鐵路車廂中途的第一遠(yuǎn)程編組和在火車位置一端的另一遠(yuǎn)程編組。每一機(jī)車編組可具有第一或領(lǐng)頭機(jī)車以及一個(gè)或多個(gè)后續(xù)(trailing)機(jī)車。盡管編組通常被看作相連的連續(xù)機(jī)車，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易地認(rèn)識(shí)到,即使存在分離機(jī)車的至少一個(gè)鐵路車廂，例如當(dāng)編組被配置用于動(dòng)力分散型操作時(shí)，一組機(jī)車也可被識(shí)別為編組，其中通過無線電鏈路或物理線纜從領(lǐng)頭機(jī)車向遠(yuǎn)程后續(xù)機(jī)車中繼節(jié)流(throttle)和制動(dòng)命令。為此，當(dāng)討論同一火車中的多個(gè)機(jī)車時(shí)，術(shù)語機(jī)車編組不應(yīng)被看作限制因素?，F(xiàn)在參考附圖，將描述本發(fā)明的實(shí)施例。發(fā)明實(shí)施例可以以多種方式實(shí)現(xiàn)，包括系統(tǒng)(包括計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng))、方法(包括計(jì)算機(jī)化的方法)、設(shè)備、計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)、計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品、圖形用戶接口，包括萬維網(wǎng)門戶或在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中有形固定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。下面討論本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施例。圖1描繪了本發(fā)明的示范流程圖的圖示。如圖所示，在車上或從遠(yuǎn)程地點(diǎn)(例如派遣中心10)輸入專用于計(jì)劃旅行的指令。這樣的輸入信息包括但不限于火車位置、編組組成(例如機(jī)車型號(hào))、機(jī)車牽引傳輸?shù)臋C(jī)車牽引動(dòng)力性能、作為輸出動(dòng)力的函數(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)燃料的消耗、冷卻特性、預(yù)期旅行路線(作為里程碑的函數(shù)的有效軌道坡度和曲率、或反映曲率的"有效坡度'，組件，遵循標(biāo)準(zhǔn)鐵路實(shí)踐)、車廂結(jié)構(gòu)和負(fù)荷(包括有效阻力系數(shù))，期望旅行ii參數(shù)包括但不限于開始時(shí)間和地點(diǎn)、結(jié)束地點(diǎn)、行進(jìn)時(shí)間、乘務(wù)員(用戶和/或操作員)標(biāo)識(shí)、乘務(wù)員變動(dòng)期滿時(shí)間和旅行路線?？山?jīng)由鏈接到例如硬盤插件板、硬盤驅(qū)動(dòng)器和/或USB驅(qū)動(dòng)器的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存裝置或者經(jīng)由無線通信信道從例如軌道信令裝置和/或路邊裝置的中央或路邊地點(diǎn)41向機(jī)車42傳送信息的車載顯示器，根據(jù)例如但不限于手動(dòng)操作員進(jìn)入機(jī)車42的各種技術(shù)和處理，將該數(shù)據(jù)提供到機(jī)車42。機(jī)車42和火車3]負(fù)荷特性(例如阻力)也可在路線上改變(例如隨著鐵路和鐵路車廂的海拔、周圍溫度和條件而改變)，這導(dǎo)致根據(jù)上述任一方法進(jìn)行計(jì)劃更新，以反映這樣的改變?？赏ㄟ^上述任一方法和技術(shù)和/或通過實(shí)時(shí)自發(fā)收集機(jī)車/火車條件，來供應(yīng)影響旅行優(yōu)化處理的更新數(shù)據(jù)。這樣的更新包括例如通過監(jiān)視(多個(gè))機(jī)車42車上或車下的器材所檢測(cè)的機(jī)車或火車特性的改變。軌道信號(hào)燈系統(tǒng)指明特定軌道條件，并向接近該信號(hào)燈的火車的操作員提供指令。將在下面更詳細(xì)描述的該信令系統(tǒng)指明例如在一段軌道上的許可火車速度并向火車操作員提供停止和行駛指令。在車栽數(shù)據(jù)庫63中存儲(chǔ)該信號(hào)燈系統(tǒng)的細(xì)節(jié)，包括信號(hào)燈的地,&和與不同信號(hào)燈關(guān)聯(lián)的規(guī)則?；谳斎氲奖景l(fā)明實(shí)施例中的M^格數(shù)據(jù)，最小化燃料使用和/或生成的排放物的最佳旅行計(jì)劃受到速度限制的制約，并計(jì)算期望開始和結(jié)束時(shí)間，以產(chǎn)生旅行分布圖(profile)12。該分布圖包括表達(dá)為從旅行開始的距離和/或時(shí)間的函數(shù)的火車遵循的最佳速度和動(dòng)力(檔位notch)設(shè)置、包括但不限于最大檔位動(dòng)力和制動(dòng)設(shè)置的火車操作限制、作為地點(diǎn)和期望使用的燃料和生成的排放物的函數(shù)的速度限制。在示范實(shí)施例中，選擇用于檔位設(shè)置的值，來獲得大約每10到30秒一次的節(jié)流改變判決。本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易地認(rèn)識(shí)到，如果需要和/或期望遵循最佳速度分布圖，則節(jié)流改變判決可以按照更長或更短的間隔發(fā)生。從更廣的意義上來說，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)明白，在火車級(jí)(level)、編組級(jí)和/或單獨(dú)機(jī)車級(jí)，分布圖提供火車的動(dòng)力設(shè)置。如這里使用的，動(dòng)力包括制動(dòng)動(dòng)力、馬達(dá)動(dòng)力和氣閘動(dòng)力。在另一優(yōu)選實(shí)施例中，不是按照傳統(tǒng)離散檔位動(dòng)力設(shè)置操作，本發(fā)明根據(jù)動(dòng)力設(shè)置的連續(xù)范圍來確定期望動(dòng)力設(shè)置，以優(yōu)化速度分布圖。由此，例如，如果最佳分布圖規(guī)定6.8的檔位設(shè)置而非7的檔位設(shè)置，則機(jī)車42按照6.8操作。允許這樣的中間動(dòng)力設(shè)置可提供下述附加效率益處。計(jì)算最佳分布圖的過程可包括用于計(jì)算駕駛火車31以使得受到機(jī)車搡作和調(diào)度約束的燃料和/或排放物最小化的動(dòng)力順序(powersequence)的任意數(shù)目的方法，這將在下面概述。在一些情況下，由于火車配置、路線和環(huán)境條件的相似性，使得最佳分布圖可與先前確定的分布圖充分相似。在這些情況下，可能足以從數(shù)據(jù)庫63中檢索先前確定的駕駛軌跡并因此操作火車。理運(yùn)動(dòng)的微分方程模型來直接計(jì)算最佳分布圖。根據(jù)該處理，確定定量目標(biāo)函數(shù)，一般該函數(shù)包括與燃料消耗率和生成的排放物對(duì)應(yīng)的模型變量的加權(quán)和(積分)加上處罰過多節(jié)流變化的項(xiàng)。建立最佳控制公式，以使得受到包括但不限于速度限制以及最小和最大動(dòng)力(節(jié)流)設(shè)置的約束的定量目標(biāo)函數(shù)最小化。取決于任意時(shí)間的計(jì)劃目標(biāo)，可設(shè)置這樣的問題，使得受到排放物和速度限制的約束的燃料最小化或使得受到燃料使用和到達(dá)時(shí)間的約束的排放物最小化。也可能設(shè)置這樣的目標(biāo)，例如使得總行進(jìn)時(shí)間最小化，而不約束總排放物或燃料使用，其中允許或要求用于該任務(wù)的這樣的約束的放松。在該文獻(xiàn)中，呈現(xiàn)示范方程和目標(biāo)函數(shù)，用于最小化機(jī)車燃料消耗。這些方程和函數(shù)僅用于圖示，因?yàn)榭刹捎闷渌匠毯湍繕?biāo)函數(shù)，以根據(jù)不同目標(biāo)函數(shù)而優(yōu)化燃料消耗或優(yōu)化其它機(jī)車/火車操作參數(shù)算術(shù)上，可更精確地闡明要解決的問題。該基本物理性質(zhì)表達(dá)為下式<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>其中x是火車位置，v是火車速率，t是時(shí)間(合適時(shí)，為英里、每小時(shí)的英里、以及分鐘或小時(shí))，而u是檔位(節(jié)流)命令輸入。此外，D表示要行進(jìn)的距離，TV是沿著軌道的距離D處的期望到達(dá)時(shí)間，Te是機(jī)車編組產(chǎn)生的牽引作用力，Ga是地心引力(其取決于火車長度、火車構(gòu)成和行進(jìn)地形)，而R是機(jī)車編組和火車組合的由凈速度決定的阻力。初始和最終速度也可指定，但是這里特別將其指定為零(在旅行開始和結(jié)束時(shí)停止的火車)?？蓪⒃撃Ｐ腿菀椎匦薷臑榘ㄆ渌鼊?dòng)力因數(shù)，例如在節(jié)流u的改變和得到的牽引或制動(dòng)作用力之間的滯后。所有這些性能度量可表達(dá)為以下任何線性組合1.<formula>formulaseeoriginaldocumentpage14</formula>最小化總?cè)剂舷?.<formula>formulaseeoriginaldocumentpage14</formula>最小化行進(jìn)時(shí)間3<formula>formulaseeoriginaldocumentpage14</formula>-最小化檔位操作(分段持續(xù)輸入)4.<formula>formulaseeoriginaldocumentpage14</formula>-最小化檔位操作(連續(xù)輸入)5.用與排放物產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的一項(xiàng)來替代(1)中的燃料項(xiàng)F()。通常使用的代表性目標(biāo)函數(shù)由此為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage14</formula>該線性組合的系數(shù)取決于給予每一項(xiàng)的重要性(權(quán)重)。應(yīng)注意，在方程(OP)中，u(t)是作為連續(xù)檔位位置的優(yōu)化變量。如果需要離散檔位，例如用于較老機(jī)車，則使得方程(OP)的解離散，這可導(dǎo)致較低燃料節(jié)約。使用得到的最小時(shí)間解(a,設(shè)置為零，而ct2設(shè)置為零或相對(duì)小的值)來得到用于可實(shí)現(xiàn)行進(jìn)時(shí)間的下界(T產(chǎn)Tf,)。在該情況下，u(t)和T,.兩者是優(yōu)化變量。優(yōu)選實(shí)施例利用Tp>Tfmin&(X3設(shè)置為零，來針對(duì)各值Tf解方程(0P)。在后一情況下，Tf被看作約束。對(duì)于熟悉這樣的最佳問題的解決方案的人來說，可能必須附加約束，例如沿該路徑的速度限制<formula>formulaseeoriginaldocumentpage14</formula>或者當(dāng)將最小時(shí)間用作目標(biāo)時(shí)，附加限制可以是必須保持結(jié)束點(diǎn)約束，例如消耗的總?cè)剂媳仨毿∮谟拖渲械娜剂?，例如其中Wf是Tf時(shí)在油箱中剩余的燃料。本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易地認(rèn)識(shí)到，可以以其它形式呈現(xiàn)方程(0P),并且以上版本是在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中使用的示范方程。在本發(fā)明的上下文中提及的排放一般指的是以氧化氮(N0x)、碳?xì)浠衔锖皖w粒的形式產(chǎn)生的累積排放。通過設(shè)計(jì)，每一機(jī)車必須符合EPA排放標(biāo)準(zhǔn)，并由此在優(yōu)化排放的本發(fā)明的實(shí)施例中，這可以指不存在當(dāng)前EPA規(guī)范的總?cè)蝿?wù)(mission-total)排放。根據(jù)優(yōu)化旅行計(jì)劃的機(jī)車操作總是符合EPA排放標(biāo)準(zhǔn)。如果旅行期間的關(guān)鍵目標(biāo)是降低排放，則修改最佳控制公式(方程(OP))以考慮該旅行目標(biāo)。優(yōu)化處理中的關(guān)鍵靈活性是任何或全部旅行目標(biāo)可根據(jù)地理區(qū)或任務(wù)而變化。例如，對(duì)于高優(yōu)先級(jí)火車，因?yàn)榛疖嚨膬?yōu)先級(jí)，所以最小時(shí)間可以僅是一條路線上的目標(biāo)。在另一示例中，排放物輸出可沿著計(jì)劃的火車路線而在不同州(state)之間變化。為了解決因而發(fā)生的優(yōu)化問題，在示范實(shí)施例中，本發(fā)明將時(shí)域的動(dòng)態(tài)最佳控制問題轉(zhuǎn)化為具有N個(gè)判決變量的等效靜態(tài)算術(shù)編程問題，其中數(shù)目"N"取決于進(jìn)行節(jié)流和制動(dòng)調(diào)整的頻率和旅行持續(xù)時(shí)間。對(duì)于典型的問題，N可以是幾千。在示范實(shí)施例中，火車正在美國西南部行進(jìn)172英里的一段軌道。利用本發(fā)明，當(dāng)將根據(jù)本發(fā)明各方面確定和遵循的旅行和根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐由搡作員確定節(jié)流/速度的旅行相比時(shí)，可實(shí)現(xiàn)示范7.6%燃料消耗。因?yàn)榕c操作員控制的旅行相比，本發(fā)明提供的優(yōu)化產(chǎn)生具有更小阻力損失和很少或沒有制動(dòng)損失的駕駛策略，所以實(shí)現(xiàn)了改進(jìn)的節(jié)約。為了使得上述優(yōu)化可計(jì)算地容易控制(tractable),可采用火車的簡化模型，例如圖2所示并在上述方程中提出。通過導(dǎo)出生成最佳動(dòng)力順序的更詳細(xì)的模型，產(chǎn)生最佳分布圖的關(guān)鍵改進(jìn)，以測(cè)試是否違反任何溫度、電氣和機(jī)械約束，這導(dǎo)致修改的分布圖，其中速度比距離最接近可實(shí)現(xiàn)的運(yùn)行，而不損壞機(jī)車或火車器材，即滿足例如對(duì)機(jī)車和火車內(nèi)力的溫度和電氣限制的附加隱含約束。返回參考圖1,一旦在12開始旅行，在14生成動(dòng)力命令，以開始計(jì)劃。取決于本發(fā)明實(shí)施例的操作設(shè)置，一個(gè)命令使得機(jī)車在16遵循優(yōu)化的動(dòng)力命令，以便實(shí)現(xiàn)最佳速度。一個(gè)實(shí)施例在18從火車的機(jī)車編組獲得實(shí)際速度和動(dòng)力信息。由于用于優(yōu)化的模型中的通常近似值，所以獲得對(duì)優(yōu)化動(dòng)力進(jìn)行校正的閉環(huán)計(jì)算，以跟蹤期望的最佳速度。這樣的火車操作限制的校正可自動(dòng)進(jìn)行，或者可由總是最終控制火車的操作員進(jìn)行。在一些情況下，用于優(yōu)化的模型可根據(jù)實(shí)際火車而顯著不同。這可能由許多原因?qū)е?，包括但不限于額外貨物拾取或安排(setouts)、路線失敗的機(jī)車、初始數(shù)據(jù)庫63中的錯(cuò)誤和操作員引起的數(shù)據(jù)項(xiàng)錯(cuò)誤。因?yàn)檫@些原因，監(jiān)視系統(tǒng)在20使用實(shí)時(shí)火車數(shù)據(jù)，以實(shí)時(shí)估計(jì)機(jī)車和/或火車參數(shù)。在22,將所估計(jì)的參數(shù)與初始創(chuàng)建旅行時(shí)的假設(shè)參數(shù)作比較。基于假設(shè)的和估計(jì)的值之間的任何差值，可在24重新計(jì)劃旅行。典型地，如果可根據(jù)新計(jì)劃實(shí)現(xiàn)顯著節(jié)約，則重新計(jì)劃該旅行?？芍匦掠?jì)劃旅行的其它原因包括來自例如派遣中心的遠(yuǎn)程地點(diǎn)的指示和/或與全局移動(dòng)計(jì)劃目標(biāo)一致地改變目標(biāo)的操作員請(qǐng)求。這樣的全局移動(dòng)計(jì)劃目標(biāo)可包括但不限于其它火車調(diào)度、從管道驅(qū)散廢氣所需的時(shí)間、維護(hù)操作等。另一原因可由于組件的車上故障。重新計(jì)劃的策略可取決于破壞的嚴(yán)重程度而分組為增加和主要調(diào)整，這將在下面進(jìn)行更詳細(xì)的討論。一般來說，"新"計(jì)劃必須從上述優(yōu)化問題方程(OP)的解中導(dǎo)出，但是常?？傻玫捷^快的近似解，如這里描述的。在操作中，機(jī)車42將繼續(xù)監(jiān)視系統(tǒng)效率，并基于實(shí)際測(cè)量的效率而繼續(xù)更新旅行計(jì)劃，只要這樣的更新可改善旅行性能即可。重新計(jì)劃計(jì)算可完全在(多個(gè))機(jī)車中進(jìn)行，或可全部或部分在遠(yuǎn)程地點(diǎn)執(zhí)行，例如其中無線技術(shù)可將新計(jì)劃傳遞到機(jī)車42的派遣中心或路邊處理設(shè)備。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例也可生成有關(guān)效率傳輸函數(shù)的用于開發(fā)機(jī)車車隊(duì)(fleet)數(shù)據(jù)的效率趨勢(shì)。當(dāng)確定初始旅行計(jì)劃時(shí)，可使用該車隊(duì)寬度數(shù)據(jù)，并且當(dāng)考慮多個(gè)火車的地點(diǎn)時(shí)，可使用該車隊(duì)寬度數(shù)據(jù)用于網(wǎng)絡(luò)寬度優(yōu)化折衷。例如，圖4所示行進(jìn)時(shí)間燃料使用折衷曲線反映了當(dāng)前時(shí)間在某一路線上的火車的能力，其根據(jù)同一路線上的許多類似火車所收集的總體均值而更新得到。由此，來自許多機(jī)車的圖4所示中央派遣設(shè)備收集曲線可使用該信息，以更好地協(xié)調(diào)總體火車移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)燃料使用或吞吐量的系統(tǒng)寬度優(yōu)點(diǎn)。曰常操作中的許多事件可激發(fā)生成新的或修改后的計(jì)劃，包括保持相同旅行目標(biāo)的新的或修改后的旅行計(jì)劃，例如當(dāng)火車不能按時(shí)碰到或經(jīng)過另一火車并因此必須彌補(bǔ)損失的時(shí)間時(shí)。利用機(jī)車的實(shí)際速度、動(dòng)力和地點(diǎn)，在25將計(jì)劃的到達(dá)時(shí)間與當(dāng)前估計(jì)(預(yù)測(cè))的到達(dá)時(shí)間作比較。基于該時(shí)間差值、以及(通過派遣中心或操作員檢測(cè)或改變)的參數(shù)的差值，在26調(diào)整計(jì)劃。可響應(yīng)于鐵路公司的處置違背計(jì)劃的方針而自動(dòng)進(jìn)行該調(diào)整，或者當(dāng)車上的操作員和派遣人員聯(lián)合判決返回該計(jì)劃的最佳方案時(shí)，手動(dòng)進(jìn)行該調(diào)整。只要更新計(jì)劃，但是例如但不限于到達(dá)時(shí)間的原始目標(biāo)保持相同，則可并發(fā)包括附加變化，例如新未來速度限制變化，這可影響恢復(fù)原始計(jì)劃的可行性。在這樣的情況下，如果不能維持原始旅行計(jì)劃，或者換言之，火車不能滿足原始旅行計(jì)劃目標(biāo)，如這里討論的，可向操作員、遠(yuǎn)程設(shè)備和/或派遣中心呈現(xiàn)(多個(gè))其它旅行計(jì)劃。當(dāng)期望改變?cè)寄繕?biāo)時(shí)，也可進(jìn)行重新計(jì)劃?？筛鶕?jù)操作員或派遣人員的判斷，手動(dòng)地按照固定預(yù)先計(jì)劃的時(shí)間來進(jìn)行這樣的重新計(jì)劃，或可當(dāng)超出這樣的火車操作限制的預(yù)定義限制時(shí)，自發(fā)進(jìn)行這樣的重新計(jì)劃。例如，如果當(dāng)前計(jì)劃執(zhí)行晚運(yùn)行了大于規(guī)定閾值(例如30分鐘)，則本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例可重新計(jì)劃該旅行，以在上述增加燃料消耗的情況下調(diào)和(accommodate)該延遲，或警告操作員和派遣人員達(dá)到可奪回?fù)p失時(shí)間的程度，如果可以的話(即，剩余最小時(shí)間或在時(shí)間約束內(nèi)可節(jié)約的最多燃料)。也可基于消耗的燃料或動(dòng)力組成的狀況(包括但不限于到達(dá)時(shí)間、由于器材故障和/或器材暫時(shí)失靈(例如操作太熱或太冷)而造成的馬力損失、和/或消耗的火車負(fù)荷中的總設(shè)置誤差的檢測(cè))，來預(yù)想重新計(jì)劃的其它觸發(fā)事件。即，如果該改變反映當(dāng)前旅行的機(jī)車性能的缺陷，則這可計(jì)算出優(yōu)化處理中使用的模型和/或方程。計(jì)劃目標(biāo)的改變也可由于協(xié)調(diào)事件的需求，其中一個(gè)火車的計(jì)劃危及另一火車滿足目標(biāo)的能力，并且需要在不同級(jí)(例如，派遣局)的仲裁。例如，可通過火車和火車之間的通信來進(jìn)一步優(yōu)化相遇和經(jīng)過的協(xié)調(diào)。由此，作為示例，如果操作員知道他落后于到達(dá)相遇和/或經(jīng)過的地點(diǎn)的時(shí)間表，則來自另一火車的通信可通知晚的火車的操作員(和/或派遣中心)。操作員可鍵入屬于期望的晚到達(dá)的信息，用于重新計(jì)算火車的旅行計(jì)劃。在一個(gè)實(shí)施例中，在高級(jí)或網(wǎng)絡(luò)級(jí)使用本發(fā)明，以允許派遣中心確定哪一火車應(yīng)減速或加速，只要看上去可能不滿足調(diào)度的相遇和/或經(jīng)過時(shí)間約束。如這里討論的，這可通過火車向派遣中心傳輸數(shù)據(jù)以區(qū)分每一火車應(yīng)如何改變其計(jì)劃目標(biāo)的優(yōu)先級(jí)來實(shí)現(xiàn)?？扇Q于情況，基于調(diào)度或燃料節(jié)約益處而進(jìn)行選擇。對(duì)于任一個(gè)手動(dòng)或自動(dòng)啟動(dòng)的重新計(jì)劃，本發(fā)明的實(shí)施例可向操作員呈現(xiàn)多于一個(gè)旅行計(jì)劃。在示范實(shí)施例中，本發(fā)明向操作員呈現(xiàn)不同的分布圖，以允許操作員選擇到達(dá)時(shí)間，并還理解對(duì)應(yīng)的燃料和/或排放物影響。出于類似考慮，這樣的信息也可提供給派遣中心，作為替換物的簡單列表或作為圖4所示多個(gè)折衷曲線。在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明包括得知并適于可合并在當(dāng)前計(jì)劃和/或?qū)碛?jì)劃中的火車和動(dòng)力組成的關(guān)鍵改變的能力。例如，上述一個(gè)觸發(fā)事件是馬力損失。當(dāng)隨著時(shí)間增大馬力時(shí)，在馬力損失之后或當(dāng)開始旅行時(shí)，利用變換邏輯來確定何時(shí)實(shí)現(xiàn)了期望馬力。可在機(jī)車數(shù)據(jù)庫61中保存該信息，以在稍后再次發(fā)生馬力損失時(shí)，用于優(yōu)化未來旅行或當(dāng)前旅行。圖3描繪了本發(fā)明的元件的示范實(shí)施例。定位器元件30確定火車31的地點(diǎn)。定位器元件30包括確定火車31的地點(diǎn)的GPS傳感器或傳感器的系統(tǒng)。這樣的其它系統(tǒng)的示例可包括但不限于路邊裝置，例如射頻自動(dòng)器材標(biāo)識(shí)(RFAEI)標(biāo)記、派遣中心、和/或基于視頻的確定。另一系統(tǒng)可使用機(jī)車車上的(多個(gè))轉(zhuǎn)速計(jì)和與參考點(diǎn)的距離計(jì)算。如先前討論的，也可提供無線通信系統(tǒng)47,以允許火車之間和/或與遠(yuǎn)程地點(diǎn)(例如派遣中心)的通信。也可通過通信系統(tǒng)從其它火車傳輸有關(guān)行進(jìn)地點(diǎn)的信息。軌道特征元件33提供有關(guān)軌道的信息，原理上是坡度、海拔和曲率信息。軌道特征元件33可包括車載軌道完整性數(shù)據(jù)庫36。傳感器38測(cè)量機(jī)車編組42施加的牽引作用力40、機(jī)車編組42的節(jié)流設(shè)置、機(jī)車編組42配置信息、機(jī)車編組42的速度、單獨(dú)機(jī)車配置信息、單獨(dú)機(jī)車能力等。在示范實(shí)施例中，可無需使用傳感器38而裝載機(jī)車編組42配置信息，而是通過上述其它方案來輸入機(jī)車編組42配置信息。此外，也可考慮編組中的機(jī)車的狀況。例如，如果編組中的一個(gè)機(jī)車不能在動(dòng)力檔位級(jí)5之上操作，則當(dāng)優(yōu)化旅行計(jì)劃時(shí)，使用該信息。也可使用來自定位器元件的信'息來確定火車31的適當(dāng)?shù)牡竭_(dá)時(shí)間。例如，如果存在沿軌道34向目的地移動(dòng)的火車31并且在其后面沒有跟隨火車，并且火車沒有要滿足的固定到達(dá)期限，則可使用包括但不限于射頻自動(dòng)器材標(biāo)識(shí)(RFAEI)標(biāo)記、派遣中心、和/或基于視頻的確定的定位器元件來確定火車31的精確地點(diǎn)。此外，可使用來自這些信令系統(tǒng)的輸入來調(diào)整火車速度。利用下述車載軌道數(shù)據(jù)庫以及例如GPS的定位器元件，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例調(diào)整操作員接口以反映在給定機(jī)車地點(diǎn)處的信令系統(tǒng)狀態(tài)。在其中信號(hào)燈狀態(tài)指明超過了限制速度的情況下，計(jì)劃者可決定使火車減速，以節(jié)省燃料消耗。也可使用來自定位器元件30的信息來改變作為到目的地的距離的函數(shù)的計(jì)劃目標(biāo)。例如，由于有關(guān)沿該路線的擁堵的不可避免的不確定性，可采用在該路線的早期部分的"較快"時(shí)間目標(biāo)作為防止統(tǒng)計(jì)上稍后.發(fā)生的延遲的措施。如果在某一旅行中不發(fā)生這樣的延遲，則可修改在該旅行的后期部分的目標(biāo)，以開發(fā)較早積聚(banked)的內(nèi)建松散(slack)時(shí)間，并由此恢復(fù)一些燃料效率?？舍槍?duì)限制排放的目標(biāo)調(diào)用類似策略，例如當(dāng)接近城市區(qū)域時(shí)施加的排放約束。作為防止措施策略的示例，如果旅行計(jì)劃從紐約到芝加哥，則該系統(tǒng)可提供在旅行開始、旅行中期或旅行末期將火車操作得更慢的選項(xiàng)。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例優(yōu)化旅行計(jì)劃，以允許在旅行末期更慢地操作，因?yàn)槔绲幌抻谔鞖鈼l件、軌道維護(hù)等的未知約束可在旅行期間發(fā)展并成為已知。作為另一考慮，如果已知傳統(tǒng)的擁堵區(qū)域，則利用選項(xiàng)來開發(fā)該計(jì)劃，以增加在這樣的地區(qū)附近的駕駛靈活性。所以，本發(fā)明的實(shí)施例也可在將來和/或基于已知/過去的經(jīng)驗(yàn)將重量/處罰考慮為時(shí)間/距離的函數(shù)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易地認(rèn)識(shí)到，可在旅行期間的任何時(shí)間考慮這樣的考慮天氣條件、軌道條件、軌道上的其它火車等的計(jì)劃和重新計(jì)劃，其中因此調(diào)整了旅行計(jì)劃。圖3還公開了可以是本發(fā)明實(shí)施例的一部分的其它元件。處理器44操作以從定位器元件30、軌道特征元件33和傳感器38接收信息。算法46在處理器44中工作。算法46基于涉及這里描述的機(jī)車42、火車31、軌道34、和任務(wù)的目標(biāo)的參數(shù)，來計(jì)算優(yōu)化的旅行計(jì)劃。在示范實(shí)施例中，基于作為火車31沿軌道34移動(dòng)的火車行為的模型建立旅行計(jì)劃，該模型是從在該算法中提供簡單假設(shè)的可應(yīng)用物理性質(zhì)中導(dǎo)出的非線性差分方程的解。算法46訪問來自定位器元件30、軌道特征元件33和/或傳感器38的信息，以創(chuàng)建這樣的旅行計(jì)劃，其使得機(jī)車編組42的燃料消耗最小化、使得機(jī)車編組42的排放最小化、建立期望的旅行時(shí)間、和/或確保在機(jī)車編組42車上的正確乘務(wù)員操作時(shí)間。在示范實(shí)施例中，也提供駕駛員或控制器元件5。如這里討論的，控制器元件51可控制火車遵循旅行計(jì)劃。在這里進(jìn)一步討論的示范實(shí)施例中，控制器元件51自發(fā)作出火車操作判決。在另一示范實(shí)施例中，可使得操作員根據(jù)他的判斷力參予引導(dǎo)火車遵循或偏離該旅行計(jì)劃。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)正執(zhí)行計(jì)劃時(shí)，可實(shí)時(shí)修改旅行計(jì)劃。這包括創(chuàng)建用于長距離旅行的初始計(jì)劃，因?yàn)橛?jì)劃優(yōu)化算法的復(fù)雜性。當(dāng)旅行分布圖的總長度超出給定距離時(shí)，可使用算法46通過將任務(wù)劃分為多個(gè)沿途停車點(diǎn)(waypoints)來將任務(wù)分段。盡管僅討論了單一算法46,但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易地認(rèn)識(shí)到，可使用多于一種算法，并且鏈接這樣的多種算法以創(chuàng)建旅行計(jì)劃。所述旅行沿途停車點(diǎn)可包括火車31停車的自然地點(diǎn)，例如但不限于，用于與對(duì)向交通相遇或用于使得當(dāng)前火車之后的火車經(jīng)過的單一干線旁軌(sidings)、站場(chǎng)(yard)旁軌、拾取并安排車廂的工業(yè)支線(spur)以及計(jì)劃的維護(hù)工作的地點(diǎn)。在這樣的沿途停車點(diǎn)，可要求火車31按照調(diào)度的時(shí)間處于一地點(diǎn)、停車或按照規(guī)定范圍內(nèi)的速度移動(dòng)。從到達(dá)到離開沿途停車點(diǎn)的持續(xù)時(shí)間被稱為停留時(shí)間。在示范實(shí)施例中，本發(fā)明能夠根據(jù)系統(tǒng)處理將較長旅行分解為較小段。每一段的長度可稍微隨意一些，但是其通常選在例如停車或重要速度限制的自然地點(diǎn)處、或選在定義與其它路線的交叉點(diǎn)的關(guān)鍵沿途停車點(diǎn)或里程碑處。給定按照該方式選擇的分割或分段，對(duì)于每一段軌道創(chuàng)建駕駛分布圖，作為看作獨(dú)立變量的行進(jìn)時(shí)間的函數(shù)，例如圖4所示?？稍诨疖?1到達(dá)該軌道段之前，計(jì)算與每一段關(guān)聯(lián)的使用燃料/行進(jìn)時(shí)間折衷。因此可根據(jù)為每一段創(chuàng)建的駕駛分布圖來創(chuàng)建總旅行計(jì)劃。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例最佳地在該旅行的所有段之間分配行進(jìn)時(shí)間，使得滿足所需的總旅行時(shí)間，并使得所有段消耗的總?cè)剂献钚』?。圖6公開了示范三段旅行，并在下面進(jìn)行討論。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，盡管討論了這些段，但是旅行計(jì)劃可包括代表完整旅行的單一段。圖4描繪了燃料使用/行進(jìn)時(shí)間曲線的示范實(shí)施例。如先前所述，當(dāng)針對(duì)每一段的各行進(jìn)時(shí)間計(jì)算最佳旅行分布圖時(shí)，創(chuàng)建這樣的曲線50。即，對(duì)于給定行進(jìn)時(shí)間51，使用的燃料52是上述計(jì)算的詳細(xì)駕駛分布圖的結(jié)果。一旦分配了每一段的行進(jìn)時(shí)間，就根據(jù)先前計(jì)算的解確定了每一段的動(dòng)力/速度計(jì)劃。如果在段之間存在任何沿途停車點(diǎn)速度約束，例如但不限于速度限制的改變，則在創(chuàng)建最佳旅行分布圖期間對(duì)它們進(jìn)行匹配。如果速度約東僅在單一段中改變，則不得不僅針對(duì)改變的段重新計(jì)算燃料使用/行進(jìn)時(shí)間曲線50。該處理降低了重新計(jì)算旅行的更多部分或段所需的時(shí)間。如果機(jī)車編組或火車沿該路線發(fā)生重大改變，例如丟失了機(jī)車或拾取或安排了鐵路車廂，則必須重新計(jì)算所有隨后段的駕駛分布圖，以創(chuàng)建曲線50的新實(shí)例。然后和新調(diào)度目標(biāo)一起使用這些新曲線50,以計(jì)劃剩余旅行。一旦如上所述創(chuàng)建了旅行計(jì)劃，速度和動(dòng)力相對(duì)距離的軌跡就允許火車在要求的旅行時(shí)間具有最小燃料和/或排放地到達(dá)目的地。存在執(zhí)行旅行計(jì)劃的幾種技術(shù)。如下面更詳細(xì)地提供的，在訓(xùn)練(coaching)模式的一個(gè)示范實(shí)施例中，本發(fā)明向操作員顯示控制信息。操作員遵循該信息，以實(shí)現(xiàn)根據(jù)該最佳旅行計(jì)劃確定的需要的動(dòng)力和速度。由此，在該模式中，向操作員提供在駕駛火車時(shí)使用的操作建議。在另一示范實(shí)施例中，本發(fā)明執(zhí)行加速火車或維持恒定速度的控制動(dòng)作。然而，當(dāng)必需要使火車31減慢時(shí)，操作員負(fù)責(zé)通過控制制動(dòng)系統(tǒng)52來施加制動(dòng)。在另一示范實(shí)施例中，本發(fā)明命令按照需要提供動(dòng)力和制動(dòng)動(dòng)作，以遵循期望的速度-距離路徑。使用反饋控制策略，以校正分布圖中的動(dòng)力控制順序，以解決例如但不限于由波動(dòng)頂風(fēng)和/或順風(fēng)引起的火車負(fù)荷變化的事件。與優(yōu)化旅行計(jì)劃中的假設(shè)相比，另一這樣的誤差可以由例如但不限于火車質(zhì)量和/或阻力的火車參數(shù)的誤差引起。第三類型的誤差可由于軌道數(shù)據(jù)庫36中的不正確的信息而出現(xiàn)。另一可能誤差可涉及由于機(jī)車引擎、牽引馬達(dá)熱解除配給和/或其它因素引起的未建模的性能差異。反饋控制策略比較作為位置函數(shù)的實(shí)際速度和期望的最佳分布圖中的速度?；谠摬町?，添加對(duì)最佳動(dòng)力分布圖的校正，以朝向該最佳分布圖驅(qū)動(dòng)該實(shí)際速率。為了確保穩(wěn)定調(diào)節(jié)，可提供補(bǔ)償算法，其中將反饋速度過濾(filters)為動(dòng)力校正，以確保閉環(huán)性能穩(wěn)定性。補(bǔ)償可包括控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員為了滿足性能目標(biāo)所使用的標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。根據(jù)各方面，本發(fā)明允許最簡單和因此最快的手段來調(diào)和旅行目標(biāo)的改變，其是除了鐵路操作中的例外的規(guī)則。在示范實(shí)施例中，為了確定其中沿途存在多個(gè)車站的從點(diǎn)A到點(diǎn)B的最佳燃料旅行，并為了一旦旅行開始就針對(duì)剩余旅行更新旅行，可使用次優(yōu)分解方法，以得到最佳旅行分布圖。利用建模方法，計(jì)算方法可得到當(dāng)存在多個(gè)車站時(shí)、具有滿足所有速度限制和機(jī)車能力約束的指定行進(jìn)時(shí)間以及最初和最終速度的旅行計(jì)劃。盡管以下討論針對(duì)優(yōu)化燃料使用，但是其也可應(yīng)用到優(yōu)化其它因素，包括但不限于排放、調(diào)度、乘務(wù)員舒適和負(fù)荷沖擊。可在開發(fā)旅行計(jì)劃的開始使用該方法，并更重要地，適應(yīng)在啟動(dòng)旅行之后的目標(biāo)的改變。如這里討論的，本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例采用圖5中描繪的示范流程圖中圖示并在圖6中詳細(xì)描繪的示范三段示例的設(shè)置。如圖所示，盡管如這里所述旅行可分為兩段或多段T1、T2和T3，但是可能將旅行看作單一段。如這里所述，段邊界可能不導(dǎo)致等長段。取代的是，這些段使用自然或任務(wù)指定的邊界。對(duì)于每一段預(yù)先計(jì)算最佳旅行計(jì)劃。如果燃料使用相對(duì)旅行時(shí)間是要滿足的旅行目標(biāo)，則對(duì)于每一段生成燃料相對(duì)旅行時(shí)間的曲線。如這里所述，該曲線可基于其它因素，其中這些因素是旅行計(jì)劃要遭遇的目標(biāo)。當(dāng)旅行時(shí)間是確定的參數(shù)時(shí)，在滿足總體旅行時(shí)間約束的同時(shí)，計(jì)算每一段的旅行時(shí)間。圖6圖示了用于示范三段200英里旅行97的速度限制。還圖示了在200英里旅行98上的坡度改變。還示出了圖示隨著行進(jìn)時(shí)間的每一段旅行所使用的燃料的曲線的組合圖表99。利用前述最佳控制設(shè)置，本計(jì)算方法可得到這樣的旅行計(jì)劃，其具有指定行進(jìn)時(shí)間以及初始和最終速度，以滿足當(dāng)存在多個(gè)車站時(shí)的所有速度限制和機(jī)車能力約束。盡管以下詳細(xì)描述針對(duì)優(yōu)化燃料使用，但是其也可應(yīng)用到優(yōu)化這里討論的其它因素，例如但不限于排放。該方法可調(diào)和車站處的停留時(shí)間，并且如果需要(例如，在其中進(jìn)入或經(jīng)過旁軌的時(shí)間緊急(critical)的單一軌道操作中)，可考慮最早到達(dá)和離開地點(diǎn)的約束。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明得到在時(shí)間T中從距離Do行進(jìn)到Dm的燃料最佳旅行，其中M-l個(gè)中間停車站D,.....DM-,、以及這些車站的到達(dá)和離開時(shí)間由下式限定<formula>formulaseeoriginaldocumentpage22</formula>其中tarr(Di)、t鄉(xiāng)(D,)和M分別是第i車站的到達(dá)、離開、和最小停車時(shí)間。假設(shè)燃料最優(yōu)性暗示使得停車時(shí)間最小化，所以tdep(D,)二u(D,)+At,，消除了以上第二不等式。假設(shè)對(duì)于每一i=l.....M，已知行進(jìn)時(shí)間t的從距離Dw到Di的燃料最佳旅行，其中T訓(xùn)(i)3ST隨(i)。假設(shè)Fi(t)是與該旅行對(duì)應(yīng)的燃料使用。如果用Tj表示從D^到Dj的行進(jìn)時(shí)間，則Dj處的到達(dá)時(shí)間由下式給出<formula>formulaseeoriginaldocumentpage22</formula>其中Ato被定義為零。然后通過得到Ti而獲得在行進(jìn)時(shí)間T中從Do到Dm的燃料最佳旅行，其中卜l.....M,其在以下條件下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage23</formula><formula>formulaseeoriginaldocumentpage23</formula>使得下式最小化<formula>formulaseeoriginaldocumentpage23</formula>一旦旅行正在進(jìn)行，則問題是當(dāng)旅行行進(jìn)時(shí)、重新確定用于剩余旅行(原始地，在時(shí)間T中從Do到DM)的燃料最佳方案，但是千擾阻止遵循該燃料最佳方案。假設(shè)當(dāng)前距離和速度分別是x和v，其中Di-,〈x^Di。而且，假設(shè)自旅行開始以來的當(dāng)前時(shí)間為taet。然后通過得到《''j二'—L''Af'而獲得用于從x到Dm的剩余旅行(其在DM處保持原始到達(dá)時(shí)間)的燃料最佳方案，這在以下條件下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage23</formula><formula>formulaseeoriginaldocumentpage23</formula>使得下式最小化<formula>formulaseeoriginaldocumentpage23</formula>這里，《(H、')是在時(shí)間t中行進(jìn)的從x到Di的最佳旅行所使用的燃料，其中在X處具有初始速度V。如上所述，使能更有效的重新計(jì)劃的示范處理根據(jù)劃分的段構(gòu)造了從車站到車站的旅行的最佳方案。對(duì)于具有行進(jìn)時(shí)間Tj的從Dw到Di的旅行，選擇一組中間點(diǎn)D,i，j二l,...,Ni-l。假設(shè)Dk尸Dw并且a、，二。然后將從D卜,到Di的最佳旅行的燃料使用表達(dá)為尸涯其中厶'("'w-1'V,:;)是在時(shí)間t中行進(jìn)的從DkH到Dij的最佳旅行的燃料使用，初始和最終速度為Vii—i和vn。此外，tij是與距離Dii對(duì)應(yīng)的最佳旅行中的時(shí)間。通過定義，^"'.—。!=;。由于在DiQ和D巧處該火車停車，所以、:'二、、=0。以上表達(dá)式通過首先確定函數(shù)烏(')'1、7^v',然后得到「一、"X和、J^乂〈:X,而使得能夠替換確定函數(shù)F,(t),這在以下條件下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage24</formula>使得下式最小化<formula>formulaseeoriginaldocumentpage24</formula>通過選擇D,」(例如，在速度限制或滿足點(diǎn))，可使得(、''、.""'匿(7.力最小化，由此使得需要知道fji()的域最小化。基于上述分割，比上述更簡單的次優(yōu)重新計(jì)劃方案將重新計(jì)劃限制到其中火車在距離點(diǎn)A'i^^^M」^^^^的時(shí)間。在點(diǎn)D,」，可通過得到。:'""AV、W〈"^和r柳./〈,〃SM.1￡〃'r,加-z</〃￡Af.1i〃<iVw，而確定從&到Dm的新最佳旅行，這在以下條件下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage24</formula>使得下式最小化<formula>formulaseeoriginaldocumentpage24</formula>其中<formula>formulaseeoriginaldocumentpage24</formula>通過等待Tm(i<n^M)的重新計(jì)算直到到達(dá)距離點(diǎn)Di為止，而獲得進(jìn)一步簡化。以這種方式，在DHl和Di之間的點(diǎn)Dij處，僅需要對(duì)于、is^'^，./dc/^執(zhí)行以上最小化。如果需要，則增加Tj以調(diào)和任何比計(jì)劃的更長的從Dw到Dij的實(shí)際行進(jìn)時(shí)間。如果可能，可稍后通過在距離點(diǎn)D,重新計(jì)算Tm(i〈IT^M)，來補(bǔ)償該增加。對(duì)于上述閉環(huán)配置，將火車31從點(diǎn)A移動(dòng)到點(diǎn)B所需的總輸入能量包括四個(gè)分量之和，具體是，點(diǎn)A和B之間的動(dòng)能差、點(diǎn)A和B之間的勢(shì)能差、由于摩擦力和其它阻力損耗導(dǎo)致的能量損耗、以及由于應(yīng)用制動(dòng)而耗散的能量。假設(shè)開始和結(jié)束速度是相等的(例如，固定的)，則第一分量是零。此外，第二分量獨(dú)立于駕駛策略。由此，使得所述后兩個(gè)分量之和最小化就足夠了。遵循恒定速度分布圖使得阻力損耗最小化。遵循恒定速度分布圖也使得當(dāng)不需要制動(dòng)來維持恒定速度時(shí)輸入的總能量最小化。然而，如果需要制動(dòng)來維持恒定速度，則施加制動(dòng)以維持恒定速度將最可能增加所需要的總能量，因?yàn)樾枰a(bǔ)充(replenish)制動(dòng)所耗散的能量。存在這樣的可能性，即如果附加制動(dòng)損耗大于由制動(dòng)引起的阻力損耗中的結(jié)果減少的偏移，則通過降低速度變化，一些制動(dòng)可實(shí)際上降低總能量使用。在通過收集上述事件完成重新計(jì)劃之后，可利于這里描述的閉環(huán)控制來遵循新最佳檔位/速度計(jì)劃。然而，在可能沒有足夠時(shí)間來執(zhí)行上述分解段的計(jì)劃的一些情況下，特別是當(dāng)存在必須考慮的臨界速度限制時(shí)，替換方案可以是優(yōu)選的。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例利用稱為"智能巡航控制"的算法來實(shí)現(xiàn)其。該智能巡航控制算法是用于在飛行中(onthefly)生成用于在已知地形上駕駛火車31的能量有效(因此，燃料有效)次優(yōu)規(guī)定的有效處理。該算法假設(shè)一直知道火車31在軌道34上的位置，并知道軌道相對(duì)位置的坡度和曲率。該方法依賴于用于火車31的運(yùn)動(dòng)的點(diǎn)質(zhì)量(point-mass)模型，其參數(shù)可根據(jù)前述火車運(yùn)動(dòng)的在線測(cè)量來適應(yīng)性地進(jìn)行估計(jì)。該智能巡航控制算法具有三個(gè)主要分量，具體是充當(dāng)速度限制降低周圍的能量有效引導(dǎo)的修改的速度限制分布圖；嘗試使得最小化速度變化和制動(dòng)平衡的理想節(jié)流或動(dòng)態(tài)制動(dòng)設(shè)置分布圖；以及組合后兩個(gè)分量以產(chǎn)生換擋命令、并采用速度反饋環(huán)來補(bǔ)償當(dāng)與現(xiàn)實(shí)參數(shù)相比時(shí)的建模參數(shù)的失配的機(jī)制。智能巡航控制可調(diào)和本發(fā)明實(shí)施例中的策略，而無需主動(dòng)制動(dòng)(即，對(duì)駕駛員發(fā)信號(hào)燈并假定其提供必須的制動(dòng))或提供主動(dòng)制動(dòng)的變量(variant)。對(duì)于不控制動(dòng)態(tài)制動(dòng)的巡航控制算法，三個(gè)示范分量是充當(dāng)速度限制降低周圍的能量有效引導(dǎo)的修改的速度限制分布圖；當(dāng)應(yīng)該激活制動(dòng)時(shí)通知操作員的通知信號(hào)燈；嘗試使得最小化速度變化和通知操作員施加制動(dòng)平衡的理想節(jié)流分布圖、以及采用用于補(bǔ)償相對(duì)于現(xiàn)實(shí)參數(shù)的模型參數(shù)的失配的反饋環(huán)的機(jī)制。根據(jù)本發(fā)明的方面，還包括用于標(biāo)識(shí)火車31的關(guān)鍵參數(shù)值的方案。例如，對(duì)于估計(jì)火車質(zhì)量，可利用卡爾曼濾波器和遞歸最小二乘方方案，以檢測(cè)可隨時(shí)間發(fā)展的誤差。圖7描繪了本發(fā)明的示范流程圖。如先前所述的，例如派遣中心60的遠(yuǎn)程設(shè)備可提供本發(fā)明使用的信息。如圖示的，將這樣的信息提供給可執(zhí)行控制元件62。還提供給可執(zhí)行控制元件62的是機(jī)車建模信息數(shù)據(jù)庫63、例如但不限于軌道坡度信息和速度限制信息的軌道信息數(shù)據(jù)庫36、例如但不限于火車重量和阻力系數(shù)的估計(jì)火車參數(shù)、以及來自燃料比估計(jì)器64的燃料比表格?？蓤?zhí)行控制元件62將信息提供給計(jì)劃器12,這在圖1中進(jìn)行了更詳細(xì)的公開。一旦已計(jì)算了旅行計(jì)劃，就將該計(jì)劃提供給駕駛顧問、駕駛員或控制器元件51。.還將旅行計(jì)劃提供給可執(zhí)行控制元件62，使得當(dāng)提供其它新數(shù)據(jù)時(shí)，其可以比較該旅行。如上所述，駕駛顧問51可將檔位動(dòng)力自動(dòng)設(shè)置為預(yù)先建立的檔位設(shè)置或最佳連續(xù)檔位動(dòng)力值。除了向機(jī)車31供應(yīng)速度命令之外，提供顯示器68,使得操作員可瀏覽計(jì)劃器所推薦的內(nèi)容。搡作員也訪問控制板69。通過控制板69,操作員可判斷是否應(yīng)用推薦的檔位動(dòng)力。為此，操作員可限制目標(biāo)或推薦動(dòng)力。即，在任何時(shí)間，操作員總是具有操作機(jī)車編組的動(dòng)力設(shè)置的最終權(quán)限，包括如果旅行計(jì)劃推薦使火車31減速，是否應(yīng)用制動(dòng)。例如，如果在黑暗地形中操作，或者來自路邊器材的信息不能電子傳輸信息到火車，并且替代為搡作員瀏覽來自路邊器材的可視信號(hào)燈，則操作員基于在軌道數(shù)據(jù)庫中包括的信息和來自路邊器材的可視信號(hào)燈而輸入命令?；诨疖?1如何運(yùn)行，將有關(guān)燃料測(cè)量的信息提供給燃料比估計(jì)器64。由于燃料流的直接測(cè)量通常在機(jī)車編組中不可用，所以有關(guān)到旅行中到這點(diǎn)為止消耗的燃料和如果遵循最佳計(jì)劃在未來所投射的燃料的所有信息使用校準(zhǔn)的物理模型，例如在開發(fā)最佳計(jì)劃時(shí)使用的。例如，這樣的預(yù)測(cè)可包括但不限于使用測(cè)量的總馬力和已知燃料特性，以導(dǎo)出積累使用的燃料?；疖?1也具有例如上述GPS傳感器的定位器裝置30。將信息供應(yīng)到火車參數(shù)估計(jì)器65。這樣的信息可包括但不限于GPS傳感器數(shù)據(jù)、牽引/制動(dòng)作用力數(shù)據(jù)、制動(dòng)狀態(tài)數(shù)據(jù)、速度和速度數(shù)據(jù)的任何改變。利用有關(guān)坡度的信息和速度限制信息，將火車重量和阻力系數(shù)信息供應(yīng)到可執(zhí)行控制元件62。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例也允許在優(yōu)化計(jì)劃和閉環(huán)控制實(shí)現(xiàn)中始終使用連續(xù)可變動(dòng)力。在傳統(tǒng)機(jī)車中，通常將動(dòng)力量化為8個(gè)離散級(jí)?，F(xiàn)代機(jī)車可實(shí)現(xiàn)可在先前描述的優(yōu)化方法中合并的馬力的連續(xù)變化。利用連續(xù)動(dòng)力，機(jī)車42可例如通過最小化輔助負(fù)荷和動(dòng)力傳輸損耗、以及將引擎馬力微調(diào)達(dá)到最佳效率的區(qū)域或達(dá)到增加排放容限的點(diǎn)，而進(jìn)一步優(yōu)化操作條件。示例包括但不限于使得冷卻系統(tǒng)損耗最小化、調(diào)整交流發(fā)電機(jī)電壓、調(diào)整引擎速度、并降低動(dòng)力軸的數(shù)目。此外，機(jī)車42可使用車載軌道數(shù)據(jù)庫36和預(yù)報(bào)的性能需求，以使得輔助負(fù)荷和動(dòng)力傳輸損耗最小化，從而提供目標(biāo)燃料消耗/排放的最佳效率。示例包括但不限于降低平坦地形上的動(dòng)力軸的數(shù)目并在進(jìn)入隧道之前預(yù)先冷卻機(jī)車引擎。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例還可使用車載軌道數(shù)據(jù)庫36和預(yù)報(bào)的性能，以調(diào)整機(jī)車性能，例如當(dāng)火車接近小山和/或隧道時(shí)，確保火車具有足夠的速度。例如，這可表達(dá)為在特定地點(diǎn)的速度約束，這成為解方程(0P)所創(chuàng)建的最佳計(jì)劃生成的部分。另外，實(shí)施例可合并火車處置的規(guī)則，例如但不限于牽引作用力爬坡速率(.ramprates)和最大制動(dòng)作用力爬坡速率。這些可直接合并到最佳旅行分布圖的公式中或作為選擇地合并到用于控制動(dòng)力應(yīng)用以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)速度的閉環(huán)調(diào)節(jié)器中。.在優(yōu)選實(shí)施例中，僅在火車編組的領(lǐng)頭機(jī)車上安裝本發(fā)明。即使根據(jù)某些方面，本發(fā)明不依賴于數(shù)據(jù)或與其它機(jī)車的交互作用，其也可集成在美國專利號(hào)6691957和專利申請(qǐng)?zhí)?0/429596(兩者均由受讓人擁有并通過引用而合并)所公開的編組管理器、功能和/或編組優(yōu)化器功能中，以改善效率。如這里描述的派遣中心仲裁兩個(gè)"獨(dú)立優(yōu)化的"火車的示例所圖示的，不排除與多個(gè)火車的交互作用。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例可用于其中機(jī)車不相鄰的編組，例如一個(gè)或多個(gè)機(jī)車在前面，而其它機(jī)車在火車的中部和后部。這樣的配置被稱為分散動(dòng)力，其中用無線電鏈路或輔助線纜來替代機(jī)車之間的標(biāo)準(zhǔn)連接，以外部鏈接機(jī)車。當(dāng)以分散動(dòng)力操作時(shí)，領(lǐng)頭機(jī)車中的操作員可經(jīng)由例如分散動(dòng)力控制元件的控制系統(tǒng)來控制編組中的遠(yuǎn)程機(jī)車的操作功能。具體來說，當(dāng)以分散動(dòng)力操作時(shí)，操作員可命令每一機(jī)車編組以不同檔位動(dòng)力級(jí)操作(或者一個(gè)編組可監(jiān)視驅(qū)動(dòng)，而另一編組可制動(dòng))，其中機(jī)車編組中的每一機(jī)車以相同檔位動(dòng)力操作。具有分散動(dòng)力系統(tǒng)的火車可以以不同模式操作。在一種模式中，火車中的所有機(jī)車以同一檔位命令操作。如果領(lǐng)頭機(jī)車正命令以檔位N8驅(qū)動(dòng)，則火車中的所有單元被命令以檔位N8生成驅(qū)動(dòng)。在"獨(dú)立"控制模式中，在火車中分散的機(jī)車或機(jī)車組可以以不同的驅(qū)動(dòng)或制動(dòng)動(dòng)力進(jìn)行操作。例如，當(dāng)火車到達(dá)山頂時(shí)，(在山脈的下坡上)的領(lǐng)頭機(jī)車可以處于制動(dòng)模式，而(在山脈的上坡上)的火車中部或后部的機(jī)車可處于驅(qū)動(dòng)模式。這么做是為了使得連接鐵路車廂和機(jī)車的機(jī)械車鉤上的拉力最小化。傳統(tǒng)上，以"獨(dú)立"模式操作分散動(dòng)力系統(tǒng)要求操作員經(jīng)由領(lǐng)頭機(jī)車中的顯示器手動(dòng)命令每一遠(yuǎn)程機(jī)車或機(jī)車組。利用基于物理的計(jì)劃模型、火車設(shè)置信息、車載軌道數(shù)據(jù)庫、車載操作規(guī)則、地點(diǎn)確定系統(tǒng)、實(shí)時(shí)閉環(huán)動(dòng)力/制動(dòng)控制、和傳感器反饋，該系統(tǒng)可以以"獨(dú)立"模式自動(dòng)操作該動(dòng)力分散型火車。當(dāng)以分散動(dòng)力操作時(shí)，領(lǐng)頭機(jī)車中的操作員可經(jīng)由例如分散動(dòng)力控制元件的控制系統(tǒng)來控制遠(yuǎn)程機(jī)組中的遠(yuǎn)程機(jī)車的操作功能。由此，當(dāng)以分f欠動(dòng)力操作時(shí)，操作員可命令每一機(jī)車編組以不同檔位動(dòng)力級(jí)操作(或者一個(gè)編組可驅(qū)動(dòng)，而另一編組可制動(dòng))，其中機(jī)車編組中的每一單獨(dú)機(jī)車以相同檔位動(dòng)力操作。在示范實(shí)施例中，在火車上安裝本發(fā)明,，優(yōu)選地在與分散動(dòng)力控制元件的通信中，當(dāng)期望遠(yuǎn)程機(jī)車編組的檔位動(dòng)力級(jí)為優(yōu)選旅行計(jì)劃所推薦的肘，本發(fā)明的實(shí)施例將該動(dòng)力設(shè)置傳遞到遠(yuǎn)程機(jī)車編組，用于實(shí)現(xiàn)。如下面討論的，類似地實(shí)現(xiàn)制動(dòng)應(yīng)用。當(dāng)以分散動(dòng)力操作時(shí)，先前描述的優(yōu)化問題可增強(qiáng)以允許附加自由度，因?yàn)槊恳贿h(yuǎn)程單元可與領(lǐng)頭單元獨(dú)立地受控制。該值是可在性能函數(shù)中合并與火車內(nèi)力相關(guān)的附加目標(biāo)或約束，假設(shè)也包括反映火車內(nèi)力的模型。由此，本發(fā)明的各方面可包括使用多節(jié)流控制，以更好地管理火車內(nèi)力以及燃料消耗和排放。在利用編組管理器的火車中，機(jī)車編組中的領(lǐng)頭機(jī)車可以以與該編組中的其它機(jī)車不同的檔位動(dòng)力設(shè)置來操作。編組中的其它機(jī)車以相同檔位動(dòng)力設(shè)置操作?？山Y(jié)合編組管理器來利用本發(fā)明的實(shí)施例，以命令編組中的機(jī)車的檔位動(dòng)力設(shè)置。由此，由于編組管理器將機(jī)車編組劃分為兩組，領(lǐng)頭機(jī)車和隨后單元，所以將命令領(lǐng)頭機(jī)車以某一檔位動(dòng)力操作，并可命令隨后機(jī)車以不同的檔位動(dòng)力操作。在示范實(shí)施例中，分散動(dòng)力控制元件可以是其中執(zhí)行該操作的系統(tǒng)和/或設(shè)備。類似地，當(dāng)編組優(yōu)化器用于機(jī)車編組時(shí)，可結(jié)合該編組優(yōu)化器來使用本發(fā)明的實(shí)施例，以確定機(jī)車編組中的每一機(jī)車的檔位動(dòng)力。例如，假設(shè)旅行計(jì)劃推薦機(jī)車編組的檔位動(dòng)力設(shè)置為四?；诨疖嚨攸c(diǎn)，編組優(yōu)化器將獲得該信息，并然后確定該編組中每一機(jī)車的檔位動(dòng)力設(shè)置。在該實(shí)現(xiàn)中，改善了火車間通信信道上的檔位動(dòng)力設(shè)置的設(shè)置效率。此外，如上所述，可利用分散控制系統(tǒng)來執(zhí)行該配置的實(shí)現(xiàn)。此外，如先前討論的，本發(fā)明的實(shí)施例可基于即將到來的感興趣的項(xiàng)目，例如但不限于鐵路閘口(crossings),坡道改變、接近旁軌、接近火車站站場(chǎng)(depotyards)以及接近燃料站，用于當(dāng)火車編組使用制動(dòng)時(shí)的連續(xù)校正和重新計(jì)劃，其中編組中的每一機(jī)車可需要不同的制動(dòng)選項(xiàng)。例如，如果火車開向小山，則領(lǐng)頭機(jī)車可不得不進(jìn)入制動(dòng)條件，而還沒有到達(dá)山峰的遠(yuǎn)程機(jī)車可能不得不停留在驅(qū)動(dòng)狀態(tài)中。圖8、9和IO描繪了搡作員使用的動(dòng)態(tài)顯示的示范圖示。圖8圖示了提供的旅行分布圖72。在該分布圖中，指明了機(jī)車的地點(diǎn)73。提供了火車中的例如火車長度105和車廂數(shù)目106的信息。還提供有關(guān)軌道坡度107、彎道和路邊元件]08的信息，包括橋地點(diǎn)109和火車速度10。顯示68允許操作員瀏覽這樣的信息并還看到火車在路線上的位置。提供與例如閘口112、信號(hào)燈114、變速車道116、路標(biāo)118和目的地120的地點(diǎn)的距離和/或估計(jì)到達(dá)時(shí)間有關(guān)的信息。還提供到達(dá)時(shí)間管理工具125,以允許用戶確定旅行期間實(shí)現(xiàn)的燃料節(jié)約。操作員具有改變到達(dá)時(shí)間127并目睹其如何影響燃料節(jié)約的能力。如這里討論的，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到燃料節(jié)約僅是可利用管理工具回顧的一個(gè)目標(biāo)的示范示例。由此，取決于瀏覽的參數(shù)，可利用操作員可視的管理工具瀏覽和估計(jì)這里描述的其他參數(shù)。還向搡作員提供有關(guān)乘務(wù)員操作火車的持續(xù)時(shí)間的信息。在示范實(shí)施例中，時(shí)間和距離信息中的任一個(gè)可圖示為在特定事件和/或地點(diǎn)之前的時(shí)間和/或距離，或者其可提供總用時(shí)。'如圖9所示，示范顯示提供有關(guān)編組數(shù)據(jù)130、事件和地勢(shì)圖形132、到達(dá)時(shí)間管理工具134、和動(dòng)作按鍵136的信息。也在該顯示中提供上述類似信息。顯示68也提供動(dòng)作按鍵138,以允許操作員重新計(jì)劃以及脫離(disengage)140本發(fā)明不同實(shí)施例的設(shè)備。圖]0描繪了顯示的另一示范實(shí)施例。包括氣閘狀態(tài)72、其中插入數(shù)字的模擬速度計(jì)74、以及有關(guān)以磅數(shù)表示的牽引作用力的信息(或用于DC機(jī)車的牽引安培)的現(xiàn)代機(jī)車的典型信息是可視的。指示器74示出了正執(zhí)行的計(jì)劃中的當(dāng)前最佳速度以及加速計(jì)圖示，以補(bǔ)克mph/分鐘的讀出。最佳計(jì)劃執(zhí)行的重要新數(shù)據(jù)在屏幕的中心，包括起伏的條狀圖示76,具有與這些變量的當(dāng)前歷史相比的最佳速度和檔位設(shè)置與距離。在該示范實(shí)施例中，利用定位器元件得出火車的地點(diǎn)。如圖所示，通過標(biāo)識(shí)火車距其最終目的地有多遠(yuǎn)、絕對(duì)位置、初始目的地、中間點(diǎn)和/或操作員輸入，來提供地點(diǎn)。條狀圖提供了對(duì)遵循最佳計(jì)劃所需的速度改變的預(yù)測(cè)，這在手動(dòng)控制中是有用的，并在自動(dòng)控制期間監(jiān)視計(jì)劃與實(shí)際情況。如這里討論的，例如當(dāng)在訓(xùn)練模式中時(shí)，操作員可遵循本發(fā)明建議的檔位或速度。豎線給出了期望的和實(shí)際的檔位的圖示，其也在條狀圖的下面數(shù)字地顯示。當(dāng)利用連續(xù)檔位動(dòng)力時(shí)，如上所述，顯示可僅在最接近的離散等效物周圍，該顯示器可以是模擬顯示器，使得顯示模擬等效物或百分比或?qū)嶋H馬力/牽引作用力。有關(guān)旅行狀態(tài)的臨界信息顯示在屏幕上，并示出了火車遇到的當(dāng)前坡度88,由領(lǐng)頭機(jī)車、沿火車的別處地點(diǎn)遇到，或由火車長度的平均值遇到。還公開了計(jì)劃中行進(jìn)的積累距離90、積累使用的燃料92、計(jì)劃的下一車站的地點(diǎn)或距離94、以及下一站的當(dāng)前和規(guī)劃到達(dá)時(shí)間96。顯示68還示出了在計(jì)算的計(jì)劃可用的情況下到目的地的最大可能時(shí)間。如果需要稍晚到達(dá)，則執(zhí)行重新計(jì)劃。德爾塔計(jì)劃數(shù)據(jù)示出了當(dāng)前最佳計(jì)劃之前或之后的燃料和調(diào)度狀態(tài)。負(fù)數(shù)表示與計(jì)劃相比更少燃料或更早，正數(shù)表示與計(jì)劃相比更多燃料或更晚。典型地，這些參數(shù)沿相反方向折衷(減慢以節(jié)約燃料使得火車晚，反之亦然)。這些顯示68—直給予操作員關(guān)于當(dāng)前制定的駕駛計(jì)劃的旅行狀態(tài)的簡短描述(snapshot)。該顯示僅是為了圖示的目的，因?yàn)榇嬖谟糜谙虿僮鲉T和/或派遣中心顯示/傳遞該信息的多種其他方式。.為此，可向該顯示添加上述信息的任意其他項(xiàng)，以提供與公開的那些不同的顯示?？稍诒景l(fā)明其他實(shí)施例中包括的其他特征包括但不限于生成數(shù)據(jù)日志和報(bào)告。該信息可存儲(chǔ)在火車上或下載到車下系統(tǒng)。該下載可經(jīng)由手動(dòng)和/或無線傳輸而發(fā)生。該信息也可經(jīng)由機(jī)車顯示器由操作員瀏覽。該數(shù)據(jù)可包括例如但不限于操作員輸入、系統(tǒng)可操作的時(shí)間、節(jié)約的燃料、火車中機(jī)車之間的燃料不平衡、不在規(guī)定過程的火車旅程和例如GPS傳感器故障的系統(tǒng)診斷問題的信息。由于旅行計(jì)劃也必須考慮許可乘務(wù)員操作時(shí)間，所以本發(fā)明的實(shí)施例可當(dāng)計(jì)劃旅行時(shí)考慮這樣的信息。例如，如果乘務(wù)員可工作的最大時(shí)間是八小時(shí)，則旅行可被形成為包括用于新乘務(wù)員替換當(dāng)前乘務(wù)員的停車地點(diǎn)。這樣的特定停車地點(diǎn)包括但不限于鐵路站場(chǎng)、相遇/經(jīng)過的地點(diǎn)等。當(dāng)進(jìn)行旅行時(shí)，如果可超出旅行時(shí)間，則操作員可無視本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，以滿足操作員確定的其他標(biāo)準(zhǔn)。最終，不管例如但不限于高負(fù)荷、低速度、火車伸展條件等的火車的操作條件，操作員保持在控制之下，以命令火車的安全速度和/或操作條件。根據(jù)本發(fā)明的不同方面，火車可在多個(gè)不同操作構(gòu)思中操作。在一個(gè)操作構(gòu)思中，本發(fā)明提供用于命令推進(jìn)和動(dòng)態(tài)制動(dòng)的命令。操作員處置所有其他火車功能。在另一操作構(gòu)思中，本發(fā)明提供用于僅命令推進(jìn)的命令。操作員處置動(dòng)態(tài)制動(dòng)和所有其他火車功能。在另一操作構(gòu)思中，本發(fā)明提供用于命令推進(jìn)、動(dòng)態(tài)制動(dòng)和應(yīng)用氣閘的命令。操作員處置所有其他火車功能。本發(fā)明的實(shí)施例還可向操作員通知感興趣的即將到來的項(xiàng)目或要采取的動(dòng)作，例如本發(fā)明的預(yù)報(bào)邏輯、優(yōu)化旅行計(jì)劃的繼續(xù)校正和重新計(jì)劃、軌道數(shù)據(jù)庫。還可向操作員通知即將到來的閘口、信號(hào)燈、坡度改變、制動(dòng)動(dòng)作、旁軌、鐵路站場(chǎng)、燃料站等。這些通知可以可聽地和/或通過操作員接口發(fā)生。特別是，利用基于物理的計(jì)劃模型、火車設(shè)置信息、車載軌道數(shù)據(jù)庫、車上操作規(guī)則、地點(diǎn)確定系統(tǒng)、實(shí)時(shí)閉環(huán)動(dòng)力/制動(dòng)控制、以及傳感器反饋，系統(tǒng)向操作員呈現(xiàn)和/或通知需要的動(dòng)作。該通知可以是可視的和/或可聽的。示例包括通知要求操作員激活機(jī)車號(hào)和/或鈴的閘口和不要求操作員激活機(jī)車號(hào)或鈴的"無聲"閘口。在另一示范實(shí)施例中，利用上述基于物理的計(jì)劃模型、火車設(shè)置信息、車載軌道數(shù)據(jù)庫、車上操作規(guī)則、地點(diǎn)確定系統(tǒng)、實(shí)時(shí)閉環(huán)動(dòng)力/制動(dòng)控制、以及傳感器反饋，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例可呈現(xiàn)允許操作員觀察火車何時(shí)將到達(dá)各地點(diǎn)的操作員信息(例如，顯示器上的刻度)，如圖9所示。系統(tǒng)允許操作員調(diào)整旅行計(jì)劃(目標(biāo)到達(dá)時(shí)間)。也可將該信息(需要導(dǎo)出車下的實(shí)際估計(jì)到達(dá)時(shí)間或信息)傳遞到派遣中心，以允許派遣員或派遣系統(tǒng)調(diào)整目標(biāo)到達(dá)時(shí)間。這允許系統(tǒng)快速調(diào)整和優(yōu)化合適的目標(biāo)功能(例如，折衷速度和燃料使用)。多個(gè)鐵路車輛(機(jī)車、鐵路車廂、火車、路上維護(hù)車輛和其它動(dòng)力車輛)在固定或可移動(dòng)軌道段(稱為軌道區(qū)間)內(nèi)在鐵路網(wǎng)絡(luò)上操作，其中區(qū)間入口點(diǎn)處的實(shí)或合成信號(hào)燈指明區(qū)間的當(dāng)前狀態(tài)。該信號(hào)燈向接近該區(qū)間的鐵路車輛的操作員建議是否允許進(jìn)入該區(qū)間，并且如果是，則也可建議可進(jìn)入該區(qū)間的限速。該區(qū)間進(jìn)入速度典型地響應(yīng)于沿著車輛的當(dāng)前行進(jìn)路徑的下一個(gè)(多個(gè))隨后區(qū)間的狀態(tài)而確定。區(qū)間信號(hào)燈包括提供信號(hào)燈指示的信號(hào)燈示象(aspect)(例如有色燈或手臂位置的可視元件)。該指示向車輛操作員建議是否可進(jìn)入該區(qū)間，并當(dāng)車輛進(jìn)入該區(qū)間并通過該區(qū)間行進(jìn)時(shí)，還可建議(多個(gè))車輛速度。例如，該指示可命令車輛一旦進(jìn)入該區(qū)間或在該區(qū)間中的特定地點(diǎn)，就立即降低速度。該指示還可命令下一區(qū)間的速度限制。區(qū)間占有率檢測(cè)器感測(cè)車輛是否占用了區(qū)間，并因此關(guān)聯(lián)控制組件配置所占用的區(qū)間之前的區(qū)間信號(hào)燈。存在多個(gè)不同類型的區(qū)間信號(hào)燈示象，每一示象具有與示象關(guān)聯(lián)的唯一指示。例如，亮信號(hào)燈可包括控制為開或關(guān)狀態(tài)的單一有色燈、或由單一燈照亮的多色透鏡，其中控制透鏡移動(dòng)以將期望的透鏡顏色放置在燈前面。其它燈信號(hào)燈包括可操作為具有多個(gè)有色透鏡和閃光燈的多個(gè)燈。盡管當(dāng)車輛接近示象時(shí)，車輛操作員將可視地感知到該信號(hào)燈示象，但是各種車上組件也將該示象傳遞到操作員。軌道信號(hào)燈附近的電組件生成代表該信號(hào)燈示象的電信號(hào)。當(dāng)車輛經(jīng)過或靠近這些組件時(shí)，將電信號(hào)傳輸?shù)綑C(jī)車上的感應(yīng)拾取線圈。由此在機(jī)車駕駛室(cab)中向操作員呈現(xiàn)信號(hào)燈示象的指示。其它信令系統(tǒng)包括軌道信號(hào)燈和機(jī)車之間的無線通信鏈路。接近另一車輛占用的區(qū)間的車輛將(典型地)看到指示車輛必須在尚未到達(dá)該區(qū)間時(shí)停車的紅色示象。接近未占用區(qū)間(清除區(qū)間)的車輛將典型地看到指示車輛可以按照其當(dāng)前速度進(jìn)入該區(qū)間的綠色示象。黃色示象的各種配置指示限速進(jìn)入該區(qū)間并限速穿過該區(qū)間。例如，軌道段包括第一和第二串行區(qū)間，其中第一車輛接近第一區(qū)間，而第二車輛占用第二區(qū)間?？稍试S接近的第一車輛按照以下限速進(jìn)入第一區(qū)間，該限速允許如果第一車輛在第二車輛離開第二區(qū)間之前到達(dá)第二區(qū)間的入口點(diǎn)、則第一車輛安全停車。由此，車輛一個(gè)一個(gè)區(qū)間地穿過軌道網(wǎng)絡(luò)，其中控制每一區(qū)間的入口，以避免其中兩個(gè)車輛占用同一區(qū)間的情況。轉(zhuǎn)轍器(switches)。轉(zhuǎn)轍器信號(hào)燈指示由轉(zhuǎn)轍器分支定義的區(qū)間的狀態(tài)，并還可指示轉(zhuǎn)轍器位置，這允許接近車輛的操作員確定是否對(duì)于期望的軌道分支設(shè)置該轉(zhuǎn)轍器。區(qū)間信號(hào)燈示象(和轉(zhuǎn)轍器信號(hào)燈示象)以及關(guān)聯(lián)指示基于區(qū)間的占用狀態(tài)而精確地建議區(qū)間(和轉(zhuǎn)轍器)的實(shí)時(shí)狀態(tài)。然而，為了控制鐵路網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)上的各車輛的移動(dòng)，派遣人員可能必須根據(jù)穿過網(wǎng)絡(luò)的車輛的規(guī)劃的未來地點(diǎn)，來設(shè)置區(qū)間信號(hào)燈和轉(zhuǎn)轍器信號(hào)燈。隨著這樣的關(guān)于未來車輛地點(diǎn)的預(yù)測(cè)向后擴(kuò)展到未來，這樣的預(yù)測(cè)越來越不精確。車輛移動(dòng)的不可預(yù)測(cè)的性質(zhì)可促使派遣人員保守地設(shè)置信號(hào)燈，導(dǎo)致穿過鐵路網(wǎng)絡(luò)的降低的效率。這些未來區(qū)間和轉(zhuǎn)轍器信號(hào)燈預(yù)測(cè)的不確定性是由于許多不可控制的原因引起的，包括但不限于例如天氣、雪、冰和暴風(fēng)雨的環(huán)境條件；例如車廂、機(jī)車、鐵路和路邊器材的器材機(jī)械故障；例如車輛處置和速度設(shè)置的乘務(wù)員工作行為；例如軌道和路邊器材修理的維護(hù)工作；以及車輛事故和出軌。結(jié)果，僅對(duì)于到目前為止并包括當(dāng)前狀態(tài)的過去狀態(tài)，而精確知道其中至少兩個(gè)車輛穿過或利用同一軌道段的軌道段的任意區(qū)間信號(hào)燈或轉(zhuǎn)轍器信號(hào)燈的狀態(tài)。上述旅行優(yōu)化器的實(shí)施例基于車輛行進(jìn)路徑上的下一區(qū)間或轉(zhuǎn)轍器信號(hào)燈的狀態(tài)，而使車輛減慢或使車輛停車。一般來說，旅行優(yōu)化器算法將速度降低為使得燃料消耗最小化的速率，這允許車輛象要求的那樣在期望的軌道地點(diǎn)達(dá)到期望的速度，以執(zhí)行區(qū)間占用規(guī)則和速度限制。例如，如果當(dāng)?shù)谝卉囕v進(jìn)入?yún)^(qū)間時(shí)向該第一車輛呈現(xiàn)限制指示，則標(biāo)準(zhǔn)車輛控制規(guī)則要求該車輛減慢到指定速度，使得在第一車輛到達(dá)區(qū)間進(jìn)入點(diǎn)時(shí)當(dāng)前占用下一區(qū)間的第二車輛還沒有騰出地方的情況下，第一車輛可在進(jìn)入下一區(qū)間之前安全停車。根據(jù)旅行優(yōu)化器的其它實(shí)施例，對(duì)前面的區(qū)間信號(hào)燈的狀態(tài)進(jìn)行預(yù)期或可能性確定，并且根據(jù)最可能的將來區(qū)間狀態(tài)來控制車輛的速度軌跡，由此在增加網(wǎng)絡(luò)吞吐量的同時(shí)優(yōu)化燃料消耗。如果接下來的幾個(gè)(例如，一個(gè)、兩個(gè)、三個(gè)或多個(gè))信號(hào)燈的當(dāng)前狀態(tài)是已知的(由它們的相應(yīng)區(qū)間占用率確定)，并且可攔截車輛路徑的其它車輛的地點(diǎn)、速度、到達(dá)時(shí)間和/或行進(jìn)方向(例如，行進(jìn)參數(shù))是已知的，則旅行優(yōu)化器對(duì)車輛將遭遇的信號(hào)燈的將來狀態(tài)進(jìn)行可能性確定。響應(yīng)于此，旅行優(yōu)化器基于所確定的在車輛到達(dá)這些信號(hào)燈之前隨后區(qū)間信號(hào)燈將改變/清除的可能性，而修改車輛的速度軌跡(牽引和制動(dòng)作用力施加)。由于可能性確定不能決定性地確定隨后信號(hào)燈的將來狀態(tài)，所以旅行優(yōu)化器還控制車輛的速度軌跡，以允許在向車輛呈現(xiàn)的實(shí)時(shí)信號(hào)燈狀態(tài)不同于預(yù)測(cè)的狀態(tài)時(shí)，該車輛可安全停車或減慢?？赡苄源_定可指示當(dāng)車輛接近沿著車輛行進(jìn)路徑的軌道區(qū)間時(shí)、這些區(qū)間是否可清除，這允許不受阻礙地進(jìn)入該清除區(qū)間。在確定該可能性時(shí)，可考慮多個(gè)車輛和軌道網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和條件。如果確定的可能性相對(duì)高，則根據(jù)響應(yīng)于預(yù)測(cè)的區(qū)間狀態(tài)的速度軌跡來控制車輛。一般來說，旅行優(yōu)化器將不使用低可能性預(yù)測(cè)的將來區(qū)間占用率來控制車輛。例如，假設(shè)前方區(qū)間當(dāng)前被占用，但是確定以下事件具有相對(duì)高的可能性當(dāng)車輛到達(dá)區(qū)間進(jìn)入點(diǎn)時(shí)，區(qū)間將被清除。車輛的旅行優(yōu)化器由此根據(jù)區(qū)間將被清除的預(yù)測(cè)來確定車輛的速度軌跡。由此在該行進(jìn)間隔期間優(yōu)化了車輛的燃料消耗。然而，速度軌跡也可考慮前方區(qū)間沒有象預(yù)測(cè)的那樣被清除的可能性。認(rèn)識(shí)到該條件發(fā)生的可能性低于清除區(qū)間，速度軌跡包括速度降低的延遲開始，即，如果前方區(qū)間沒有被清除，則根據(jù)需要，將速度降低延遲到提供使車輛停車或減慢的足夠時(shí)間/距離的稍后時(shí)間或者前方軌道地點(diǎn)。然而，速度降低的延遲開始可需要更強(qiáng)烈的制動(dòng)施加，以使得車輛減慢或停車。但是認(rèn)識(shí)到將實(shí)際上需要更強(qiáng)烈的制動(dòng)施加的似然性很低。由此，一個(gè)實(shí)施例的旅行優(yōu)化器在滿足區(qū)間占用規(guī)則的同時(shí)進(jìn)一步優(yōu)化車輛旅行期間的燃料消耗。如果關(guān)于將來區(qū)間占用的預(yù)測(cè)是錯(cuò)誤的，則仍然可實(shí)現(xiàn)一些燃料優(yōu)化。此外，在鐵路網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用這些可能性構(gòu)思將改善多數(shù)車輛的燃料效率，因?yàn)槎鄶?shù)車輛遭遇了可預(yù)測(cè)的軌道占用率。盡管各車輛的燃料消耗可能并不總是優(yōu)化的，但是將改善整個(gè)鐵路網(wǎng)絡(luò)的燃料消耗?？梢砸愿蟮木阮A(yù)測(cè)時(shí)間上更靠近的事件，并因此可以以更大的信心將該事件實(shí)現(xiàn)在它們將遵循的旅行優(yōu)化器速度軌跡中。例如，對(duì)于包括第一和第二串行區(qū)間的軌道網(wǎng)絡(luò)，如果前方車輛幾乎從第二區(qū)間中清除，則可能沒有必要在感興趣的車輛進(jìn)入第一區(qū)間時(shí)使得該車輛減慢，因?yàn)樵诟信d趣的車輛到達(dá)第二區(qū)間的入口點(diǎn)之前，前方車輛將可能清除了第二區(qū)間。因此，旅行優(yōu)化器算法基于信號(hào)燈將清除的可能性來修改感興趣的車輛的速度軌跡，允許其按照維持的速度行進(jìn)通過該區(qū)間。在一個(gè)實(shí)施例中，旅行優(yōu)化器使用閾值可能性來確定速度軌跡。例如，如果前面區(qū)間將清除的可能性大于預(yù)定閾值可能性，則假設(shè)前方清除的區(qū)間來確定速度軌跡，如果將來事件不是象預(yù)測(cè)的那樣，允許根據(jù)需要使車輛停車或減慢。在另一實(shí)施例中，代替使用閾值可能性值，所確定的可能性控制啟動(dòng)速度降低的時(shí)間/軌道地點(diǎn)。前方區(qū)間將清除(即，車輛將看到綠色指示，并由此被允許以其當(dāng)前速度進(jìn)入該區(qū)間)的較低可能性將導(dǎo)致更早的(即，時(shí)間/軌道地點(diǎn))速度降低啟動(dòng)。開始速度降低的時(shí)間/軌道地點(diǎn)響應(yīng)于該可能性。燈前方區(qū)間將清除的較高可能性導(dǎo)致較晚開始速度降低。開始速度降低的時(shí)間/軌道地點(diǎn)再次響應(yīng)于該可能性值。然而，啟動(dòng)速度降低的時(shí)間/軌道地點(diǎn)總是被確定為當(dāng)車輛遭遇軌道信號(hào)燈時(shí)，允許實(shí)時(shí)遵照(comp1iancewith)該軌道信號(hào)燈?？衫鐝蔫F路派遣中心通過無線通信鏈路供應(yīng)確定上述可能性所需的例如車輛地點(diǎn)、它們的速度和行進(jìn)路徑的操作信息，以由車上旅行優(yōu)化器使用。作為選擇，可通過機(jī)車和派遣中心之間的其它通信鏈路來供應(yīng)該信息。在工作車輛之間具有通信鏈路的鐵路網(wǎng)絡(luò)中，可在同一行進(jìn)路徑上的車輛之間直接供應(yīng)該信息。可以由感興趣的車輛前方的車輛來提供該信息。例如，前方車輛可建議其速度、位置和清除該區(qū)間的估計(jì)時(shí)間中的一個(gè)或多個(gè)。作為選擇，如果前方車輛供應(yīng)地點(diǎn)、速度、速度軌跡(基于坡度/軌道信息)、距下一區(qū)間的距離中的一個(gè)或多個(gè)，則在感興趣的車輛上運(yùn)行的旅行優(yōu)化器算法可計(jì)算下一區(qū)間的預(yù)測(cè)狀態(tài)。在另一實(shí)施例中，感興趣的車輛可基于前方車輛的類型，例如乘客、高優(yōu)先級(jí)或低優(yōu)先級(jí)，來估計(jì)將清除下一區(qū)間的時(shí)間?？筛鶕?jù)其確定前方清除區(qū)間的可能性的信息也可從信號(hào)燈直接供應(yīng)到車輛。取決于旅行優(yōu)化算法運(yùn)行的地點(diǎn)，可通過有線、無線、射頻、聲學(xué)、電力線載波、光學(xué)和手動(dòng)操作員技術(shù)來將操作信息傳送到該地點(diǎn)。根據(jù)另一實(shí)施例，旅行優(yōu)化器使用過去經(jīng)驗(yàn)的知識(shí)或通常遇到的隨后信號(hào)燈的指示，來預(yù)測(cè)這些信號(hào)燈的狀態(tài)，并根據(jù)這些預(yù)測(cè)來開發(fā)速度軌跡。如果存在信號(hào)燈將清除的相對(duì)高的可能性(基于過去經(jīng)驗(yàn))，則車輛可能沒有必要減慢。代替的是，可將速度降低(通過施加制動(dòng)作用力或降低牽引作用力)延遲到稍后時(shí)間或軌道地點(diǎn)。在該時(shí)間或軌道地點(diǎn)，確定實(shí)時(shí)信號(hào)燈狀態(tài)，并且相對(duì)于速度控制作出的判決，例如如果信號(hào)燈還沒有清除，則開始根據(jù)需要減慢車輛以在期望地點(diǎn)停車，或者如果還沒有清除這些信號(hào)燈，則允許車輛按照該速度經(jīng)過該區(qū)間。圖IIA和11B圖示了鐵路火車的所描述的構(gòu)思。區(qū)間401中的沿箭頭404指示的方向行進(jìn)的火車400在區(qū)間412的入口點(diǎn)處接近黃色信號(hào)燈示象408，并在區(qū)間420的入口點(diǎn)處接近紅色信號(hào)燈示象414。沿箭頭423指示的方向行進(jìn)的火車418似乎靠近區(qū)間420的出口。圖11B圖示了當(dāng)火車400越過區(qū)間401時(shí)、當(dāng)火車400不知道有關(guān)區(qū)間412和420的狀態(tài)的信息時(shí)的火車400的速度軌跡440。在橫坐標(biāo)上呈現(xiàn)速度值，而在縱坐標(biāo)上呈現(xiàn)時(shí)間、距離或地點(diǎn)?？梢钥闯?，根據(jù)軌跡段440A,火車從速度S1減慢，以在信號(hào)燈408處達(dá)到速度S2。速度S2足夠慢，以允許火車減速，從而如果當(dāng)火車400到達(dá)入口點(diǎn)時(shí)火車418還沒有離開區(qū)間420,則火車400可在區(qū)間420的入口處(信號(hào)燈示象4]4)停車?？稍趨^(qū)間412中采用不同減速功能或軌跡段440B，使得在信號(hào)燈示象414處的速度D3為零。作為選擇，軌跡段440A和440B可以類似，每一軌跡段(和速度S2)可根據(jù)所需要的鐵路實(shí)踐來確定和/或每一速度軌跡可基于火車400和418的類型和優(yōu)先級(jí)、它們的速度和行進(jìn)方向以及速度值Sl來確定。速度軌跡440A和440B作為選擇可以是非線性的。在其中旅行優(yōu)化器基于將來區(qū)間占用率來預(yù)測(cè)將來信號(hào)燈示象的實(shí)施例中，如果存在火車400到達(dá)區(qū)間入口點(diǎn)(信號(hào)燈示象414)之前區(qū)間420將清除的相對(duì)高可能性，則根據(jù)示范速度軌跡444來控制火車400。該軌跡允許火車400沿軌跡段444C維持其速度Sl,直到到達(dá)火車400開始沿軌跡444A減速的點(diǎn)(或時(shí)間)444B為止，如果在該時(shí)間處區(qū)間420還沒有清除的話。如果在點(diǎn)444B處該區(qū)間420清除，則火車400繼續(xù)在速度軌跡444D上。選擇點(diǎn)444B，以允許火車400通過根據(jù)速度軌跡444A減速而在信號(hào)燈示象408處達(dá)到速度S2，并還可響應(yīng)于在火車400到達(dá)信號(hào)燈示象44之前火車418將清除區(qū)間420的可能性而選擇點(diǎn)444B。例如，響應(yīng)于區(qū)間420將清除的相對(duì)低可能性，減速啟動(dòng)點(diǎn)444B在時(shí)間上向回移動(dòng)(允許較不強(qiáng)烈的減速或制動(dòng)作用力，以在信號(hào)燈示象408處達(dá)到速度S2)。響應(yīng)于區(qū)間420將清除的相對(duì)高可能性，減速啟動(dòng)點(diǎn)444B在時(shí)間上向前移動(dòng)(需要較強(qiáng)烈的減速或制動(dòng)作用力，以在信號(hào)燈示象408處達(dá)到速度S2)。如果點(diǎn)444B是火車可開始減速以在信號(hào)燈示象408處達(dá)到速度S2的最后點(diǎn)或時(shí)間，并且存在在火車400到達(dá)信號(hào)燈示象408之前區(qū)間420將清除的相對(duì)低可能性，則有效的鐵路和火車操作建議較早啟動(dòng)減速以節(jié)省燃料。作為移動(dòng)減速點(diǎn)444B的替換方案或其附加方案，可響應(yīng)于所確定的可能性來控制軌跡段444A的斜率。應(yīng)注意，速度軌跡444在與速度軌跡440相同的點(diǎn)或時(shí)間處，將火車400減速為速度S2，但是需要更強(qiáng)烈的制動(dòng)，如比軌跡線段440A的斜率幅度更大的軌跡線段444A的斜率幅度所示。然而，在基于當(dāng)火車400穿過速度軌跡444C時(shí)(即，在軌跡444上的點(diǎn)444B處開始其速度降低之前)區(qū)間420將清除的相對(duì)高可能性來選擇點(diǎn)444B的情況下，很可能將允許火車400經(jīng)過清除的信號(hào)燈414，并由此實(shí)際上將不需要速度降低。盡管由于制動(dòng)比通常采用的更強(qiáng)烈而使得軌跡440的速度降低可能有些不尋常，但是認(rèn)識(shí)到，不可能實(shí)現(xiàn)該軌跡，因?yàn)楹芸赡茉诨疖?00到達(dá)區(qū)間420的入口點(diǎn)之前、火車418將離開區(qū)間420并清除信號(hào)燈414。然而，在火車418不象預(yù)測(cè)的那樣清除區(qū)間420的情況下，火車400在正確的地點(diǎn)被減慢到正確速度S2，并且不危及火車安全。圖11B所提出的各種速度軌跡及其段(和速度S2)中的每一個(gè)可根據(jù)要求的鐵路實(shí)踐來確定和/或每一速度軌跡可基于火車400和418的類型和優(yōu)先級(jí)以及速度值S1來確定。速度軌跡可以是非線性的，取決于所確定的可能性、鐵路操作和其它火車參數(shù)，速度隨時(shí)間增加或速度隨時(shí)間減小。盡管可相對(duì)于定量可能性值來描述本發(fā)明的可能性確定特征，但是其它實(shí)施例可采用似然性或可能性的可能性范圍或量化估計(jì)，特別是因?yàn)檎J(rèn)識(shí)到存在多個(gè)因素，包括時(shí)變因素，其影響通過區(qū)間420的火車418的行進(jìn)，并由此影響火車418將在期望時(shí)間之前清除區(qū)間420的可能性。在另一實(shí)施例中，通過區(qū)間的車輛的速度響應(yīng)于進(jìn)行可能性確定的區(qū)間離開速度(或轉(zhuǎn)轍器通過速度)。即，響應(yīng)于下一區(qū)間將不及時(shí)清除的相對(duì)高可能性以第一速率降低速度，并響應(yīng)于下一區(qū)間將及時(shí)清除的相對(duì)高可能性以第二速率降低(或維持或甚至增加)速度。由此，速度降低速率和在速度降低間隔末端的目標(biāo)速度響應(yīng)于在火車400到達(dá)區(qū)間入口點(diǎn)之前下一區(qū)間將清除的可能性。圖11B圖示的速度軌跡448描繪了這樣的與速度軌跡444相比不同的減速速率，并可根據(jù)比與速度軌跡444關(guān)聯(lián)的區(qū)間420將清除的可能性更低的可能性而實(shí)現(xiàn)。下面描述的速度控制和制動(dòng)機(jī)制嘗試響應(yīng)于關(guān)于沿車輛行進(jìn)路徑的將來區(qū)間占用率所確定的可能性或似然性估計(jì)，來限制燃料消耗并降低制動(dòng)作用力。這些技術(shù)降低當(dāng)前鐵路操作中常見的"趕快并等待"場(chǎng)景。在另一實(shí)施例中，連續(xù)或在軌跡段444C期間的多個(gè)時(shí)間點(diǎn)處確定火車418清除區(qū)間420的似然性。隨著計(jì)算的可能性增加，開始速度降低的點(diǎn)444B可在時(shí)間上向前移動(dòng)，而隨著可能性減小，點(diǎn)444B可在時(shí)間上向回移動(dòng)。根據(jù)另一實(shí)施例，如果旅行優(yōu)化器在開發(fā)當(dāng)前旅行的優(yōu)化旅行計(jì)劃時(shí)考慮有關(guān)同一軌道段上的先前操作的信息，則可改善車輛性能。例如，向旅行優(yōu)化器供應(yīng)有關(guān)在同一軌道段上的先前旅行期間的以下條件的信息信號(hào)燈狀態(tài)、操作員動(dòng)作、不期望的車輛或軌道條件以及車輛擁堵。使用該信息來開發(fā)用于計(jì)劃該旅行的統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)，假設(shè)高優(yōu)先級(jí)事件將象過去一樣發(fā)生。例如，如果某些信號(hào)燈示象在軌道段上的先前旅行的90%中呈現(xiàn)，則旅行優(yōu)化器假設(shè)相同的信號(hào)燈將在當(dāng)前旅行中呈現(xiàn)，并因此開發(fā)速度軌跡。在計(jì)劃的旅行期間，旅行優(yōu)化器檢查實(shí)時(shí)信號(hào)燈示象，其中分配足夠時(shí)間，以允許其在信號(hào)燈示象不象已預(yù)測(cè)的那樣的情況下、使得車輛安全減慢。由此，沒有經(jīng)受住其可能性基礎(chǔ)，該軌跡包括用于在實(shí)時(shí)事件與預(yù)測(cè)的事件不同的情況下安全控制車輛的足夠容限(時(shí)間和/或距離)。作為這些統(tǒng)計(jì)考慮的結(jié)果，在合計(jì)(aggregate)基礎(chǔ)上，旅行優(yōu)化器改善了車輛效率。即，當(dāng)由于信號(hào)燈示象和預(yù)測(cè)的不同并且車輛可因此需要沿"無效的"速度軌跡減慢或停車、而使得可能不改善每一旅行的優(yōu)化時(shí)，可對(duì)于大部分車輛旅行改善車輛效率，即改善總體企業(yè)效率。因?yàn)檐囕v和軌道條件可與旅行優(yōu)化器在生成速度軌跡時(shí)假設(shè)的不同，所以可能存在引起增加燃料消耗的不必要的制動(dòng)應(yīng)用。類似地，當(dāng)在幾乎每一車輛在某一軌道段上運(yùn)行期間發(fā)生某些條件(例如車輛擁堵)時(shí)，旅行優(yōu)化器的另一實(shí)施例在開發(fā)速度軌跡時(shí)考慮該統(tǒng)計(jì)信息。由此，根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，不基于最壞情況或最好情況效率，而是基于最可能的操作條件或可能的操作條件的范圍，通過考慮這些條件的統(tǒng)計(jì)本質(zhì)，來生成旅行計(jì)劃。盡管某些旅行優(yōu)化器實(shí)施例僅使用離散數(shù)據(jù)來開發(fā)速度軌跡，但是該實(shí)施例通過進(jìn)一步使用可提供(至少總計(jì)上)改善性能的統(tǒng)計(jì)信息來提供改善。對(duì)于每一轉(zhuǎn)轍器或區(qū)間信號(hào)燈，存在取決于例如時(shí)間、季節(jié)、交通類型等的車輛交通圖案的典型或最可能的設(shè)置。如果可確定最可能的設(shè)置，則調(diào)整車輛速度，使得達(dá)到最佳區(qū)間/轉(zhuǎn)轍器離開速度。代替確定平均設(shè)置，可取決于信號(hào)燈設(shè)置與可達(dá)到的燃料效率改善平均值和改善量之間的變化來使用其它統(tǒng)計(jì)參數(shù)(例如雙E限制)。根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，計(jì)算總體任務(wù)速度，以優(yōu)化區(qū)間內(nèi)的操作參數(shù)并優(yōu)化區(qū)間離開速度。即，如果計(jì)劃工具在路由選擇區(qū)間的結(jié)尾添加時(shí)間緩沖器，則在該區(qū)間和時(shí)間緩沖器之間的邏輯接口處，可優(yōu)化總體速度，以允許使用該時(shí)間緩沖器，用于更低區(qū)間速度，避免插入大速度轉(zhuǎn)變。由此，當(dāng)采用時(shí)間緩沖器時(shí)，可在上述速度軌跡中考慮該時(shí)間緩沖器，以使得大速度轉(zhuǎn)變(即，大制動(dòng)應(yīng)用)最小化。在另一實(shí)施例中，該旅行優(yōu)化器考慮竟?fàn)幫昏F路資源的兩個(gè)車輛之間的仲裁。選擇提供更有效的操作結(jié)果的車輛來利用資源，由此優(yōu)化燃料消耗和/或網(wǎng)絡(luò)效率，因?yàn)椴惶赡軆?yōu)化兩個(gè)車輛的速度軌跡。例如，當(dāng)兩個(gè)車輛接近它們中的每一個(gè)需要使用單一軌道段的交叉點(diǎn)時(shí)，仲裁機(jī)制確定兩個(gè)車輛中的哪一個(gè)將導(dǎo)致更優(yōu)化的鐵路網(wǎng)絡(luò)。優(yōu)化算法基于單獨(dú)車輛操作參數(shù)和鐵路網(wǎng)絡(luò)參數(shù)來確定較好選擇。車輛燃料效率、最大允許鐵路速度、平均鐵路速度、到達(dá)目的地的優(yōu)先級(jí)是該優(yōu)化算法考慮的一些因素。而且，該算法還可考慮類似軌道段上的類似車輛的先前遭遇的結(jié)果。例如，先前遭遇可已產(chǎn)生用于一個(gè)車輛的過度增加的制動(dòng)或已促使一個(gè).車輛超出加速限制。該優(yōu)先級(jí)確定也可基于局部、區(qū)域或網(wǎng)絡(luò)級(jí)別，并可包括但不限于貨物、到達(dá)時(shí)間、燃料效率、需要的乘務(wù)員改變的時(shí)間、乘務(wù)員改變點(diǎn)、單獨(dú)車輛的狀況、排放需求等。優(yōu)化算法一般是已知的并可使用以下技術(shù)中的任一個(gè)來優(yōu)化功能近似成功、查找表、閉式方案、卡爾曼濾波器、時(shí)間序列泰勒、這些技術(shù)的擴(kuò)展或任意組合。(可在車輛車上或在派遣中心處運(yùn)行的)上述優(yōu)化算法中使用的數(shù)據(jù)可以通過手動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸從例如局部、區(qū)域或全局派遣中心的車下器材提供到車輛。如果在路邊器材中運(yùn)行該算法，則可由經(jīng)過的車輛或經(jīng)由派遣中心向其傳輸必要數(shù)據(jù)。也可利用車下、車上或路邊計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)傳輸器材，而自動(dòng)執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸。在鐵路網(wǎng)絡(luò)中的任何地方利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的手動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸和自動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜我饨M合可根據(jù)本發(fā)明不同實(shí)施例的教義來調(diào)和。本發(fā)明構(gòu)思主機(jī)處理器計(jì)算優(yōu)化數(shù)據(jù)的多個(gè)選項(xiàng)，包括在要優(yōu)化的車輛的機(jī)車上、在路邊器材中、在車下(在派遣中心模型中)或在鐵路網(wǎng)絡(luò)上的另一地點(diǎn)處處理該算法?？梢杂衫畿囕v或機(jī)車操作參數(shù)的改變的指定事件來預(yù)先調(diào)度、實(shí)時(shí)處理或驅(qū)動(dòng)運(yùn)行，所述操作參數(shù)是與感興趣的車輛相關(guān)的或與可由感興趣的車輛中途阻止的其它車輛相關(guān)的操作參數(shù)。本發(fā)明實(shí)施例的方法和設(shè)備提供了改善的機(jī)車燃料效率和網(wǎng)絡(luò)效率(在局部、區(qū)域和全局級(jí)別)。優(yōu)化技術(shù)還提供折衷效率、速度和優(yōu)先級(jí)的能力。由于本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)是可伸縮的，所以即使不在網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)，它們也可提供直接的鐵路網(wǎng)絡(luò)利益。也可在不必考慮整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的情況下，考慮局部折衷。后面車輛將以更高的平均速度遭遇更好的松散時(shí)間。所以可沿著同一軌道承載更多車輛，而沒有附加軌道資源花費(fèi)。盡管已在被當(dāng)前看作優(yōu)選實(shí)施例的實(shí)施例中描述了本發(fā)明的各種實(shí)施例，但是許多變化和修改對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將變得明顯。例如，盡管在包括機(jī)車和鐵路車廂的火車操作的鐵路網(wǎng)絡(luò)的上下文中進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明的教義也可應(yīng)用到包括但不限于市際火車、短程快速載客交通工具和有軌電車的其它基于軌道的系統(tǒng)和車輛。因此，本發(fā)明不意欲限于特定圖示實(shí)施例，而是在所附權(quán)利要求的完整精神和范圍內(nèi)進(jìn)行解釋。權(quán)利要求1.一種用于在沿軌道段旅行期間操作包括第一鐵路車輛的鐵路網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:第一元件，用于確定該第一鐵路車輛的行進(jìn)參數(shù)；第二元件，用于相對(duì)于在該旅行期間該第一車輛要穿過的軌道段而確定第二鐵路車輛的行進(jìn)參數(shù)；處理器，用于從所述第一和第二元件接收信息，并用于確定該第二車輛對(duì)軌道段的占用和該第一車輛稍后對(duì)同一軌道段的占用之間的關(guān)系；和嵌入在該處理器中的算法，用于存取該信息，以創(chuàng)建確定第一車輛的速度軌跡的旅行計(jì)劃，其中該速度軌跡響應(yīng)于該關(guān)系并進(jìn)一步依照該第一車輛的一個(gè)或多個(gè)操作標(biāo)準(zhǔn)。2.根據(jù)權(quán)利要求l的系統(tǒng)，其中該關(guān)系包括當(dāng)?shù)谝卉囕v到達(dá)該軌道段的入口點(diǎn)時(shí)、該第二車輛將占用該軌道段的可能性。3.根據(jù)權(quán)利要求2的系統(tǒng)，其中該可能性指明第二車輛對(duì)軌道段的占用是否將影響第一車輛根據(jù)該旅行計(jì)劃對(duì)同一軌道段的占用。4.根據(jù)權(quán)利要求l的系統(tǒng)，其中該可能性確定降低第一車輛的速度的時(shí)間，以避免第一車輛與第二車輛占用軌道段同時(shí)地占用同一軌道段。5.根據(jù)權(quán)利要求4的系統(tǒng)，其中降低該第一車輛的速度的速率允許第一車輛在稍后時(shí)間達(dá)到期望速度。6.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中該速度軌跡包括速度降低時(shí)間和速度降能性的關(guān)系，而較早的速度降低時(shí)間或較小的速度降低速率響應(yīng)于包括較高可能性的關(guān)系。7.根據(jù)權(quán)利要求l的系統(tǒng)，其中該關(guān)系確定降低第一車輛的速度的軌道地點(diǎn)，以避免第一車輛與第二車輛占用軌道段同時(shí)地占用同一軌道段。8.根據(jù)權(quán)利要求7的系統(tǒng)，其中降低第一車輛的速度的速率允許該第一車輛在該第二車輛占用的軌道段的入口點(diǎn)處達(dá)到期望速度。9.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中該行進(jìn)參數(shù)包括地點(diǎn)、速度、旅行計(jì)劃、類型、到達(dá)時(shí)間、行進(jìn)方向和優(yōu)先級(jí)中的一個(gè)或多個(gè)。10.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中該關(guān)系包括當(dāng)?shù)谝卉囕v到達(dá)該軌道段的入口點(diǎn)時(shí)該第二車輛將占用該軌道段的可能性，并且其中對(duì)于小于預(yù)定可能性閾值的可能性，確定該速度軌跡，使得第二車輛對(duì)軌道段的占用將不干擾第一車輛對(duì)同一段的占用。11.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中該處理器在該第一車輛車上，并且該第二元件通過有線、無線、無線電定位、射頻、聲學(xué)、電力線載波、光學(xué)和手動(dòng)處理來供應(yīng)該第二車輛的行進(jìn)參數(shù)。12.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中該速度軌跡包括緊靠該第二車輛當(dāng)前占用的軌道段之后的軌道段的速度軌跡。13.根據(jù)權(quán)利要求l的系統(tǒng)，其中響應(yīng)于該關(guān)系中的時(shí)變改變而隨時(shí)間修改該速度軌跡。14.根據(jù)權(quán)利要求l的系統(tǒng)，其中該關(guān)系還響應(yīng)于軌道段上的車輛的先前操作。15.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中該關(guān)系還響應(yīng)于軌道條件以及所述第一和第二車輛中的每一個(gè)的操作條件。16.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中該關(guān)系還響應(yīng)于指示車輛對(duì)軌道段的占用的軌道信號(hào)燈。17.根據(jù)權(quán)利要求16的系統(tǒng)，其中該可能性還響應(yīng)于軌道信號(hào)燈的最可能指示。18.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中該速度軌跡還響應(yīng)于所述第一和第二車輛之間的相對(duì)優(yōu)先級(jí)。19.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中該第二元件確定相對(duì)于軌道段的該第二車輛的實(shí)時(shí)地點(diǎn)，而該處理器響應(yīng)于第二車輛的實(shí)時(shí)地點(diǎn)和行進(jìn)參數(shù)而確定第二車輛的預(yù)測(cè)地點(diǎn)。20.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，還包括控制元件，用于自發(fā)引導(dǎo)車輛遵循該速度軌跡。21.根據(jù)權(quán)利要求l的系統(tǒng)，其中該搡作員根據(jù)該速度軌跡引導(dǎo)車輛。22.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中該算法自發(fā)確定該可能性，并響應(yīng)于從所述第一和第二元件接收的信息而更新該速度軌跡。23.根據(jù)權(quán)利要求l的系統(tǒng)，其中該軌道段包括多個(gè)軌道區(qū)間之一，并且其中該第二元件確定相對(duì)于軌道區(qū)間的第二車輛的地點(diǎn)，并且其中該算法響應(yīng)于第二車輛在包括第一車輛的旅行的軌道段的軌道區(qū)間中的存在，而優(yōu)化第一車輛的性能。24.根據(jù)權(quán)利要求23的系統(tǒng)，其中該算法響應(yīng)于相對(duì)于包括第一車輛的旅行的軌道段的軌道區(qū)間的第二車輛的預(yù)測(cè)的未來地點(diǎn)，而優(yōu)化該第一車輛的性能。25.根據(jù)權(quán)利要求24的系統(tǒng)，其中該算法響應(yīng)于與第二車輛的預(yù)測(cè)的未來地點(diǎn)關(guān)聯(lián)的可能性，來優(yōu)化該第一車輛的性能。26.根據(jù)權(quán)利要求24的系統(tǒng)，其中如果該第二車輛的實(shí)際未來地點(diǎn)不同于預(yù)測(cè)的地點(diǎn)，則該速度軌跡提供對(duì)第一車輛的合適控制。27.根據(jù)權(quán)利要求24的系統(tǒng)，其中該預(yù)測(cè)的未來地點(diǎn)響應(yīng)于在軌道段上的先前旅行期間的第二車輛的過去地點(diǎn)。28.根據(jù)權(quán)利要求24的系統(tǒng)，其中該第二車輛的預(yù)測(cè)的未來地點(diǎn)響應(yīng)于該第二車輛的當(dāng)前和未來軌道條件以及當(dāng)前和未來操作參數(shù)中的一個(gè)或多個(gè)。29.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中該速度軌跡包括第一車輛離開每一軌道段的離開速度。30.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中該第二元件響應(yīng)于從遠(yuǎn)程地方或路邊器材提供的地點(diǎn)信息，來確定第二車輛的地點(diǎn)。31.根據(jù)權(quán)利要求l的系統(tǒng)，其中所述第一和第二鐵路車輛包括相應(yīng)的第一火車和第二火車，該第一火車還包括第一機(jī)車和第一鐵路車廂，而該第二火車還包括第二機(jī)車和第二鐵路車廂。軌道段旅行期間、操作包括該車輛的鐵路網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括第一元件，用于確定該車輛的行進(jìn)參數(shù)；第二元件，用于確定其它車輛的行進(jìn)參數(shù)；處理器，可操作為從所述第一和第二元件接收信息；和嵌入在該處理器中的算法，用于存取該信息，以響應(yīng)于該車輛的行進(jìn)參數(shù)和所述其它車輛的行進(jìn)參數(shù)并依照該車輛的一個(gè)或多個(gè)搡作標(biāo)準(zhǔn)，來創(chuàng)建優(yōu)化該車輛的性能的旅行計(jì)劃。32.33.根據(jù)權(quán)利要求32的系統(tǒng)，其中所述其它車輛的行進(jìn)參數(shù)之一包括所指示軌道段的占用狀態(tài)的信號(hào)燈，并且其中該第二元件響應(yīng)于該信號(hào)燈確定所述其它車輛的地點(diǎn)。34.根據(jù)權(quán)利要求32的系統(tǒng)，其中所述車輛的行進(jìn)參數(shù)包括車輛的地點(diǎn)或自從車輛開始旅行以來的時(shí)間，并且其中所述其它車輛的行進(jìn)參數(shù)包括速度、地點(diǎn)、行進(jìn)方向和相對(duì)優(yōu)先級(jí)。35.根據(jù)權(quán)利要求32的系統(tǒng)，其中該處理器根據(jù)旅行計(jì)劃確定所述其它車輛中的一個(gè)或多個(gè)將占用軌道段的可能性，該可能性影響車輛對(duì)同一軌道段的占用。36.根據(jù)權(quán)利要求32的系統(tǒng)，其中該處理器確定降低車輛速度^時(shí)間，以避免與所述其它車輛之一占用軌道段同時(shí)地占用同一軌道段。37.根據(jù)權(quán)利要求32的系統(tǒng)，其中該處理器確定降低車輛速度的速率，以允許該車輛在稍后時(shí)間達(dá)到期望速度。38.根據(jù)權(quán)利要求32的系統(tǒng)，其中該旅行計(jì)劃包括開始速度降低的時(shí)間或軌道地點(diǎn)、以及車輛的速度降低的速率。39.根據(jù)權(quán)利要求32的系統(tǒng)，其中該處理器根據(jù)該旅行計(jì)劃確定所述其它車輛之一將占用軌道段的可能性，該可能性影響車輛對(duì)同一軌道段的占用，并且其中該處理器響應(yīng)于該可能性修改該旅行計(jì)劃。40.根據(jù)權(quán)利要求39的系統(tǒng)，其中該旅行計(jì)劃包括車輛將開始速度降低的時(shí)間以及速度降低的速率，并且其中較遲的開始速度降低的時(shí)間或較大的速度降低速率響應(yīng)于第一可能性，而較早的開始速度降低的時(shí)間或較小的速度降低速率響應(yīng)于小于該第一可能性的第二可能性。41.根據(jù)權(quán)利要求32的系統(tǒng)，其中該處理器確定降低該車輛的速度的軌道地點(diǎn)或時(shí)間，以避免進(jìn)入所述其它車輛之一所占用的軌道段。42.根據(jù)權(quán)利要求41的系統(tǒng)，其中降低該車輛的速度的速率允許該車輛在所述其它車輛之一占用的軌道段的入口點(diǎn)處達(dá)到期望速度。43.根據(jù)權(quán)利要求32的系統(tǒng)，其中該處理器在該車輛車上，并且該第二元件通過有線、無線、無線電定位、射頻、聲學(xué)、電力線載波、光學(xué)和手動(dòng)處理來供應(yīng)所述其它車輛的行進(jìn)參數(shù)。44.根據(jù)權(quán)利要求32的系統(tǒng)，其中該處理器響應(yīng)于所述其它車輛的隨時(shí)間變化的行進(jìn)參數(shù)隨時(shí)間修改該旅行計(jì)劃。45.根據(jù)權(quán)利要求32的系統(tǒng)，其中該車輛的行進(jìn)參數(shù)和所述其它車輛的行進(jìn)參數(shù)包括所述車輛和所述其它車輛之間的相對(duì)優(yōu)先級(jí)。46.根據(jù)權(quán)利要求32的系統(tǒng)，其中該第二元件響應(yīng)于所述其它車輛的行進(jìn)參數(shù)確定所述其它車輛的實(shí)時(shí)地點(diǎn)，并且該處理器響應(yīng)于所述其它車輛的行進(jìn)參數(shù)確定所述其它車輛的預(yù)測(cè)地點(diǎn)。47.根據(jù)權(quán)利要求32的系統(tǒng)，其中該車輛包括火車，該火車還包括第一機(jī)車和第一鐵路車廂，并且其中所迷其它車輛中的每一個(gè)包括機(jī)車。48.—種用于在沿鐵路網(wǎng)絡(luò)的軌道段旅行期間操作鐵路車輛的方法，該方法包括確定該車輛的行進(jìn)參數(shù)；確定穿過該網(wǎng)絡(luò)的其它車輛的行進(jìn)參數(shù)；和響應(yīng)于該車輛的行進(jìn)參數(shù)和所述其它車輛的行進(jìn)參數(shù)運(yùn)行算法，以依照該車輛的一個(gè)或多個(gè)操作標(biāo)準(zhǔn)來優(yōu)化車輛性能。49.根據(jù)權(quán)利要求48的方法，其中該車輛的行進(jìn)參數(shù)包括該車輛的地點(diǎn)或自從該車輛開始旅行以來的時(shí)間，并且其中所述其它車輛的行進(jìn)參數(shù)包括相對(duì)于軌道段的地點(diǎn)、速度、旅行計(jì)劃、類型、到達(dá)時(shí)間、行進(jìn)方向和優(yōu)先級(jí)中的一個(gè)或多個(gè)。50.根據(jù)權(quán)利要求48的方法，其中該鐵路網(wǎng)絡(luò)還包括響應(yīng)于所述其它車輛相對(duì)于軌道段的地點(diǎn)指示軌道段的狀態(tài)的信號(hào)燈，并且其中確定所述其它車輛的行進(jìn)參數(shù)的步驟還包括確定所述信號(hào)燈的條件，以確定所述其它車輛的地點(diǎn)。51.根據(jù)權(quán)利要求48的方法，其中該運(yùn)行步驟確定所述其它車輛之一對(duì)軌道段的占用將影響該車輛對(duì)同一軌道段的占用的可能性，并還根據(jù)該可能性來優(yōu)化該車輛的性能。52.根據(jù)權(quán)利要求51的方法，其中該車輛的速度、降低該車輛的速度的時(shí)間或軌道地點(diǎn)、以及速度降低速率中的一個(gè)或多個(gè)響應(yīng)于該可能性。53.根據(jù)權(quán)利要求48的方法，其中該運(yùn)行步驟還包括響應(yīng)于所述其它車輛的行進(jìn)參數(shù)確定該車輛的速度軌跡。54.根據(jù)權(quán)利要求53的方法，其中該運(yùn)行步驟還包括確定所述其它車輛的預(yù)測(cè)將來地點(diǎn)，并且其中該車輛的速度軌跡對(duì)其做出響應(yīng)。55.根據(jù)權(quán)利要求54的方法，其中該運(yùn)行步驟還包括確定所述其它車輛的實(shí)時(shí)地點(diǎn)，并且如果該實(shí)時(shí)地點(diǎn)不同于該預(yù)測(cè)地點(diǎn)，則修改該速度軌跡。56.根據(jù)權(quán)利要求48的方法，其中該運(yùn)行步驟還包括確定所述其它車輛的預(yù)測(cè)將來地點(diǎn)，確定所述其它車輛相對(duì)于軌道段的預(yù)測(cè)將來地點(diǎn)將影響該車輛對(duì)同一軌道段的占用的可能性，并根據(jù)該可能性優(yōu)化該車輛的性能。57.根據(jù)權(quán)利要求56的方法，其中所迷其它車輛的預(yù)測(cè)將來地點(diǎn)響應(yīng)于在所述軌道段上的先前旅行期間所述其它車輛的過去地點(diǎn)。58.根據(jù)權(quán)利要求48的方法，其中該車輛包括火車，該火車還包括機(jī)車和鐵路車廂。59.—種計(jì)算機(jī)軟件代碼，用于在沿鐵路網(wǎng)絡(luò)的軌道段旅行期間操作鐵道車輛，該軟件代碼包括用于確定該車輛的行進(jìn)參數(shù)的軟件模塊；用于確定穿過該網(wǎng)絡(luò)的其它車輛的行進(jìn)參數(shù)的軟件模塊；和用于響應(yīng)于該車輛的行進(jìn)參數(shù)和所述其它車輛的行進(jìn)參數(shù)運(yùn)行算法、以依照該車輛的一個(gè)或多個(gè)操作標(biāo)準(zhǔn)來優(yōu)化車輛性能的軟件模塊。60.根據(jù)權(quán)利要求59的計(jì)算機(jī)軟件代碼，還包括用于確定在該旅行期間所述其它車輛之一對(duì)軌道段的占用將影響該車輛對(duì)軌道段的占用的可能性、并還根據(jù)該可能性來優(yōu)化該車輛的性能的軟件模塊。61.根據(jù)權(quán)利要求60的計(jì)算機(jī)軟件代碼，還包括用于響應(yīng)于該可能性確定該火車的速度軌跡的軟件模塊。62.根據(jù)權(quán)利要求61的計(jì)算機(jī)軟件代碼，其中該速度軌跡的參數(shù)包括速度降低的速率、以及開始速度降低的時(shí)間或軌道地點(diǎn)。63.根據(jù)權(quán)利要求61的計(jì)算機(jī)軟件代碼，其中所述用于運(yùn)行算法的軟件模塊還預(yù)測(cè)所述其它車輛的將來地點(diǎn)，并且響應(yīng)于此開發(fā)該車輛的旅行計(jì)劃。64.根據(jù)權(quán)利要求63的計(jì)算機(jī)軟件代碼，其中所述用于運(yùn)行算法的軟件模塊確定所述其它車輛的實(shí)時(shí)地點(diǎn)，確定該將來地點(diǎn)和該實(shí)時(shí)地點(diǎn)之間的差別，并因此修改該旅行計(jì)劃。65.根據(jù)權(quán)利要求63的計(jì)算機(jī)軟件代碼，其中該旅行計(jì)劃包括該車輛的速度軌跡。,全文摘要本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例包括一種用于在沿軌道段(401/412/420)旅行期間操作包括第一鐵道車輛(400)的鐵道網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括第一元件(65)，用于確定該第一鐵道車輛(400)的行進(jìn)參數(shù)；第二元件(65)，用于相對(duì)于在該旅行期間該第一車輛要穿過的軌道段而確定第二鐵道車輛(418)的行進(jìn)參數(shù)；處理器(62)，用于從所述第一(65)和第二(65)元件接收信息，并用于確定該第二車輛(418)對(duì)軌道段(401/412/420)的占用和該第一車輛(400)稍后對(duì)同一軌道段的占用之間的關(guān)系；和嵌入在該處理器(62)中的算法，用于存取該信息，以創(chuàng)建確定第一車輛(400)的速度軌跡的旅行計(jì)劃，其中該速度軌跡響應(yīng)于該關(guān)系并進(jìn)一步依照該第一車輛(400)的一個(gè)或多個(gè)操作標(biāo)準(zhǔn)。文檔編號(hào)B61L27/00GK101384465SQ200780001166公開日2009年3月11日申請(qǐng)日期2007年9月10日優(yōu)先權(quán)日2006年12月7日發(fā)明者杰拉爾德·J·赫斯,湯姆·奧特蘇伯,沃爾夫?qū)ざ嗄?約翰·E·赫爾希,阿吉思·K·庫馬申請(qǐng)人:通用電氣公司