CN101511656A

CN101511656A - 有线分布式电源的接口系统

Info

Publication number: CN101511656A
Application number: CNA2007800325054A
Authority: CN
Inventors: 乔恩·M·马拉; 布赖恩·M·麦克劳克林; 詹姆斯·R·特鲁格利奥; 戴尔·R·史蒂文斯
Original assignee: New York Air Brake LLC
Current assignee: New York Air Brake LLC
Priority date: 2006-08-29
Filing date: 2007-05-17
Publication date: 2009-08-19
Anticipated expiration: 2027-05-17
Also published as: ZA200901437B; BRPI0715760B1; MX2009001868A; BRPI0715760A2; US20080053331A1; US7673568B2; CN101511656B; AU2007290314B2; CA2660043A1; EP2061685A1; WO2008027631A1; CA2660043C; AU2007290314A1

Abstract

使用至少一个标准机车组连接一列列车，以提供有线分布式电源(WDP)。该列车包括：第一机车，其通过多个车厢与第二机车分离；和连接到机车和车厢的通信列车线，其沿着列车延伸。每个列车具有推进系统、推进控制器以及动车组(MU)通信线和连接器，所述推进控制器响应于操作员推进信号和MU推进信号之一来控制推进系统，所述动车组通信线和连接器将包括MU推进信号的控制信号与相邻机车进行通信。至少第一机车通过第一机车的动车组连接器连接到相邻车厢的通信列车线，以便经由通信列车线接收或传送MU推进信号。

Description

有线分布式电源的接口系统

技术领域

本发明通常涉及铁路气压制动(pneumatic brake)系统，更具体地，涉及传统机车(locomotive)控制系统与具有配备电控气压(ECP，electricallycontrolled pneumatic)制动器的车厢(car)和配备有线分布式电源(WDP，wireddistributed power)的机车的列车之间的接口。

背景技术

电控气压(ECP)列车是配备有列车内通信(ITC，intra-traincommunication)网络的列车，该ITC网络链接遍及该列车安装在车厢和机车(车辆(vehicle))上的制动控制装置。ECP系统的主要功能是提供列车制动的控制和监视。有线分布式电源(WDP)列车是配备有机车控制模块(LCM)的列车，该机车控制模块提供用于经由ITC网络来控制位于远程机车上的牵引(traction)和制动系统的能力。WDP系统的主要功能是提供机车牵引和制动的控制和监视。

机车组(consist)是物理上相邻的机车，动车组(MU，multiple unit)机车组是如下所述的物理上相邻的机车连续块：即，所述物理上相邻的机车通过耦接机车内电缆和空气胶管而被连接在一起，从而允许牵引和制动将作为一个组合单元而被控制的机车组中的所有机车。MU受控单元是从MU电信号和气压信号接收它的标准机车命令的机车。

美国和其他美洲铁路联盟(AAR)国家的货运列车工业正在从完全气控列车转换为在它们的车厢上具有ECP制动设施的列车。对于可预测的未来，并不是所有机车将具有与配备有ECP的列车连接的性能。它们不具有提供必需电源或者电控信号给各个车厢的能力，也不具有按ECP车厢所要求的来控制制动管的能力。如目前配置的ECP，列车制动管被维持在其充气值(chargedvalue)并且仅用作用于ECP电控信号失败的气压备份。

为了满足这一需求，已经提出了各种系统。在美国专利6,286,913中描述了ECP系统的无弹性(limp-in)控制结构。在美国专利6,217,126中描述了这样一种接口：即，该接口为ECP列车线路从MU电源线提供了适当电平的电源。在美国专利6,189,980和美国专利6,676,229中描述了这样一种机车：即，该机车为ECP制动转换系统从MU电源线提供适当的电能并且将控制信号从制动管提供到车厢列车线。

借助于分布式电源，更长更重的列车的运行已经变成了现实。通过加入已经结合电子列车制动器和分布式电源的ECP技术，也已经极大地提高了列车操作。如在美国专利6,972,670中详述的，这些技术需要使用配备有所需设施的专用机车。在每个机车组中需要至少一个配备有ECP/WDP的机车。机车可用性、列车内的特殊放置以及特殊单元移动对准备服务列车的铁路运营公司增添了严重的负担。

在ECP列车之前以及在ECP列车上已经使用了无线电分布式电源系统。在ECP列车上使用配备有非分布式电源的机车的性能已经被限制到具有配备了ECP/WDP的机车的机车组。

因此，当前的技术要求在特定的机车上永久安装ECP和WDP控制设备。结果，铁路运营公司将需要具有ECP和WDP性能的专用机车。这会产生后勤问题，即，这些机车必须首先可使用，然后，它们必须移动到任何必需的位置。或者，铁路运营公司几乎要为它们所有的机车配备这种技术。在每种情况下，这些选择对铁路公司来说可能费用太大。

发明内容

使用至少一个标准机车组来连接本发明的列车以便提供WDP。所述列车包括：第一机车(例如导引机车)，该第一机车与第二机车(例如远程机车)相距多个车厢；以及连接到机车和车厢的通信列车线，该通信列车线沿着列车延伸。每个机车包括：推进(propulsion)系统；推进控制器，用于响应于操作员推进信号和MU推进信号之一控制推进系统；和用于与相邻机车通信控制信号的动车组通信线和连接器，所述控制信号包括MU推进信号。第一机车的动车组连接器将至少第一机车连接到相邻车厢的通信列车线，以便经由通信列车线接收或发送MU推进信号。

机车的动车组连接器可以将第一机车和第二机车都连接到相邻车厢的通信列车线，以便经由通信列车线接收或发送MU推进信号。

所述列车包括推进接口装置，该推进接口装置将第一机车的动车组连接器连接到相邻车厢的通信列车线并且将MU推进信号在通信列车线的格式与动车组通信线的格式之间进行转换。第二列车包括有线分布式电源系统，用于经由通信列车线发送和接收WD推进信号。推进接口装置在MU推进信号和WD推进信号之间进行转换，并且第二机车的推进系统响应于接收到的WD推进信号。

车厢可以包括连接到通信列车线的电-气压制动器。机车之一包括制动控制器，该制动控制器连接到通信列车线并且在通信列车线上传送制动信号。每个机车包括制动控制器，该制动控制器连接到制动管，并且在制动管上发送气压制动信号，所述制动管沿着列车延伸。制动接口可以连接到制动管和通信列车线，用以监视制动管并且在通信列车线上发送制动信号。

本发明的接口装置用于在它的动车组连接器处将传统机车连接到相邻车厢的通信列车线。该接口装置包括用于与动车组连接器缠结(mat with)的第一接口和用于与通信列车线缠结的第二接口。转换装置被连接在第一接口与第二接口之间，用于将MU推进信号在通信列车线与动车组通信线的格式之间进行转换。该转换装置也在MU推进信号与WDP推进信号之间进行转换。接口装置是可便携的或者永久地连接到机车或相邻车厢。

当结合附图考虑本发明方法的下列详细描述，所述方法的这些和其他方法将变得明显。

附图说明

图1是包括配备有WDP/ECP的导引机车组的列车的示意图，该配备有WDP/ECP的导引机车组与具有转换装置的远程未配备WDP/ECP的传统机车进行通信。

图2是包括未配备有WDP/ECP的传统导引机车的列车的示意图，该机车经由转换装置与远程配备有WDP/ECP的机车组进行通信。

图3是包括未配备有WDP/ECP的传统导引机车的列车的示意图，该机车用转换装置通信到也包括转换装置的远程未配备有WDP/ECP的传统机车。

图4是包括未配备有WDP/ECP的传统导引机车和转换装置的列车的示意图，该转换装置与远程配备有WDP/ECP的机车进行通信。

图5是包括配备有WDP/ECP的机车的列车的示意图，该机车通过转换装置通信到未配备有WDP/ECP的传统远程机车。

图6是识别传统MU为ITC网络接口的转换装置的方框图。

具体实施方式

此处所使用的ITC导引单元是如下车辆：即，通过该ITC导引单元，列车操作员能够经由列车内通信(ITC)网络电子地控制列车中的所有远程机车。该单元或者机车将要负责产生命令到远程机车和接收来自远程机车的状态信息。ITC受控单元(也称作远程单元)是列车中不是导引车辆的车辆，并且该ITC受控单元受导引车辆经由ITC网络向其发送的信号电子地控制。该车辆负责基于来自导引的命令而控制它的MU机车组。ITC尾随单元是列车中的下列车辆：即，它受导引或者远程机车经由电和气压MU信号向其发送的信号电子地控制。动车组(MU)是连续机车系列，它们经由机车间电和气压信号控制。传统导引单元是下列车辆：即，通过该传统导引单元，列车操作员能够传统地控制列车中的所有车厢和尾随机车。传统尾随单元是列车中的下列车辆：即，它传统地受导引或远程机车经由电和气压MU列车线向其发送的信号控制。人机接口(MMI)是向列车操作员提供输入控制、反馈显示和警报机制的装置。

有线分布式电源(WDP)列车包括电控气压(ECP)车厢，该WDP列车在如图1、2和3中图示的列车的导引或远程机车组内可配置有单个机车或多个机车。

在图1中，第一机车组(导引组)包括ITC导引机车10和ITC尾随机车11。ITC导引机车10配备有WDP和ECP，并且负责控制列车内的所有机车和车厢的推进和制动系统。ITC尾随机车11仅配备有ECP，并且响应于从ITC网络30和MU接口40接收的命令。第二机车组(远程组)包括转换装置100和传统尾随机车12。传统尾随机车12既未配备ECP也未配备WDP，因此依赖于转换装置100连接到ITC网络30。转换装置100配备有ECP和WDP，并且负责接收ITC网络命令30并将它们转换为到传统尾随机车12的MU命令40和列车制动管命令50。

在图2中，第一机车组(导引组)包括传统导引机车13和转换装置100。传统导引机车13既未配备WDP也未配备ECP，并且尽管负责控制列车内的所有机车和车厢的推进和制动系统，但是由于列车的电子配置而不能使用。因此传统导引机车13需要转换装置100来接收本地MU命令40和列车制动管命令50并且将它们转换为到列车内的所有车厢和机车的ITC网络命令30。第二机车组包括ITC受控机车14和ITC尾随机车11。ITC受控机车14负责接收ITC网络推进命令30，并且将它们中继到ITC尾随机车11。

在图3中，第一机车组包括传统导引机车13和转换装置100，并且起到如附图2所述的功能。第二机车组包括传统尾随机车12和转换装置100，并且起到如附图1所述的功能。

如图4和图5所图示的，转换装置100经由MU接口40将传统机车连接到ITC网络30。MU接口40包括MU推进控制信号(命令)46和MU气压制动信号(命令)47。MU推进信号46包括用于推进系统的牵引和动态制动命令。转换装置100连接到ITC网络30，并且提供ITC网络命令38且接收ITC网络反馈(状态)39。即使这被分别示出，但是这些通信和命令是在单个ITC网络30上传送的。转换装置100是一个接口，例如，在图4中它转换来自导引机车的MU命令信号46和47，并且提供ITC网络30上的ITC网络命令38，以及在图5中它接收ITC网络命令38并且在图5中将它们提供为MU推进命令46和MU制动命令47。

转换装置100连接到机车的MU列车线46和47，以便监视本地机车命令并且在ITC网络30上传送转换后的网络命令38。转换装置100也连接到ITC网络30，以便接收ITC网络命令38和接收ITC网络反馈39。当安装有远程传统尾随机车12时，转换装置100接收ITC网络命令38并且将它们转换为可由本地机车理解的推进46和气压制动47命令。本地机车将如传统尾随机车一样响应于这些命令。当被安装在传统导引机车13处时，转换装置100接收推进46和气压制动47MU列车线命令，并且将它们转换成ITC网络命令38，并且经由ITC网络30在整个列车上传送。

转换装置100包括MMI 102，用于向导引机车13上的操作员提供列车全面操作状态。MMI 102也向操作员提供将设置和控制命令输入到列车系统的性能。如图5所图示的，MMI 102可位于导引机车13的驾驶室中并且通过无线或有线接口连接到转换装置100。

图6中图示了转换装置100的详细资料，该转换装置100包括WDP/MU接口单元104。转换装置100连接到ITC网络30，并且传送ECP和WDP命令38.1和38.2并接收ECP和WDP反馈39.1和39.2。另一方面，转换装置100连接到MU推进命令46和MU气压制动命令47。

如果导引机车15未配备ECP，则ECP车厢20和ITC网络30需要电源。MU电源44连接到电源/ECP接口108。该接口的详细资料可在美国专利5,647,562中找出，其在此处并入。该接口包括变压器以便将机车MU电压升高到ITC网络所需的电压。而且，如果导引机车15已经适应ECP，则从机车到ECP网络的连接将是备用MU线45，这也在5,647,562专利中得以描述。

如果导引机车15未配备ECP，则可以提供附加的气压/ECP接口106。气压/ECP接口106监视列车制动管50并且产生到ITC网络30的适当命令。它也经由线路30接收反馈和其他状态信号。从气压到电控气压制动系统的这种接口系统的示例描述于美国专利6,676,229中，在此处并入作为参考。

如果未配备有WDP的导引机车13不具有ECP性能，则接口装置100将仅包括MU/WDP接口104，在这种情况下该接口容易地被直接安装在机车上。或者，转换装置100可以处于列车上连接的孤立的车辆中。如果需要ECP接口106，则这可能是必需的。

当被配置在导引位置时，MU/WDP接口106监视导引机车MU推进46和制动47命令，并且将所转换的命令38传送到ITC网络30。它也从ITC网络30接收反馈信息39。MU/WDP接口106包括以下性能：基于经由MMI 102的操作员输入来调节接收到的命令46和47，或者在将得到的命令38传送到ITC网络30之前对ITC网络反馈39作出反应。当被配置在远程位置时，MU/WDP接口106监视ITC网络命令38，并且随后将接收到的命令转换为能够被传统尾随机车12解译的本地MU推进38和制动39命令。

本发明的转换装置100当被附着(连接)到传统机车时，将提供转换性能，以便允许传统机车在安装了ECP的列车内控制或用实物(in kind)进行响应ITC网络上的列车制动控制和/或WDP推进和制动机车控制。转换装置100可以是便携式的，以便直接附着到传统机车，或者永久地安装到必须伴随着传统机车的轨道车辆。可以通过有线或无线电通信媒体来提供从导引单元到远程单元的通信方式。

尽管已经详细地描述和图示了本发明的方法，但是将会清楚地理解，这是仅仅为了图示和示例而进行的，而不是为了进行限制。本发明方法的范围仅受所附权利要求限制。

Claims

1.一种列车，包括：

第一机车，其通过多个车厢与第二机车分离；

连接到机车和车厢的通信列车线，其沿着列车延伸；

每个机车具有推进系统、推进控制器以及动车组通信线和连接器，所述推进控制器响应于操作员推进信号和MU推进信号之一来控制推进系统，所述动车组通信线和连接器将包括MU推进信号的控制信号与相邻机车进行通信；和

至少第一机车通过第一机车的动车组连接器连接到相邻车厢的通信列车线，以便经由通信列车线接收或传送MU推进信号。

2.如权利要求1所述的列车，其中MU推进信号包括推进和动态制动信号。

3.如权利要求1所述的列车，其中第一机车和第二机车两者通过机车的动车组连接器连接到相邻车厢的通信列车线，以便经由通信列车线接收或传送MU推进信号。

4.如权利要求1所述的列车，包括推进接口装置，所述推进接口装置将第一机车的动车组连接器连接到相邻车厢的通信列车线，并且将MU推进信号在通信列车线的格式与动车组通信线的格式之间进行转换。

5.如权利要求4所述的列车，其中第二机车包括用于经由通信列车线传送和接收WDP推进信号的有线分布式电源系统；所述推进接口装置在MU推进信号与WDP推进信号之间转换；并且第二机车的推进系统响应于接收到的WDP推进信号。

6.如权利要求1所述的列车，其中所述第二机车包括用于经由通信列车线传送和接收WDP推进信号的有线分布式电源系统；第二机车的推进系统响应于接收到的WDP推进信号；第一机车的推进系统将WDP推进信号解译为MU推进信号；并且第二机车的推进系统将MU推进信号解译为WDP推进信号。

7.如权利要求1所述的列车，其中所述车厢包括连接到通信列车线的电-气压制动器，并且所述机车之一包括连接到通信列车线并且在通信列车线上传送制动信号的制动控制器。

8.如权利要求1所述的列车，其中所述车厢包括：连接到通信列车线的电-气压制动器；每个机车包括连接到制动管并且在该制动管上传送制动信号的制动控制器，所述制动管沿着列车延伸；和连接到制动管和通信列车线的制动接口，用于监视制动管并且在通信列车线上传送制动信号。

9.如权利要求4所述的列车，包括连接到接口装置的操作员输入装置，用于查看由接口装置接收到的信号，并且提供用于将要由接口装置传送的信号的命令。

10.如权利要求4所述的列车，其中接口装置是便携式的并且可拆卸地附着到第一机车。

11.如权利要求4所述的列车，其中所述接口装置被安装在相邻车厢上。

12.一种接口装置，用于在它的动车组连接器处将传统机车连接到相邻车厢的通信列车线，所述接口装置包括：

用于与动车组连接器缠结的第一接口和用于与通信列车线缠结的第二接口；

连接在第一接口与第二接口之间的转换装置，用于将MU推进信号在通信列车线的格式与动车组通信线的格式之间进行转换。

13.如权利要求12所述的接口装置，其中所述转换装置在MU推进信号与WDP推进信号之间进行转换。