專利名稱：：柴油動力系統(tǒng)的旅行優(yōu)化系統(tǒng)和方法
技術領域：
：本發(fā)明的領域涉及優(yōu)化火車操作，并更具體地，涉及監(jiān)視和控制火車操作，以在滿足調度約束的同時改善效率。
背景技術：
：例如但不限于越野(off-highway)車、船舶柴油動力推進裝置、固定式柴油動力系統(tǒng)和鐵路車輛系統(tǒng)、或火車的柴油動車系統(tǒng)通常是由柴油動力單元提供動力的。對于鐵路車輛系統(tǒng)，柴油動力單元是至少一個機車的部分，并且火車還包括多個鐵路車廂，例如運貨車廂。通常提供多于一個機車，其中機車被看作機車編組。機車是具有多個子系統(tǒng)的復雜系統(tǒng)，每一子系統(tǒng)與其它子系統(tǒng)互相依存。操作員在機車車上，以確保機車的適當操作及其運貨車廂的關聯(lián)負荷。除了確保機車的適當操作之外，操作員還負責確定火車的操作速度和機車是其一部分的火車內的力。為了執(zhí)行該功能，操作員一般必須具有在特定地形上操作機車和各種火車的豐富經驗。需要該知識，以遵守可隨著火車沿軌道的地點而變化的可規(guī)定的操作速度。此外，操作員也負責確保火車內力保持在可接受的界限內。圖11描繪了當前如何控制鐵路車輛的現(xiàn)有技術框圖。操作員649通過將主控制器651裝置手動移動到特定設置來控制鐵路車輛653。盡管圖示了主控制器，但是本領域普通技術人員將容易地認識到，可使用其它系統(tǒng)控制裝置來代替主控制器651。所以，術語主控制器不意欲是限制性術語。搡作員649基于包括但不限于當前速度、期望速度、排放需求、牽引作用、期望馬力、遠程提供的信息等的多個因素654,來確定主控制器651的設置或位置。然而，即使具有確保安全操作的知識，操作員一般也不能操作機車，使得每次旅行中的燃料消耗最小化。例如，必須考慮的其它因素可包括排放輸出、例如噪聲/振動的操作員的環(huán)境條件、燃料消耗和排放輸出的加權組合等。這很難進行，因為作為示例，火車的尺寸和負荷變化，機車和它們的燃料/排放特性不同，并且天氣和交通條件變化。如果向操作員提供用于確定在給定天駕駛火車的最佳方式的手段，則操作員可更有效地操作火車，以在使用可能的最小燃料的同時滿足期望調度(到達時間)，而不管可變性的來源。類似地，越野車、船舶柴油動力推進裝置、和/或固定式柴油動力系統(tǒng)的所有人和/或操作員將認識到當這些柴油動力系統(tǒng)產生最佳燃料效率和排放輸出時實現(xiàn)的經濟利益，使得在滿足例如但不限于任務時間約束的操作約束時，在使得排放輸出最小化時，節(jié)約總體燃料消耗。
發(fā)明內容本發(fā)明的實施例公開了一種用于操作具有至少一個以柴油為燃料的發(fā)電單元的柴油動力系統(tǒng)的控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括任務優(yōu)化器，用于確定該以柴油為燃料的發(fā)電單元所使用的至少一個設置。還公開了變換器，用于接收該以柴油為燃料的發(fā)電單元所要使用的信息中的至少一個，并將該信息變換為可接受的信號。還公開了用于收集被傳遞到該任務優(yōu)化器的來自該柴油動力系統(tǒng)的至少一個操作數(shù)據(jù)的傳感器。提供通信系統(tǒng)，用于建立任務優(yōu)化器、變換器和傳感器之間的控制閉環(huán)。本發(fā)明的另一示范實施例公開了一種用于控制具有至少一個以柴油為燃料的發(fā)電單元的柴油動力系統(tǒng)的操作的方法。該方法包括確定該以柴油為燃料的發(fā)電單元的至少一個優(yōu)化設置的步驟。另一步驟涉及將至少一個優(yōu)化設置變換為該以柴油為燃料的發(fā)電單元的可識別的輸入信號。另一步驟是當應用至少一個優(yōu)化設置時，確定該柴油動力系統(tǒng)的至少一個操作條件。另一步驟包括在控制閉環(huán)內向優(yōu)化器傳遞所述至少一個操作條件，使得使用該至少一個操作條件來進一步優(yōu)化至少一個設置。另一示范實施例公開了一種用于操作具有計算機和至少一個以柴油為燃料的發(fā)電單元的柴油動力系統(tǒng)的計算機軟件代碼。該計算機軟件代碼包括用于確定該以柴油為燃料的發(fā)電單元的至少一個設置的計算機軟件模塊、以及用于將至少一個優(yōu)化設置變換為該以柴油為燃料的發(fā)電單元可識別的輸入信號的計算機軟件模塊。還公開了用于當應用至少一個設置時、確定該柴油動力系統(tǒng)的至少一個操作條件的計算機軟件模塊。還公開了用于在控制閉環(huán)內向優(yōu)化器傳遞所述至少一個操作條件、使得使用該至少一個#:作條件來進一步優(yōu)化至少一個設置的計算機軟件模塊。通過參考在附圖中圖示的其特定實施例，將呈現(xiàn)(rendered)以上簡要描述的本發(fā)明的示例的更具體的描述。應理解，這些圖僅描繪了本發(fā)明的典型實施例，并因此不應被認為是對其范圍的限制，將通過使用附圖利用附加特征和細節(jié)來描述和解釋本發(fā)明，其中圖l描繪了本發(fā)明示范實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)明的示范實施例的元件的示范實施例；圖4描繪了燃料使用/行進時間曲線的示范實施例；圖5描繪了旅行計劃的分段分解的示范實施例；圖6描繪了分段示例的示范實施例；圖7描繪了本發(fā)明示范實施例的示范流程圖8描繪了操作員使用的動態(tài)顯示器的示范圖示；圖9描繪了操作員使用的動態(tài)顯示器的另一示范圖示；圖IO描繪了操作員使用的動態(tài)顯示器的另一示范圖示；圖11描繪了當前如何控制鐵路車輛的現(xiàn)有技術框圖12描繪了用于操作鐵路車輛的閉環(huán)系統(tǒng)的示范實施例；圖13描繪了與主控制單元集成的閉環(huán)系統(tǒng)；圖14描繪了與鐵路車輛的另一輸入操作子系統(tǒng)集成的用于操作鐵路車輛的閉環(huán)系統(tǒng)的示范實施例；圖15描繪了作為閉環(huán)控制系統(tǒng)的一部分的主控制器的另一示范實施例；和圖16描繪了閉環(huán)處理中用于操作鐵路車輛的步驟的示范流程圖。具體實施方式現(xiàn)在將詳細參考在附圖中圖示了其示例的符合本發(fā)明的實施例。只要可能，圖中使用的相同附圖標記始終表示相同或類似的部分。盡管針對鐵路車輛(特別是具有柴油機的火車和機車)來描述本發(fā)明的示范實施例，但是本發(fā)明的示范實施例也可應用到其它用途，例如但不限于每一個都可使用柴油機的越野車、海上艦船、和固定單元。為此，當討論指定任務時，這包括柴油動力系統(tǒng)要執(zhí)行的工作(task)或需求。所以，對于鐵道、船舶或越野車輛應用，這可以指的是系統(tǒng)從當前地點到目的地的移動。在例如但不限于固定式發(fā)電站或發(fā)電站網絡的固定應用的情況下，指定任務可以指的是柴油動力系統(tǒng)要滿足的瓦特數(shù)的量(例如，MW/hr)或其它參數(shù)或需求。類似地，以柴油為燃料的發(fā)電單元的操作條件可包括速度、負荷、燃料值、定時等中的一個或多個。在涉及海上艦船的一個示范示例中，多個拖船可一起操作，其中所有拖船移動同一較大艦船，其中每一拖船及時鏈接，以完成移動較大艦船的任務。在另一示范示例中，單一海上艦船可具有多個發(fā)動機。越野車(ohv)可包括具有從地點a向地點b移動泥土的同一任務的車隊，其中每一ohv及時鏈接以完成該任務。對于固定式發(fā)電站，可集合多個站，為了特定地點和/或目的而共同生成電力。在另一示范實施例中，提供單一站，但是多個發(fā)電機構成該單一站。本發(fā)明的示范實施例通過提供一種用于確定和實現(xiàn)駕駛和/或操作策略的系統(tǒng)、方法、和計算機實現(xiàn)的方法(例如計算機軟件代碼)來解決現(xiàn)有技術中的問題。對于機車，當機車編組以分散動力操作時，本發(fā)明的示范實施例也可操作。本領域普通技術人員將認識到例如包括cpu、存儲器、i/o、程序儲存器、連接總線、和其它適當組件的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的設備可被編程或以別的方式設計，以促進本發(fā)明的方法的實踐。這樣的系統(tǒng)將包括用于運行本發(fā)明的方法的適當?shù)某绦虿考?。而且，用于?shù)據(jù)處理系統(tǒng)的例如預先記錄的盤或其它類似計算機程序產品的制造品可包括儲存介質和其上記錄的程序部件，用于引導該數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，以促進本發(fā)明的方法的實踐。這樣的設備和制造品也落入本發(fā)明的精神和范圍內。一般地說，技術效果在于，確定和實現(xiàn)柴油動力系統(tǒng)的駕駛和/或操作策略，以在滿足調度和速度約束的同時改善至少某些目標操作標準參數(shù)需求。為了促進理解，下面參考其特定實現(xiàn)來進行描述。在計算機運行的例如程序模塊的計算機可運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)行特定工作或實現(xiàn)特定抽象數(shù)據(jù)類型的例程、程序、對象、組件、數(shù)據(jù)結構等。例如，成為本發(fā)明基礎的軟件程序可以用不同的語言進行編碼，以用于不同的平臺。在接下來的描述中，在采用萬維網瀏覽器的萬維網門戶網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)明基礎的原理也可以用其它類型計算機軟件技術來實現(xiàn)。此外，本領域技術人員將理解的是，可以利用其它計算機系統(tǒng)配置來實踐本發(fā)明,包括手持裝置、多處理器系統(tǒng)、基于微處理器或可編程的消費品電子裝置、小型計算機、大型計算機等。也可在其中由通過通信網絡鏈接的遠程處理裝置執(zhí)行工作的分布式計算環(huán)境中實踐本發(fā)明。在分布式計算環(huán)境中，程序模塊可位于包括存儲器儲存裝置的本地和遠程計算機儲存介質兩者中。這些本地和遠程計算環(huán)境可全部包括在機車中、或編組中的相鄰機車中、或車下的使用無線通信的路邊或中央局中。在該文獻中，始終使用術語機車編組。如這里使用的，機車編組可被描述為具有一個接一個連在一起以便提供驅動和/或制動能力的一個或多個機車。機車連在一起，在機車之間沒有火車車廂?；疖囋谄浣M成中可具有多于一個編組。具體來說，可存在領頭編組和多于一個遠程編組，例如在一行車廂中途的遠程編組和在火車末端的另一遠程編組。每一機車編組可具有第一機車以及(多個)后續(xù)(trail)機車。盡管編組通常被看作連續(xù)機車，但是本領域技術人員將容易地認識到，即使當至少車廂分離機車時，例如當編組被配置用于動力分散型操作時，一組機車也可被識別為編組，其中通過無線電鏈路或物理線纜從領頭機車向遠程后續(xù)機車中繼節(jié)流(throttle)和制動命令。為此，當討論同一火車中的多個機車時，術語機車編組不應被看作限制因素?，F(xiàn)在參考附圖，將描述本發(fā)明的實施例。本發(fā)明可以以多種方式實現(xiàn)，包括系統(tǒng)(包括計算機處理系統(tǒng))、方法(包括計算機化的方法)、設備、計算機可讀介質、計算機程序產品、圖形用戶接口，包括萬維網門戶或在計算機可讀存儲器中有形固定的數(shù)據(jù)結構。下面討論本發(fā)明的幾個實施例。圖1描繪了示范實施例的流程圖的示范圖示。如圖所示，在車上或從遠程地點(例如派遣中心10)輸入專用于計劃旅行的指令。這樣的輸入信息包括但不限于火車位置、編組描述(例如機車型號)、機車動力描述、機車牽引傳輸?shù)男阅?、作為輸出動力的函?shù)的發(fā)動機燃料的消耗、冷卻特性、預期旅行路線(作為里程碑的函數(shù)的有效軌道坡度和曲率、或反映遵循標準鐵路實踐的曲率的"有效坡度"組件)、由車廂結構和負荷以及有效阻力系數(shù)代表的火車，期望旅行參數(shù)包括但不限于開始時間和地點、結束地點、期望行進時間、乘務員(用戶和/或^^乘作員)標識、乘務員輪班(Shift)期滿時間、和路線。可按照多種方式將該數(shù)據(jù)提供到機車42，例如但不限于操作員經由車載顯示器將該數(shù)據(jù)手動鍵入機車42、將包括數(shù)據(jù)的例如硬盤插件板和/或USB驅動器的存儲裝置插入到機車車上的插座中、并經由無線通信從例如軌道信令裝置和/或路邊裝置的中央或路邊地點41向機車42傳送該信息。機車42和火車31負荷特性(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)，并且可通過上述任一方法和/或通過實時自發(fā)收集機車/火車條件，來按照需要更新計劃以反映這樣的改變。這可包括例如通過監(jiān)視(多個)機車42車上或車下的器材所檢測的機車或火車特性的改變。軌道信號燈系統(tǒng)確定火車的容許速度。存在許多類型的軌道信號燈系統(tǒng)以及與每一信號燈關聯(lián)的操作規(guī)則。例如，一些信號燈可具有單一光(開/關)，一些信號燈具有存在多種顏色的單鏡頭，并且一些信號燈具有多個光和顏色。這些信號燈可指示軌道清除以及火車可按照最大容許速度前進。它們也可指示需要降低速度或停車?？尚枰⒓椿蛟谀骋坏攸c(例如，在下一信號燈或閘口(crossing)之前)實現(xiàn)該降低的速度。通過各種部件將該信號燈狀態(tài)傳遞到火車和/或操作員。一些系統(tǒng)具有軌道中的電路和機車上的感應拾取線圈。其它系統(tǒng)具有無線通信系統(tǒng)。信號燈系統(tǒng)也可要求操作員可視地觀察信號燈并采取適當行動。該信令系統(tǒng)可與車上信號燈系統(tǒng)對接，并根據(jù)輸入和適當?shù)牟僮饕?guī)則來調整機車速度。對于要求操作員可視地觀察信號燈狀態(tài)的信號燈系統(tǒng)，操作員屏幕將呈現(xiàn)適當?shù)男盘枱暨x項，由操作員基于火車地點鍵入。信號燈系統(tǒng)的類型和操作規(guī)則可作為地點的函數(shù)存儲在車載數(shù)據(jù)庫63中?；谳斎氲绞痉秾嵤├械囊?guī)格數(shù)據(jù)，計算受到沿著具有期望開始和結束時間的路線的限速約束的、最小化燃料使用和/或產生的排放的最佳計劃，以產生旅行分布圖(profile)12。該分布圖包括表達為距離和/或時間的函數(shù)的火車要遵循的最佳速度和動力(檔位notch)設置、包括但不限于最大檔位動力和制動設置的火車操作限制、作為地點和期望使用的燃料和生成的排放的函數(shù)的限速。在示范實施例中，選擇用于檔位設置的值，來獲得大約每10到30秒一次的節(jié)流改變判決。本領域技術人員將容易地認識到，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持續(xù)時間發(fā)生。從更廣的意義上來說，本領域技術人員應明白，在火車級(level)、編組級和/或單獨火車級，分布圖提供火車的動力設置。動力包括制動動力、驅動動力和氣閘動力。在另一優(yōu)選實施例中，不是按照傳統(tǒng)離散檔位動力設置操作，示范實施例能夠選擇被確定為對于所選擇的分布圖最佳的連續(xù)動力設置。由此，例如，如果最佳分布圖規(guī)定6.8的檔位設置而不是按照檔位設置7操作，則機車42可按照6.8操作。允許這樣的中間動力設置可提供下述附加效率益處。用于計算最佳分布圖的過程可以是用于計算駕駛火車31以在受到機車操作和調度約束的情況下、使得燃料和/或排放最小化的動力順序(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，最佳分布圖可與先前確定的分布圖非常接近。在這些情況下，可能足以從數(shù)據(jù)庫63中查找駕駛軌跡并嘗試遵循該軌跡。當先前計算的計劃不合適時，計算新計劃的方法包括但不限于利用近似火車物理運動的微分方程模型來直接計算最佳分布圖。該設置包括選擇定量目標函數(shù)，一般為與燃料消耗率和排放生成對應的模型變量的加權和(積分)加上處罰過多節(jié)流變化的項。設置最佳控制公式，以在受到包括但不限于速度限制以及最小和最大動力(節(jié)流)設置的約束的情況下使得定量目標函數(shù)最小化。取決于任意時間的計劃目標，可靈活設置這樣的問題，在受到排放和速度限制的約束的情況下使得燃料最小化或在受到燃料使用和到達時間的約束的情況下使得排放最小化。也可能設置例如這樣的目標，使得總行進時間最小化，而不約束總排放或燃料使用，其中允許或要求用于該任務的這樣的約束的放松。在該文獻中，呈現(xiàn)示范方程和目標函數(shù)，用于最小化機車燃料消耗。這些方程和函數(shù)僅用于圖示，因為可采用其它方程和目標函數(shù)而優(yōu)化燃料消耗或優(yōu)化其它機車/火車操作參數(shù)算術上，可更精確地闡明要解決的問題。該基本物理性質表達為下式字=—GJx)-竭:v(O)=0.0;v(J))=0.0其中x是火車位置，v是火車速率，t是時間(合適時，為英里、每小時的英里、以及分鐘或小時)，而u是檔位(節(jié)流)命令輸入。此外，D表示要行進的距離，Tf是沿著軌道的距離D處的期望到達時間，Te是機車編組產生的牽引作用力，Ga是地心引力(其取決于火車長度、火車構成和火車位于的地形)，而R是機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(在開始和結束時停止的火車)。最后，可將該模型容易地修改為包括其它重要的動態(tài)，例如在節(jié)流u的改變和得到的牽引或制動作用力之間的滯后。利用該模型，設置最佳控制公式，以在受到包括但不限于速度限制以及最小和最大動力(節(jié)流)設置的約束的情況下使得定量目標函數(shù)最小化。取決于任意時間的計劃目標，可靈活設置這樣的問題，在受到排放和速度限制的約束的情況下使得燃料最小化或在受到燃料使用和到達時間的約束的情況下使得排放最小化。也可能設置例如這樣的目標，使得總行進時間最小化，而不約束總排放或燃料使用，其中允許或要求用于該任務的這樣的約束的放松。所有這些性能度量可表達為以下任何線性組合<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>-最小化總燃料消耗<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>-最小化行進時間<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>-最小化檔位操作(分段持續(xù)輸入)-最小化檔位操作(連續(xù)輸入)用與排放產生對應的一項來替代(1)中的燃料項F。例如，對于排放，"":〕-最小化總排放消耗。在該方程中，E是對于每一檔位(或動力設置)的gm/hphr的排放數(shù)量。另外，可基于燃料和排放加權總和來進行最小化。通常使用的代表性目標函數(shù)由此為niin%I+c^rf+漢2{0&/2A(OP)該線性組合的系數(shù)將取決于給予每一項的重要性(權重)。應注意，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，例如用于較老機車，則使得方程(OP)的解離散，這可導致較低燃料節(jié)約。使用得到的最小時間解(w和a2被設置為零)來得到下界，優(yōu)選實施例利用a3設置為零，來針對各值Tf解方程(OP)。對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0《v《5Z(:v)或者當將最小時間用作目標時，必須保持結束點約束，例如消耗的總燃料必須小于油箱中的燃料，例如-V其中Wf是Tf時在油箱中剩余的燃料。本領域技術人員將容易地認識到方程(OP)也可以為其它形式，并且上面呈現(xiàn)的是在本發(fā)明示范實施例中使用的示范方程。在本發(fā)明示范實施例的上下文中提及的排放實際上指的是以氧化氮(NOx)、未燃燒的碳氫化合物和顆粒的形式產生的累積排放。通過設計，每一機車必須符合制動特定任務的EPA標準，并由此當在示范實施例中優(yōu)化排放時，這可以指不存在當前規(guī)范的總任務(missiontotal)排放。不論什么時候，操作將符合聯(lián)邦EPA命令(mandates)。如果旅行任務期間的關鍵目標是降低排放，則將修改最佳控制公式(方程(OP))以考慮該旅行目標。優(yōu)化設置中的關鍵靈活性是任何或全部旅行目標可根據(jù)地理區(qū)或任務而變化。例如，對于高優(yōu)先級火車，最小時間可以僅是一條路線上的目標，因為其是高優(yōu)先級交通。在另一示例中，排放輸出可沿著計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，在示范實施例中，本發(fā)明將時域的動態(tài)最佳控制問題轉化為具有N個判決變量的等效靜態(tài)算術編程問題，其中數(shù)目"N"取決于進行節(jié)流和制動調整的頻率和旅行持續(xù)時間。對于典型的問題，N可以是幾千。例如，在示范實施例中，-假設火車正在美國西南部行進172英里的一段軌道。利用示范實施例，當將利用本發(fā)明示范實施例確定和遵循的旅行和其中由操作員確定旅行的實際駕駛員節(jié)流/速度歷史相比時，可實現(xiàn)節(jié)約示范7.6%的使用燃料。因為與操作員的旅行計劃相比，利用示范實施例實現(xiàn)的優(yōu)化產生具有更小阻力損失和很少或沒有制動損失的駕駛策略，所以實現(xiàn)了改進的節(jié)約。為了使得上述優(yōu)化可計算地容易控制(tractable),可采用火車的簡化模型，例如圖2和上述方程所示。通過驅動生成最佳動力順序的更詳細的模型，產生最佳分布圖的關鍵改進，以測試是否違反其它溫度、電氣和機械約束，這導致修改的分布圖，其中速度對距離最接近可實現(xiàn)的運行，而不損壞機車或火車器材，即滿足例如對火車中的機車和車廂之間的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生成動力命令，以開始計劃。取決于本發(fā)明示范實施例的操作設置，一個命令使得機車在16遵循優(yōu)化的動力命令，以便實現(xiàn)最佳速度。示范實施例在18從火車的機車編組獲得實際速度和動力信息。由于用于優(yōu)化的模型中的通常近似值，所以獲得對優(yōu)化動力進行校正的閉環(huán)計算，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進行，或者可由總是最終控制火車的操作員進行。在一些情況下，用于優(yōu)化的模型可根據(jù)實際火車而顯著不同。這可能由許多原因導致，包括但不限于額外貨物拾取或安排(setouts)、路線失敗的機車、以及初始數(shù)據(jù)庫63中的錯誤或操作員引起的數(shù)據(jù)項錯誤。因為這些原因，監(jiān)視系統(tǒng)處于使用實時火車數(shù)據(jù)的位置，以在20實時估計機車和/或火車參數(shù)。然后在22,將所估計的參數(shù)與初始創(chuàng)建旅行時使用的假設參數(shù)作比較。如果可根據(jù)新計劃實現(xiàn)足夠大的節(jié)約，則可基于假設的和估計的值之間的任何差值，在24重新計劃旅行?？芍匦掠媱澛眯械钠渌虬▉碜赃h程地點的指示，例如派遣中心和/或操作員請求與更多全局移動計劃目標一致地改變目標。更多全局移動計劃目標可包括但不限于其它火車調度、允許從管道驅散廢氣、維護操作等。另一原因可由于組件的車上故障。重新計劃的策略可取決于破壞的嚴重程度而分組為增加和主要調整，這將在下面進行更詳細的討論。一般來說，"新"計劃必須從上述優(yōu)化問題方程(OP)的解中導出，但是常?？傻玫捷^快的近似解，如這里描述的。在操作中，機車42將繼續(xù)監(jiān)視系統(tǒng)效率，并基于實際測量的效率而繼續(xù)更新旅行計劃，只要這樣的更新可改善旅行性能即可。重新計劃計算可完全在(多個)機車中進行，或可全部或部分移動到遠程地點，例如其中使用無線技術來將計劃傳遞到機車42的派遣中心或路邊處理設備。示范實施例也可生成有關效率傳輸函數(shù)的用于開發(fā)機車車隊(fleet)數(shù)據(jù)的效率趨勢。當確定初始旅行計劃時，可使用該車隊寬度數(shù)據(jù)，并且當考慮多個火車的地點時，可使用該車隊寬度數(shù)據(jù)用于網絡寬度優(yōu)化折衷。例如，圖4所示行進時間燃料使用折衷曲線反映了當前時間在某一路線上的火車的能力，其根據(jù)針對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，收集來自許多機車的圖4所示曲線的中央派遣設備可使用該信息，以更好地協(xié)調總體火車移動，從而實現(xiàn)燃料使用或吞吐量的系統(tǒng)寬度優(yōu)點。曰常操作中的許多事件可導致生成或修改當前執(zhí)行的計劃的需求，其中當火車不能按時如計劃的那樣碰到或經過另一火車并需要彌補時間時，期望保持相同旅行目標。利用機車的實際速度、動力和地點，在25將計劃的到達時間與當前估計(預測)的到達時間作比較。基于該時間差值、以及(通過派遣中心或操作員檢測或改變)的參數(shù)的差值，在26調整計劃?？勺裱F路公司的如何處置違背計劃的愿望而自動進行該調整，或者按照車上的操作員和派遣人員聯(lián)合判決返回(getbackon)該計劃的最佳方案的建議抉擇而手動進行該調整。只要更新計劃，但是例如但不限于到達時間的原始目標保持相同，則可并發(fā)包括附加變化，例如新未來速度限制變化，這可影響以任何方式恢復原始計劃的可行性。在這樣的情況下，如果不能維持原始旅行計劃，或者換言之，火車不能滿足原始旅行計劃目標，如這里討論的，可向操作員和/或遠程設備、或派遣中心呈現(xiàn)(多個)其它旅行計劃。當期望改變原始目標時，也可進行重新計劃?？筛鶕?jù)操作員或派遣人員的判斷，手動地按照固定預先計劃的時間來進行這樣的重新計劃，或可當超出這樣的火車操作限制的預定義限制時，自發(fā)進行這樣的重新計劃。例如，如果當前計劃執(zhí)行晚運行了大于規(guī)定閾值(例如30分鐘)，則本發(fā)明的示范實施例可重新計劃該旅行，以在上述增加燃料消耗的情況下調和(accommodate)該延遲，或警告操作員和派遣人員可根本彌補多少時間(即，剩余最小時間或在時間約束內可節(jié)約的最多燃料)。也可基于消耗的燃料或動力組成的狀況(包括但不限于到達時間、由于器材故障和/或器材暫時失靈(例如操作太熱或太冷)而造成的馬力損失、和/或消耗的火車負荷中的總設置誤差的檢測)，來預想重新計劃的其它觸發(fā)事件。即，如果該改變反映當前旅行的機車性能的缺陷，則這可計算出(factoredinto)優(yōu)化處理中使用的模型和/或方程。計劃目標的改變也可由于協(xié)調事件的需求，其中一個火車的計劃危及另一火車滿足目標的能力，并且需要在不同級(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一步優(yōu)化相遇和經過的協(xié)調。由此，作為示例，如果火車知道他落后于到達相遇和/或經過的地點的時間表，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)。操作員然后可在示范實施例中鍵入屬于期望的晚到達的信息，其中示范實施例將重新計算火車的旅行計劃。也可在高級或網絡級使用示范實施例，以只要可能不滿足調度的相遇和/或經過時間約束，就允許派遣中心確定哪一火車應減速或加速。如這里討_〖侖的，這可通過火車向派遣中心傳輸數(shù)據(jù)以區(qū)分每一火車應如何改變其計劃目標的優(yōu)先級來實現(xiàn)?？扇Q于情況，基于調度或燃料節(jié)約益處而進行選擇。對于任一個手動或自動啟動的重新計劃，本發(fā)明的實施例可向操作員呈現(xiàn)多于一個旅行計劃。在示范實施例中，本發(fā)明將向操作員呈現(xiàn)不同的分布圖，這允許操作員選擇到達時間并理解對應的燃料和/或排放影響。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所示多個折衷曲線。示范實施例具有得知并適于可合并在當前計劃和/或將來計劃中的火車和動力組成中的關^fc改變的能力。例如，上述一個觸發(fā)事件是馬力損失。當隨著時間增大馬力時，在馬力損失之后或當開始旅行時，利用變換邏輯來確定何時實現(xiàn)了期望馬力。可在機車數(shù)據(jù)庫61中保存該信息，以在再次發(fā)生馬力損失時，用于優(yōu)化將來旅行或當前旅行。圖3描繪了本發(fā)明示范實施例的元件的示范實施例。提供了確定火車31的地點的定位器元件30。定位器元件30可以是確定火車31的地點的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，例如射頻自動器材標識(RFAEI)標記、派遣中心、和/或一見頻確定。另一系統(tǒng)可包括機車車上的(多個)轉速計和與參考點的距離計算。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/或與遠程地點(例如派遣中心)的通信。也可從其它火車傳輸有關行進地點的信息。還提供了軌道特征元件33,用于提供有關軌道的信息，原理上是坡度和海拔和曲率信息。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用于測量機車編組42施加的牽引作用力40、機車編組42的節(jié)流設置、機車編組42配置信息、機車編組42的速度、單獨機車配置、單獨機車能力等。在示范實施例中，可無需使用傳感器38來裝載機車編組42配置信息，而是通過上述其它方案來輸入機車編組42配置信息。此外，也可考慮編組中的機車的狀況。例如，如果編組中的一個機車不能在動力檔位級5之上操作，則當優(yōu)化旅行計劃時，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?shù)牡竭_時間。例如，如果存在沿軌道34向目的地移動的火車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期限，則可使用包括但不限于射頻自動器材標識(RFAEI)標記、派遣中心、和/或視頻確定的定位器元件來精確計量(gage)火車31的精確地點。此外，可使用來自這些信令系統(tǒng)的輸入來調整火車速度。利用下述車載軌道數(shù)據(jù)庫以及例如GPS的定位器元件，示范實施例可調整操作員接口以反映在給定機車地點處的信令系統(tǒng)狀態(tài)。在其中信號燈狀態(tài)指明超過了限制速度的情況下，計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)的計劃目標。例如，由于有關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"時間目標作為防止統(tǒng)計上稍后發(fā)生的延遲的措施。如果其在不發(fā)生延遲的某一旅行中出現(xiàn)，則可修改在該旅行的后期部分的目標，以開發(fā)較早積聚(banked)的內建松散(slack)時間，并由此恢復一些燃料效率?？舍槍ε欧畔拗颇繕?例如接近城市區(qū)域)調用類似策略。作為防止措施策略的示例，如果旅行計劃從紐約到芝加哥，則該系統(tǒng)可具有在旅行開始或旅行中期或旅行末期將火車操作得更慢的選項。本發(fā)明的示范實施例將優(yōu)化旅行計劃，以允許在旅行末期更慢地操作，因為例如但不限于天氣條件、軌道維護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，則利用選項來開發(fā)該計劃，以具有在這些傳統(tǒng)擁堵地區(qū)附近的更多靈活性。所以，示范實施例也可在將來和/或基于已知/過去的經驗將重量/處罰看作時間/距離的函數(shù)。本領域技術人員將容易地認識到，可在旅行期間的任何時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劃和重新計劃，其中因此調整了旅行計劃。圖3還公開了可以是示范實施例的一部分的其它元件。提供處理器44,可操作為從定位器元件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。使用算法46,來基于涉及這里描述的機車42、火車31、軌道34、和任務的目標的參數(shù)，而計算優(yōu)化的旅行計劃。在示范實施例中，基于作為火車31沿軌道34移動的火車行為的模型建立旅行計劃，該模型是從在該算法中提供簡單假設的物理性質中導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)建這樣的旅行計劃，其使得機車編組42的燃料消耗最小化、使得機車編組42的排放最小化、建立期望的旅行時間、和/或確保在機車編組42車上的正確乘務員操作時間。在示范實施例中，也提供駕駛員或控制器元件51。如這里討論的，控制器元件51用于控制火車遵循旅行計劃。在這里進一步討論的示范實施例中，控制器元件51自發(fā)作出火車操作判決。在另一示范實施例中，可使得操作員參予引導火車遵循該旅行計劃。本發(fā)明示范實施例的需求是初始創(chuàng)建并在飛行中(onthefly)快速修改正執(zhí)行的任何計劃的能力。這包括當涉及長距離時創(chuàng)建初始計劃，因為計劃優(yōu)化算法的復雜性。當旅行分布圖的總長度超出給定距離時，可使用算法46來將任務分段，其中可將任務劃分為多個沿途停車點(waypoints)。盡管僅討論了單一算法46,但是本領域技術人員將容易地認識到，可使用多于一種算法，其中可將這樣的算法連接到一起。所述沿途停車點可包括火車31停車的自然地點，例如但不限于，其中調度在單一軌道段上發(fā)生與對向交通相遇或使得當前火車之后的火車經過的旁軌(sidings)、拾取并安排車廂的站場(yard)旁軌或工業(yè)(industry)、以及計劃工作的地點。在這樣的沿途停車點，可要求火車31按照調度的時間處于一地點、停車或按照規(guī)定范圍內的速度移動。從到達到離開沿途停車點的持續(xù)時間被稱為停留時間。在示范實施例中，按照特定系統(tǒng)方式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車站或重要速度限制的自然地點處、或選在定義與其它路線的交叉點的關鍵里程碑處。給定按照該方式選擇的分區(qū)或分段，對于每一段軌道創(chuàng)建駕駛分布圖，作為看作獨立變量的行進時間的函數(shù)，例如圖4所示?？稍诨疖?1到達該軌道段之前，計算與每一段關聯(lián)的使用燃料/行進時間折衷?？筛鶕?jù)為每一段創(chuàng)建的駕駛分布圖來創(chuàng)建總旅行計劃。本發(fā)明按照最佳方式在該旅行的所有段之間分配行進時間，使得滿足所需的總旅行時間，并使得所有段消耗的總燃料盡可能小。圖6中公開了示范三段旅行，并在下面進行討論。然而，本領域技術人員將認識到，盡管討論了這些段，但是旅行計劃可包括代表完整旅行的單一段。圖4描繪了燃料使用/行進時間曲線的示范實施例。如先前所述，當針對每一段的各行進時間計算最佳旅行分布圖時，創(chuàng)建這樣的曲線50。即，對于給定行進時間49，使用的燃料53是上述計算的詳細駕駛分布圖的結果。一旦分配了每一段的行進時間，就根據(jù)先前計算的解確定每一段的動力/速度計劃。如果在段之間存在任何沿途停車點速度約束，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使它們配合。如果速度約束僅在單一段中改變，則不得不僅針對改變的段重新計算燃料使用/行進時間曲線50。這降低了不得不重新計算旅行的更多部分或分段所需的時間。如果機車編組或火車沿該路線發(fā)生重大改變，例如丟失了機車或拾取或安排了車廂，則必須重新計算所有隨后段的駕駛分布圖，以創(chuàng)建曲線50的新實例。然后將和新調度目標一起使用這些新曲線50，以計劃剩余旅行。一旦如上所述創(chuàng)建了旅行計劃，就使用速度和動力相對距離的軌跡，以在要求的旅行時間具有最小燃料和/或排放地到達目的地。存在執(zhí)行旅行計劃的幾種方式。如下面更詳細地提供的，在一個示范實施例中，訓練(coaching)模式向操作員顯示信息以供操作員遵循，從而實現(xiàn)根據(jù)該最佳旅行計劃確定的需要的動力和速度。在該模式中，該操作信息是操作員應該使用的建議操作條件。在另一示范實施例中，示范實施例執(zhí)行加速和維持恒定速度。然而，當必須使火車31減慢時，操作員負責應用制動系統(tǒng)52。在另一示范實施例中，根據(jù)需要使用專用于動力和制動的命令，以遵循期望的速度-距離路徑。使用反饋控制策略，以提供對于分布圖中的動力控制順序的校正，以校正例如但不限于由波動頂風和/或順風S1起的火車負荷變化的事件。與優(yōu)化旅行計劃中的假設相比，另一這樣的誤差可以由例如但不限于火車質量和/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中包括的信息而出現(xiàn)。另一可能誤差可涉及由于機車引擎、牽引馬達熱解除配給和/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)的實際速度和期望的最佳分布圖中的速度。基于該差異，添加對最佳動力分布圖的校正，以朝向該最佳分布圖驅動該實際速率。為了確保穩(wěn)定調節(jié)，可提供補償算法，其中將反饋速度過濾(filters)為動力校正，以確保閉環(huán)性能穩(wěn)定性。補償可包括控制系統(tǒng)設計領域的普通技術人員為了滿足性能目標所使用的標準動態(tài)補償。示范實施例允許最簡單和因此最快的手段來調和旅行目標的改變，其是除了鐵路操作中的例外的規(guī)則。在示范實施例中，為了確定其中沿途存在多個車站的從點A到點B的最佳燃料旅行，并為了一旦旅行開始就針對剩余旅行更新旅行，次優(yōu)分解方法可用于得到最佳旅行分布圖。利用建模方法，計算方法可得到具有指定行進時間以及最初和最終速度的旅行計劃，使得當存在多個車站時滿足所有速度限制和機車能力約束。盡管以下討論針對優(yōu)化燃料使用，但是其也可應用到優(yōu)化其它因素，包括但不限于排放、調度、乘務員舒適和負荷沖擊。可在開發(fā)旅行計劃的開始使用該方法，并更重要地，適應在啟動旅行之后的目標的改變。如這里討論的，示范實施例可采用在圖5中描繪的示范流程圖中圖示并在圖6中詳細描繪的示范3段示例的設置。如圖所示，旅行可分為兩段或多段T1、T2和T3。盡管如這里所述，但是可能將旅行看作單一段。如這里所述，段邊界可能不導致等長段。取代的是，這些段使用自然或任務指定的邊界。對于每一段預先計算最佳旅行計劃。如果燃料使用相對旅行時間是要滿足的旅行目標，則對于每一段建立燃料相對旅行時間的曲線。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劃要遭遇的目標。當旅行時間是確定的參數(shù)時，在滿足總體旅行時間約束的同時，計算每一段的旅行時間。圖6圖示了用于示范3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時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置，本計算方法可得到這樣的旅行計劃，其具有指定行進時間以及最初和最終速度，以滿足當存在多個車站時的所有速度限制和機車能力約束。盡管以下詳細描述針對優(yōu)化燃料使用，但是其也可應用到優(yōu)化這里討論的其它因素，例如但不限于排放。關鍵靈活性在于調和車站處的期望停留時間，并且如果需要(例如，在其中進入或經過旁軌的時間緊急(critical)的單一軌道操作中)，可考慮對于最早到達和離開地點的約束。本發(fā)明的示范得到在時間T中從距離Do行進到DM的燃料最佳旅行，其中M-1個中間停車站D,.....DM_i、以及這些車站的到達和離開時間由下式限定其中tarr(Di)、t鄉(xiāng)(Di)和Ati分別是第i車站的到達、離開、和最小停車時間。假設燃料最優(yōu)性暗示使得停車時間最小化，所以tdep(Di"W(Dj)+Ati，這消除了以上第二不等式。假設對于每一i-l.....M,已知在行進時間t中從Dw到Di的燃料最佳旅行，其中Tmin(i)3^Tmax(i)。假設Fi(t)是與該旅行對應的燃料使用。如果用Tj表示從Dj-!到Dj的行進時間，則Dj處的到達時間由下式給出戶〗其中Ato被定義為零。然后通過得到Tj而獲得在行進時間T中從Do到Dm的燃料最佳旅行，其中i-l.....M,其在以下條件下U《t(5+△。—)^U(0—M^=L…，M—1j.=i使得下式最小化l;^(;)乙』)^^《乙^)一旦旅行正在進行，則問題是當旅行行進時、重新確定用于剩余旅行(原始地，在時間T中從Do到DM)的燃料最佳方案，但是干擾阻止遵循該燃料最佳方案。假設當前距離和速度分別是x和v,其中Di.^x^Dj。而且，假設自旅行開始以來的當前時間為tact。然后通過得到/=/+'而獲得用于從x到Dm的剩余旅行(其在DM處保持原始到達時間)的燃料最佳方案，這在以下條件下f醒的^^)sf隱附—△&=ki"…M-1<formula>formulaseeoriginaldocumentpage23</formula>使得下式最小化<formula>formulaseeoriginaldocumentpage23</formula>這里，《"'u)是在時間t中行進的從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劃的示范方式是根據(jù)分割的段構造從車站到車站的最佳方案。對于具有行進時間Tj的從Dw到Di的旅行，選擇一組中間點D,j，j-l，...，N廣l。假設DfDw并且".'"，然后將從Dw到Dj的最佳旅行的燃料使用表達為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage23</formula>其中^/("b-i'v"是在時間t中行進的從Di，j.,到Djj的最佳旅行的燃料使用，初始和最終速度為Vi，j.,和vy。此外，、是與距離Dij對應的最佳旅行中的時間。通過定義，、—6。=5。由于在Dio和"^處該火車停車，所以"。=0。以上表達式通過首先確定函數(shù)厶(')'BJ^W,然后得到V^J^乂和",'，1^/<A;，而使得能夠替換確定函數(shù)Fi(t)，這在以下條件下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage23</formula>使得下式最小化<formula>formulaseeoriginaldocumentpage23</formula>通過選擇Djj(例如，在速度限制或滿足點)，可使得、匪(W)一、"力'力最小化，由此使得需要知道flj()的域最小化。基于上述分割，比上述更簡單的次優(yōu)重新計劃方案是將重新計劃限制到其中火車在距離點"一^^M'HJ^^的時間。在點Dij,可通過得到rj<j^"r".d<乂.f腿，/<附SAf，1SWS1，1;J<附《1S"<化的新最佳旅行，這在以下條件下而確定從Dij到D:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage24</formula>使得下式最小化<formula>formulaseeoriginaldocumentpage24</formula>通過等待Tm(i<n^M)的重新計算直到到達距離點Dj為止，而獲得進一步簡化。以這種方式，在和Di之間的點Dy處，僅需要對于JV7"Cl:^i^，^，,:^〈^執(zhí)行以上最小化。如果需要，則增加i以調和任何比計劃的更長的從Dw到Dij的實際行進時間。如果可能，可稍后通過在距離點Di重新計算Tm(i<m^VI),來補償該增加。對于以上公開的閉環(huán)配置，火車31從點A移動到點B所需的總輸入能量包括四個分量之和，具體是，點A和B之間的動能差；點A和B之間的勢能差；由于摩擦力和其它阻力損耗導致的能量損耗；以及由于應用制動而耗散的能量。假設開始和結束速度是相等的(例如，固定的)，則第一分量是零。此外，第二分量獨立于駕駛策略。由此，使得所述后兩個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不需要制動來維持恒定速度時輸入的總能量最小化。然而，如果需要制動來維持恒定速度，則施加制動以僅維持恒定速度將最可能增加所需要的總能量，因為需要補充(replenish)制動所耗散的能量。存在這樣的可能性，即如果附加制動損耗大于由制動引起的阻力損耗中的結果減少的偏移，則通過降低速度變化，一些制動可實際上降低總能量使用。在通過收集上述事件完成重新計劃之后，可利用這里描述的閉環(huán)控制來遵循新最佳檔位/速度計劃。然而，在可能沒有足夠時間來執(zhí)行上述分解段的計劃的一些情況下，并特別是當存在必須考慮的臨界速度限制時，需要替換方案。本發(fā)明的示范實施例利用稱為"智能巡航控制"的算法來實現(xiàn)其。該智能巡航控制算法是用于在飛行中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)定的有效方式。該算法假設一直知道火車31在軌道34上的位置，并知道軌道相對位置的坡度和曲率。該方法依賴于用于火車31的運動的點質量(point-mass)模型，其參數(shù)可根據(jù)前述火車運動的在線測量來適應性地進行估計。該智能巡航控制算法具有三個主要分量，具體是充當速度限制降低周圍的能量有效引導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平衡的理想節(jié)流或動態(tài)制動設置分布圖；以及組合后兩個分量以產生換擋命令、并采用速度反饋環(huán)來補償當與現(xiàn)實參數(shù)相比時的建模參數(shù)的失配的機制。智能巡航控制可調和示范實施例中的策略，其無需主動制動(即，對駕駛員發(fā)信號并假定其提供必須的制動)或主動制動的變量(variant)。對于不控制動態(tài)制動的巡航控制算法，這三個示范分量是充當速度限制降低周圍的能量有效引導的修改的速度限制分布圖、當應該施加制動時通知操作員的通知信號燈、嘗試使得最小化速度變化和通知操作員施加制動之間平衡的理想節(jié)流分布圖、以及采用用于補償相對于現(xiàn)實參數(shù)的模型參數(shù)的失配的反饋環(huán)的機制。在示范實施例中還包括用于標識火車31的關鍵參數(shù)值的方案。例如，對于估計火車質量，可利用卡爾曼濾波器和遞歸最小二乘方方案，以檢測可隨時間發(fā)展的誤差。圖7描繪了本發(fā)明示范實施例的示范流程圖。如先前所述的，例如派遣中心60的遠程設備可向示范實施例提供信息。如圖示的，將這樣的信息提供給可執(zhí)行控制元件62。還供應給可執(zhí)行控制元件62的是機車建模信息數(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來自軌道數(shù)據(jù)庫36的信息、例如但不限于火車重量和阻力系數(shù)的估計火車參數(shù)、以及來自燃料比估計器64的燃料比表格?？蓤?zhí)行控制元件62將信息供應到計劃器12,這在圖1中進行了更詳細的公開。一旦已計算了旅行計劃，就將該計劃供應給駕駛顧問、駕駛員或控制器元件51。還將旅行計劃供應給可執(zhí)行控制元件62,使得當提供其它新數(shù)據(jù)時，其可以比較該旅行。如上所述，駕駛顧問51可將檔位動力自動設置為預先建立的檔位設置或最佳連續(xù)檔位動力。除了向機車31供應速度命令之外，提供顯示器68,使得操作員可瀏覽計劃器已推薦的內容。操作員也訪問控制板69。通過控制板69,操作員可判斷是否應用推薦的檔位動力。為此，操作員可限制目標或推薦動力。即，在任何時間，操作員總是具有操作機車編組的動力設置的最終權限。這包括如果旅行計劃推薦使火車31減速，是否應用制動。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，并且替代為操作員觀察來自路邊器材的可視信號燈，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燈而輸入命令。基于火車31如何運行，將有關燃料測量的信息供應到燃料比估計器64。由于燃料流的直接測量通常在機車編組中不可用，所以使用校準的物理模型(例如在開發(fā)最佳計劃時使用的)，來執(zhí)行有關在旅行中迄今為止消耗的燃料和在將來遵循的最佳計劃中的規(guī)劃的所有信息。例如，這樣的預測可包括但不限于使用測量的總馬力和已知燃料特性，以導出積累使用的燃料。火車31也具有例如上述GPS傳感器的定位器裝置30。將信息供應到火車參數(shù)估計器65。這樣的信息可包括但不限于GPS傳感器數(shù)據(jù)、牽引/制動作用力數(shù)據(jù)、制動狀態(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)信息供應到可執(zhí)行控制元件62。示范實施例也可允許在優(yōu)化計劃和閉環(huán)控制實現(xiàn)中始終使用連續(xù)可變動力。在傳統(tǒng)機車中，通常將動力量化為8個離散級?，F(xiàn)代機車可實現(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)動力，機車42可例如通過最小化輔助負荷和動力傳輸損耗、以及將引擎馬力微調達到最佳效率的區(qū)域或達到增加排放裕度的點，而進一步優(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、調整交流發(fā)電機電壓、調整引擎速度、并降低動力軸的數(shù)目。此外，機車42可使用車載軌道數(shù)據(jù)庫36和預報的性能需求，以使得輔助負荷和動力傳輸損耗最小化，從而提供目標燃料消耗/排放的最佳效率。示例包括但不限于降低平坦地形上的動力軸的數(shù)目并在進入隧道之前預先冷卻機車引擎。示范實施例還可使用車載軌道數(shù)據(jù)庫36和預報的性能，以調整機車性能，例如當火車接近小山和/或隧道時，確?；疖嚲哂凶銐虻乃俣取＠纾@可表達為在特定地點的速度約束，這成為解方程(OP)所創(chuàng)建的最佳計劃生成的部分。另外，示范實施例可合并火車處置規(guī)則，例如但不限于牽引作用力爬坡速率(ramprates)、最大制動作用力爬坡速率。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力應用以實現(xiàn)目標速度的閉環(huán)調節(jié)器中。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，僅在火車編組的領頭機車上安裝本發(fā)明。盡管本發(fā)明的示范實施例不依賴于數(shù)據(jù)或與其它機車的交互作用，但是其也可與美國專利號6691957和專利申請?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)化器功能結合，以改善效率。如這里描述的派遣中心仲裁兩個"獨立優(yōu)化的"火車的示例所圖示的，不排除與多個火車的交互作用。具有分散動力系統(tǒng)的火車可以以不同模式操作。在一種模式中，火車中的所有機車以同一檔位命令操作。因此，如果領頭機車正命令驅動-N8,則火車中的所有單元將被命令生成驅動-N8動力。另一操作模式是"獨立"控力進行操作。例如，當火車到達山頂時，(在山脈的下坡上)的領頭機車可以處于制動模式，而(在山脈的上坡上)的火車中部或后部的機車可處于驅動傳統(tǒng)上，以"獨立"模式操作分散動力系統(tǒng)要求操作員經由領頭機車中的顯示器手動命令每一遠程機車或機車組。利用基于物理性質的計劃模型、火車設置信息、車載軌道數(shù)據(jù)庫、車載操作規(guī)則、地點確定系統(tǒng)、實時閉環(huán)動力/制動控制、和傳感器反饋，該系統(tǒng)應以"獨立"模式自動操作該分散動力系統(tǒng)。當以分散動力操作時，領頭機車中的操作員可經由例如分散動力控制元件的控制系統(tǒng)來控制遠程機組中的遠程機車的操作功能。由此，當以分散動力操作時，操作員可命令每一機車編組以不同檔位動力級操作(或者一個編組可處于驅動模式，而另一編組可處于制動模式)，其中機車編組中的每一單獨機車以相同檔位動力操作。在本發(fā)明的示范實施例中，在火車上安裝本發(fā)明，優(yōu)選地在與分散動力控制元件的通信中，當期望遠程機車編組的檔位動力級為優(yōu)化旅行計劃所推薦的時，示范實施例將該動力設置傳遞到遠程機車編組，用于實現(xiàn)。如下面討-論的，有關制動與此相同。示范實施例可用于其中機車不毗鄰的編組，例如1個或多個^^車在火車前部，其它機車在火車中部和后部。這樣的配置被稱為分散動力，其中機車之間的標準連接被替換為無線電鏈路或輔助線纜，以外部鏈接機車。當以分散動力操作時，領頭機車上的操作員可經由例如分散動力控制元件的控制系統(tǒng)來控制編組中的遠程機車的操作功能。具體來說，當以分散動力操作時，操作員可命令每一機車編組以不同檔位動力級操作(或者一個編組可處于驅動模式，而另一編組可處于制動模式)，其中機車編組中的每一單獨機車以相同檔位動力操作。在示范實施例中，在火車上安裝本發(fā)明，優(yōu)選地在與分散動力控制元件的通信中，當期望遠程機車編組的檔位動力級為優(yōu)化旅行計劃所推薦的時，示范實施例將將該動力設置傳遞到遠程機車編組，用于實現(xiàn)。如下面討論的，有關制動與此相同。當以分散動力操作時，先前描述的優(yōu)化問題可增強以允許附加自由度，因為每一遠程單元可與領頭單元獨立地受控制。該值是可在性能函數(shù)中合并與火車內力相關的附加目標或約束，假設也包括反映火車內力的模型。由此，示范實施例可包括使用多節(jié)流控制，以更好地管理火車內力以及燃料消耗和排放。在利用編組管理器的火車中，機車編組中的領頭機車可以以與該編組中的其它機車不同的檔位動力設置來操作。編組中的其它機車以相同檔位動力設置操作?？山Y合編組管理器來利用示范實施例，以命令編組中的機車的檔位動力設置。由此，基于示范實施例，由于編組管理器將機車編組劃分為兩組，領頭機車和后續(xù)單元，所以將命令領頭機車以某一檔位動力操作，并可命令后續(xù)機車以另一檔位動力操作。在示范實施例中，分散動力控制元件可以是其中收藏(housed)該操作的系統(tǒng)和/或設備。類似地，當編組優(yōu)化器用于機車編組時，可結合該編組優(yōu)化器來使用示范實施例，以確定機車編組中的每一機車的檔位動力。例如，假設旅行計劃推薦機車編組的檔位動力設置為4。基于火車地點，編組優(yōu)化器將獲得該信息，并然后確定該編組中每一機車的檔位動力設置。在該實現(xiàn)中，改善了火車內通信信道上的檔位動力設置的設置效率。此外，如上所述，可利用分散控制系統(tǒng)來執(zhí)行該配置的實現(xiàn)。此外，如先前討論的，當火車編組基于即將到來的感興趣的項目(例如但不限于其中編組中的每一機車可需要不同的制動選項的鐵路閘口、坡道改變、接近旁軌、接近火車站站場(depotyards)以及接近燃料站)而使用制動時，本發(fā)明的示范實施例可用于連續(xù)校正和重新計劃。例如，如果火車開向小山，則領頭機車可不得不進入制動條件，而還沒有到達山峰的遠程機車可能不得不保持在驅動狀態(tài)中。圖8、9和10描繪了操作員使用的動態(tài)顯示的示范圖示。如所提供的，在圖8中，提供了旅行分布圖72。在該分布圖中，提供了機車的地點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。還提供有關軌道坡度107、彎道和路邊元件108的元件，包括橋地點109和火車速度110。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、信號燈114、變速車道116、路標118和目的地120的地點的距離和/或估計到達時間有關的信息。還提供到達時間管理工具125，以允許用戶確定旅行期間實現(xiàn)的燃料節(jié)約。操作員具有改變到達時間127并目睹其如何影響燃料節(jié)約的能力。如這里討論的，本領域技術人員將認識到燃料節(jié)約僅是可利用管理工具回顧的一個目標的示范示例。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這里討論的其他參數(shù)。還向操作員提供有關乘務員已操作火車多長時間的信息。在示范實施例中，時間和距離信息中的任一個可圖示為在特定事件和/或地點之前的時間和/或距離，或者其可提供總用時。如圖9所示，示范顯示提供有關編組數(shù)據(jù)130、事件和地勢圖形132、到達時間管理工具134、和動作按鍵136的信息。也在該顯示中提供上述類似信息。顯示68也提供動作按鍵138，以允許操作員重新計劃以及脫離(disengage)140示范實施例。圖10描繪了顯示的另一示范實施例。包括氣閘狀態(tài)72、其中插入數(shù)字的模擬速度計74、以及有關以磅數(shù)表示的牽引作用力的信息(或用于DC機車的牽引安培)的現(xiàn)代機車的典型信息是可視的。提供指示器74，以示出正執(zhí)行的計劃中的當前最佳速度以及加速計圖示，以補充mph/分鐘的讀出。最佳計劃執(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前歷史相比的最佳速度和檔位設置相對距離。在該示范實施例中，利用定位器元件得出火車的地點。如圖所示，通過標識火車距其最終目的地有多遠、絕對位置、初始目的地、中間點和/或操作員輸入，來提供地點。條狀圖提供了對遵循最佳計劃所需的速度改變的預見，這在手動控制中是有用的，并在自動控制期間監(jiān)視計劃相對于實際情況。如這里討論的，例如當在訓練模式中時，操作員可遵循本發(fā)明示范實施例建議的檔位或速度。豎線給出了期望的和實際的檔位的圖示，其也在條狀圖的下面數(shù)字地顯示。當利用連續(xù)檔位動力時，如上所述，顯示將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實際馬力/牽引作用力。有關旅行狀態(tài)的臨界信息顯示在屏幕上，并示出了火車遇到的當前坡度88,由領頭才幾車遇到、沿火車的別處地點遇到、或由火車長度的平均值遇到。還公開了計劃中迄今為止行進的距離90、積累使用的燃料92、計劃的下一車站的地點或距離94、以及下一站的當前和規(guī)劃到達時間96。顯示68還示出了在計算的計劃可能可用的情況下到目的地的最大可能時間。如果需要稍晚到達，則執(zhí)行重新計劃。德爾塔計劃數(shù)據(jù)示出了當前最佳計劃之前或之后的燃料和調度狀態(tài)。負數(shù)表示與計劃相比更少燃料或更早，正數(shù)表示與計劃相比更多燃料或更晚，并且典型地，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—直給予操作員他位于的關于當前制定的駕駛計劃的簡短描述(snapshot)。該顯示僅是為了圖示的目的，因為存在用于向操作員和/或派遣中心顯示/傳遞該信息的多種其他方式。為此，可混合上述信息，以提供與公開的那些不同的顯示?？稍谑痉秾嵤├邪ǖ钠渌卣靼ǖ幌抻谠试S生成數(shù)據(jù)日志和報告。該信息可存儲在火車上，并在某一時間點下載到車下系統(tǒng)。該下載可經由手動和/或無線傳輸而發(fā)生。該信息也可經由機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)可操作的時間、節(jié)約的燃料、火車中機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。由于旅行計劃也必須考慮許可乘務員操作時間，所以示范實施例可當計劃旅行時考慮這樣的信息。例如，如果乘務員可工作的最大時間是八小時，則旅行可被形成為包括用于新乘務員替換當前乘務員的停車地點。這樣的特定停車地點可包括但不限于鐵路站場、相遇/經過的地點等。當進行旅行時，如果可超出旅行時間，則操作員可無視該示范實施例，以滿足操作員確定的標準。最終，不管例如但不限于高負荷、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，以命令火車的速度和/或操作條件。利用本發(fā)明的示范實施例，火車可在多個操作中操作。在一個操作構思中，示范實施例可提供用于命令推進和動態(tài)制動的命令。操作員然后處置所有其他火車功能。在另一操作構思中，示范實施例可提供用于僅命令推進的命令。操作員然后處置動態(tài)制動和所有其他火車功能。在另一操作構思中，示范實施例可提供用于命令推進、動態(tài)制動和應用氣閘的命令。操作員然后處置所有其他火車功能。還可通過向操作員通知感興趣的即將到來的項目或要采取的動作來使用示范實施例，特別是，示范實施例的預報邏輯、優(yōu)化旅行計劃的繼續(xù)校正和重新計劃、軌道數(shù)據(jù)庫。還可向操作員通知即將到來的閘口、信號燈、坡度改變、制動動作、旁軌、鐵路站場、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，利用基于物理性質的計劃模型、火車設置信息、車載軌道數(shù)據(jù)庫、車上操作規(guī)則、地點確定系統(tǒng)、實時閉環(huán)動力/制動控制、以及傳感器反饋，系統(tǒng)將向操作員呈現(xiàn)和/或通知需要的動作。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車號和/或鈴的閘口、通知不要求操作員激活機車號或鈴的"無聲"閘口。在另一示范實施例中，利用上述基于物理性質的計劃模型、火車設置信息、車載軌道數(shù)據(jù)庫、車上操作規(guī)則、地點確定系統(tǒng)、實時閉環(huán)動力/制動控制、以及傳感器反饋，示范實施例可呈現(xiàn)允許操作員觀察火車何時將到達各地點的操作員信息(例如，顯示器上的刻度)，如圖9所示。系統(tǒng)將允許操作員調整旅行計劃(目標到達時間)。也可將該信息(需要導出車下的實際估計到達時間或信息)傳遞到派遣中心，以允許派遣員或派遣系統(tǒng)調整目標到達時間。這允許系統(tǒng)快速調整和優(yōu)化合適的目標功能(例如，折衷速度和燃料使用)?；谝陨咸峁┑男畔?，本發(fā)明示范實施例可用于在步驟18中確定火車31在軌道上的地點。也可例如利用火車參數(shù)估計器65來實現(xiàn)軌道特性的確定?？苫诨疖嚨攸c、軌道特性、以及火車中至少一個機車的操作條件，來創(chuàng)建旅行計劃。此外，可例如通過無線通信系統(tǒng)47將最佳動力需求傳遞到火車，其中可根據(jù)最佳動力將火車操作員引導到機車、機車編組和/或火車。在另一示例中，不是引導火車操作員，而可基于最佳動力設置來自動操作火車31、機車編組18和/或機車。另夕卜，方法也可涉及基于旅行計劃確定機車編組18的動力設置或動力命令14。然后以該動力設置操作該機車編組18?？墒占疖嚭?或機車編組的操作參數(shù)，例如但不限于火車的實際速度、機車編組的實際動力設置、和火車的地點?？蓪?shù)中的至少一個與命令機車編組操作的動力設置作比較。在另一實施例中，方法可涉及確定火車和/或機車編組的操作參數(shù)62?；谒_定的操作參數(shù)確定期望的操作參數(shù)。將所確定的參數(shù)與該操作參數(shù)作比較。如果^r測到差異，則在步驟24中調整旅行計劃。另一實施例可需要確定火車31在軌道34上的地點的方法。還確定軌道34的特性。為了使得燃料消耗最小化，而開發(fā)或生成旅行計劃或駕駛計劃。可基于火車的地點、軌道的特性、和/或機車編組18和/或火車31的操作條件而生成旅行計劃。在類似方法中，一旦確定了火車在軌道上的地點并知道軌道特性，就提供推進控制和/或換擋命令，以使得燃料消耗最小化。圖12描繪了用于才喿作鐵路車輛的閉環(huán)系統(tǒng)的示范實施例。如圖示的，旅行優(yōu)化器650、變換器652、鐵路車輛653、以及例如但不限于速度、排放、牽引作用力、馬力、砂礫(sand)等的至少一個輸出654是閉環(huán)控制通信系統(tǒng)657的部分。輸出654可以由作為4^路車輛653的部分(或在另一示范實施例中，獨立于鐵路車輛653)的傳感器656確定。例如，關于砂礫，例如利用傳感器確定為了幫助鐵路車輪不打滑所釋放的砂礫量。本領域普通技術人員將容易地認識到，類似考慮可應用于以上標識的其它輸出。將旅行優(yōu)化器650和/或調節(jié)器生成的信息中初始導出的信息通過變換器652提供到鐵路車輛653。然后通過網絡(有線和/或無線)657將由傳感器654從鐵路車輛收集的機車數(shù)據(jù)向回傳遞到優(yōu)化器650。在示范實施例中，優(yōu)化器650可利用任何變量，并在確定速度、動力和/或檔位設置中的至少一個時使用該變量。例如，優(yōu)化器可以是用于燃料、時間、排放、和/或其組合的優(yōu)化器的至少一個。優(yōu)化器650確定例如但不限于速度、燃料、排放等的要調節(jié)的至少一個因素的操作特性。優(yōu)化器650基于所確定的優(yōu)化值來確定動力和/或扭矩設置中的至少一個。提供變換器652,以變換鐵路車輛653(通常是機車)的動力、扭矩、速度、排放、撒砂、設置、配置等和/或控制輸入。特別是，將有關動力、扭矩、速度、排放、撒砂、設置、配置等和/或控制輸入的信息或數(shù)據(jù)變換為電信號。圖13描繪了與主控制單元集成的閉環(huán)系統(tǒng)。如下面更詳細地圖示的，變換器652可與多個裝置中的任一個對接，例如但不限于主控制器、遙控機車控制器、分散動力駕駛控制器、火車線路調制解調器、模擬輸入等。變換器例如可斷開與主控制器651的輸出的連接。主控制器651通常由操作員使用以命令機車，例如但不限于機車級的動力、馬力、牽引作用力、撒砂、制動(包括動態(tài)制動、氣閘、手閘等中的至少一個)、推進等。本領域普通技術人員將容易地認識到，主控制器可用于控制在控制機車時使用的硬件開關和基于軟件的開關兩者。變換器652然后將信號注入主控制器651中。主控制器651的斷開連接可以是電線或軟件開關或可配置的輸入選擇處理等。開關裝置655被圖示為執(zhí)行該功能。如上所述，相同技術可用于其它裝置，例如但不限于控制機車控制器、分散動力駕駛控制器、火車線路調制解調器、模擬輸入等。盡管未圖示，但是本領域普通技術人員將容易地認識到，主控制器可類似地使用這些裝置及其與機車的關聯(lián)連接，并使用輸入信號。用于這些其它裝置的通信系統(tǒng)657可以是無線或有線的。圖14描繪了用于操作與鐵路車輛的另一輸入操作子系統(tǒng)集成的用于操作鐵路車輛的閉環(huán)系統(tǒng)的示范實施例。例如，分散動力控制器659可從各種源661接收輸入，例如但不限于操作員、火車線路和/或機車控制器，并將信息傳送到遠程位置的機車。變換器652可將信息直接提供到DP控制器659的輸入端(作為附加輸入)或輸入連接中的斷開的連接，并將信息傳送到DP控制器659。提供開關655，以引導變換器652如何向DP控制器659提供信息，如上所述。開關655可以是基于軟件的開關和/或有線開關。另外，開關655并非必須是雙路開關。開關可基于其控制的信號數(shù)目而具有多個切換方向。在另一示范實施例中，變換器可命令主控制器的操作，如圖15圖示。變換器652具有機械部件，用于基于從優(yōu)化器650接收的電信號而自動移動主控制器651。在機車車上提供傳感器654,用于收集操作條件數(shù)據(jù)，例如但不限于速度、排放、牽引作用力、馬力等。然后通常通過鐵路車輛653將機車輸出信息654提供到優(yōu)化器650，由此完成閉環(huán)系統(tǒng)。圖16描繪了閉環(huán)處理中用于操作鐵路車輛的步驟的示范流程圖。流程圖660包括用于確定機車編組的優(yōu)化設置的步驟-步驟662。該優(yōu)化設置可包括任何設置變量的設置，例如但不限于動力級、優(yōu)化扭矩、排放、插入軸的數(shù)目、其它機車配置等。另一步驟是步驟664，用于將優(yōu)化動力級和/或扭矩設置變換為機車編組的可識別輸入信號。在步驟667中，當施加優(yōu)化動力級和優(yōu)化扭矩設置中的至少一個時，確定機車編組的至少一個操作條件。另一步驟是步驟668，涉及在控制閉環(huán)中向優(yōu)化器傳遞至少一個操作條件，使得使用所述至少一個操作條件來進一步優(yōu)化動力級和扭矩設置中的至少一個。如上所述，該流程圖660中圖示的步驟可利用計算機軟件代碼執(zhí)行。所以，對于可以不初始具有執(zhí)行這里公開的步驟的能力的鐵路車輛來說，可以由鐵路車輛上的計算機來訪問包括該計算機軟件模塊的電子介質，使得可在鐵路車輛上裝載至少軟件模塊，用于實現(xiàn)。電子介質沒有限制，因為也可例如但不限于使用因特網、通過包括無線和/或有線傳輸系統(tǒng)的電子介質傳輸系統(tǒng)來裝載任何計算機軟件模塊，以實現(xiàn)該安裝。盡管已在被當前看作優(yōu)選實施例的實施例中描述了本發(fā)明，但是許多變化和修改對于本領域技術人員來說將變得明顯。因此，本發(fā)明不意欲限于特定圖示實施例，而是在所附權利要求的完整精神和范圍內進行解釋。權利要求1.一種用于操作具有至少一個以柴油為燃料的發(fā)電單元的柴油動力系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括a)任務優(yōu)化器，用于確定該以柴油為燃料的發(fā)電單元所要使用的至少一個設置；b)變換器，用于接收該以柴油為燃料的發(fā)電單元所要使用的信息中的至少一個，并將該信息變換為可接受的信號；c)傳感器，用于收集來自該柴油動力系統(tǒng)的至少一個操作數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)被傳遞到該任務優(yōu)化器；和d)通信系統(tǒng)，用于準備所述任務優(yōu)化器、變換器和傳感器之間的控制閉環(huán)。2.根據(jù)權利要求l的系統(tǒng)，其中該信息包括推進、牽引作用力、動態(tài)制動、氣閘、動力信息和扭矩信息中的至少一個。3.根據(jù)權利要求l的系統(tǒng)，其中該通信系統(tǒng)是無線系統(tǒng)和有線系統(tǒng)中的至少一個。4.根據(jù)權利要求l的系統(tǒng)，其中該優(yōu)化器用于確定燃料、時間、排放、及其組合中的至少一個。5.根據(jù)權利要求l的系統(tǒng)，其中該柴油動力系統(tǒng)包括鐵道運輸系統(tǒng)，并且其中該以柴油為燃料的發(fā)電單元包括由至少一個柴油內燃機提供動力的至少一個機車。6.根據(jù)權利要求l的系統(tǒng)，其中該柴油動力系統(tǒng)包括海上艦船，并且其中該以柴油為燃料的發(fā)電單元包括至少一個柴油內燃機。7.根據(jù)權利要求l的系統(tǒng)，其中該柴油動力系統(tǒng)包括越野車，并且其中該以柴油為燃料的發(fā)電單元包括至少一個柴油內燃機。8.根據(jù)權利要求l的系統(tǒng)，其中該柴油動力系統(tǒng)包括固定式發(fā)電站，并且其中該以柴油為燃料的發(fā)電單元包括至少一個柴油內燃機。9.根據(jù)權利要求l的系統(tǒng)，其中該柴油動力系統(tǒng)包括固定式發(fā)電站的網絡，并且其中該以柴油為燃料的發(fā)電單元包括至少一個柴油內燃機。10.根據(jù)權利要求l的系統(tǒng)，還包括主控制器，用于從該變換器接收信號，并然后將命令傳遞到該柴油動力系統(tǒng)。11.根據(jù)權利要求10的系統(tǒng)，其中該主控制器是響應于從該變換器接收的信號而機械激活的。12.根據(jù)權利要求l的系統(tǒng)，還包括主控制器，用于直接控制由操作員控制的柴油動力系統(tǒng)，并還包括開關裝置，用于確定利用該主控制器還是利用該變換器來控制該柴油動力系統(tǒng)。13.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，還包括遙控機車控制器、分散動力駕駛控制器、火車線路調制解調器、該控制閉環(huán)中的變換器和柴油動力系統(tǒng)之間連接的模擬輸入中的至少一個。14.根據(jù)權利要求13的系統(tǒng)，其中該變換器向所述遙控機車控制器、分散動力駕駛控制器、火車線路調制解調器、該控制閉環(huán)中的模擬輸入中的至少一個提供控制輸入。15.根據(jù)權利要求l的系統(tǒng)，其中該操作數(shù)據(jù)包括有關速度、排放、牽引作用力、和馬力的信息中的至少一個。16.—種用于控制具有至少一個以柴油為燃料的發(fā)電單元的柴油動力系統(tǒng)的操作的方法，該方法包括a)確定該以柴油為燃料的發(fā)電單元的優(yōu)化設置中的至少一個；b)將至少一個優(yōu)化設置變換為該以柴油為燃料的發(fā)電單元可識別的輸入信號；c)當施加至少一個優(yōu)化設置時，確定該柴油動力系統(tǒng)的至少一個操作條件；和d)在控制閉環(huán)內向優(yōu)化器傳遞所述至少一個操作條件，使得使用所述至少操作條件來進一步優(yōu)化至少一個設置。17.根據(jù)權利要求16的方法，其中該柴油動力系統(tǒng)包括鐵道運輸系統(tǒng)，并且其中該以柴油為燃料的發(fā)電單元包括由至少一個柴油內燃機提供動力的至少一個才幾車。18.根據(jù)權利要求16的方法，其中該柴油動力系統(tǒng)包括海上艦船，并且其中該以柴油為燃料的發(fā)電單元包括至少一個柴油內燃機。19.根據(jù)權利要求16的方法，其中該柴油動力系統(tǒng)包括越野車，并且其中該以柴油為燃料的發(fā)電單元包括至少一個柴油內燃機。20.根據(jù)權利要求16的方法，其中該柴油動力系統(tǒng)包括固定式發(fā)電站，并且其中該以柴油為燃料的發(fā)電單元包括至少一個柴油內燃機。21.根據(jù)權利要求16的方法，其中該柴油動力系統(tǒng)包括固定式發(fā)電站的網絡，并且其中該以柴油為燃料的發(fā)電單元包括至少一個柴油內燃機。22.根據(jù)權利要求16的方法，其中所述確定至少一個設置、變換至少設置、確定至少一個操作條件、并將所述至少一個操作條件傳遞到優(yōu)化器的步驟是自發(fā)執(zhí)行的。23.—種用于操作具有計算機和至少一個以柴油為燃料的發(fā)電單元的柴油動力系統(tǒng)的計算機軟件代碼，該計算機軟件代碼包括a)確定該以柴油為燃料的發(fā)電單元的設置中的至少一個的計算機軟件模塊；b)將至少一個設置變換為該以柴油為燃料的發(fā)電單元可識別的輸入信號的計算機軟件模塊；c)當施加至少一個設置時、確定該柴油動力系統(tǒng)的至少一個操作條件的計算機軟件模塊；和d)在控制閉環(huán)內向優(yōu)化器傳遞所述至少一個操作條件、使得使用所述至少一個操作條件來進一步優(yōu)化至少一個設置的計算機軟件模塊。24.根據(jù)權利要求23的計算機軟件代碼，其中該柴油動力系統(tǒng)包括鐵道運輸系統(tǒng)，并且其中該以柴油為燃料的發(fā)電單元包括由至少一個柴油內燃機提供動力的至少一個機車。25.根據(jù)權利要求23的計算機軟件代碼，其中該柴油動力系統(tǒng)包括海上艦船，并且其中該以柴油為燃料的發(fā)電單元包括至少一個柴油內燃機。26.根據(jù)權利要求23的計算機軟件代碼，其中該柴油動力系統(tǒng)包括越野車，并且其中該以柴油為燃料的發(fā)電單元包括至少一個柴油內燃機。27.根據(jù)權利要求23的計算機軟件代碼，其中該柴油動力系統(tǒng)包括固定式發(fā)電站，并且其中該以柴油為燃料的發(fā)電單元包括至少一個柴油內燃機。28.根據(jù)權利要求23的計算機軟件代碼，其中該柴油動力系統(tǒng)包括固定式發(fā)電站的網絡，并且其中該以柴油為燃料的發(fā)電單元包括至少一個柴油內燃機。29.根據(jù)權利要求23的計算機軟件代碼，其中所述用于變換的計算機軟件代碼還包括用于操作以下至少一個的計算機軟件模塊主控制輸入、遙控機車控制器、分散動力駕駛控制器、火車線路中使用的調制解調器、模擬輸入裝置、和用于自發(fā)移動主控制器使得至少一個機車編組根據(jù)所述優(yōu)化動力級和優(yōu)化扭矩設置中的至少一個操作的機械控制器。30.根據(jù)權利要求24的計算機軟件代碼，其中所述確定至少一個設置的計算機軟件模塊、變換至少一個設置的計算機軟件模塊、確定至少一個操作條件的計算機軟件模塊、以及將所述至少一個操作條件傳遞到優(yōu)化器的計算機軟件模塊中的每一個都是自發(fā)執(zhí)行的。31.根據(jù)權利要求23的計算機軟件代碼，其中所述計算機軟件模塊中的至少一個被提供在可拆卸電子介質上，使得所述計算機軟件模塊中的至少一個可在原始沒有對所述計算機軟件模塊中的至少一個進行編程的至少一個機車編組中編程。全文摘要一種用于操作具有至少一個以柴油為燃料的發(fā)電單元的柴油動力系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括任務優(yōu)化器，用于確定該以柴油為燃料的發(fā)電單元使用的至少一個設置；變換器，用于接收該以柴油為燃料的發(fā)電單元所要使用的信息中的至少一個，并將該信息變換為可接受的信號；傳感器，用于收集來自該柴油動力系統(tǒng)的至少一個操作數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)被傳遞到該任務優(yōu)化器；和通信系統(tǒng)，用于準備所述任務優(yōu)化器、變換器和傳感器之間的控制閉環(huán)。文檔編號B61L3/00GK101415594SQ200780001345公開日2009年4月22日申請日期2007年9月10日優(yōu)先權日2006年12月7日發(fā)明者沃爾夫岡·多姆,阿吉思·K·庫瑪申請人:通用電氣公司