用于列车通信系统的机载消息转发器技术方案

一种用于列车通信系统的机载消息转发器。所述列车具有引导编组和远程编组，而远程编组包括前向机车与后向机车，所述通信系统包括：通信信道；引导编组中的无线电台，用于通过所述通信信道发射由远程编组接收的出站消息；在前向和后向机车的每个中的无线电台，都用于接收出站消息，其中，前机车中的无线电台确定前向接收信号的信号质量度量，并且其中后向机车中的无线电台确定后向接收信号的信号质量度量；比较器，用于比较前向和后向接收信号的信号质量度量；处理器，用于处理具有较好信号质量度量的前向接收信号或后向接收信号。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术通常涉及列车通信系统，尤其涉及供动力分布式列车使用的列车通信系统的机载消息转发器，所述动力分布式列车包括引导机车和一个或多个远程机车。
技术介绍
动力分布式列车(distributed power railroad train)的操作从弓l导机车(locomotive)(或引导单元)和一个或多个远程机车(或远程单元)提供动力和制动，而远程机车(或远程单元)在列车中与引导单元以定距离隔开。在一种配置中，动力分布式列车包括机车部的引导机车、列车尾部(EOT)位置的远程机车和布置在机车部与尾部之间的列车中部的一个或多个中间列车机车。分布式列车的操作可以更适于长列车编组(consist)，以改进列车的操纵和性能，并且尤其更适于翻越山区的列车。 在动力分布式列车中，每个引导机车和远程机车提供列车的动力和制动。发动和制动的命令消息由引导机车中的操作员发出，并通过射频通信系统(例如，纽约斯卡奈塔第美的通用电气公司提供的现有技术的LOCOTROL⑧动力分布式通信系统)被提供给远程机车，而射频通信系统包括射频链路(信道)和引导单元与远程单元的接收与发射设备。接收的远程机车响应这些命令，给列车施加牵引力或制动力，并向引导单元通知命令的接收和执行。引导单元还向远程单元发送其他消息，包括状态请求消息。远程单元通过向引导单元发送回状态应答消息进行响应。 在具有两个或更多直接偶联的远程机车的列车中，偶联的机车借助于通过它们连接的MU(多单元)线路发射的控制信号协调一致地工作。就动力分布式通信系统而言，其中一个机车被指定为受控制的远程单元。只有受控制的远程单元被配置成接收由引导单元发射的命令，并通过适宜的应答消息响应引导单元。 列车操作最关键的方面之一是空气制动系统的可预测且成功的操作。空气制动系统包括每个机车(包括引导机车和所有远程机车)中的机车制动器和每节列车车厢的车厢制动器。引导单元的机车制动器响应于机车制动把手的位置，通过机车操作员进行控制，而列车车厢的制动器响应于自动制动器把手的位置进行控制。机车制动器还可以通过自动制动器把手进行控制。 自动制动器的把手或控制器控制传送流体的制动管路中的压力，而制动管路沿列车的长度延伸，并且与车厢制动系统进行流体连通，用于响应于制动管路中的压力变化施加或解除每节列车车厢的车厢制动器。具体而言，每节列车车厢的调节阀(一般包括多个阀和互联的管系)响应通过施加制动(响应于制动管路流体压力的减小)或通过解除制动(响应于制动管路流体压力的增大)而引起的制动管路流体压力的变化。制动管路内的流体通常包括压縮空气。操作员控制引导机车的自动制动器把手启动引导单元的压力下降，而该压力下降沿制动管路传送到列车的尾部。每节列车车厢的调节阀感应压力下降，并响 应该压力下降，从本地列车车厢的储气器向轮闸储气筒提供压縮空气，而轮闸储气筒随后 让闸瓦抱紧列车车厢的车轮。列车车厢的储气器在非制动操作间隔期间通过从制动管路中 排出的空气进行再次充气。 引导操作员还通过控制自动制动器把手影响制动管路中的压力增大来命令解除制动。压力增大在列车车厢被感应到，并响应于压力增大，闸瓦松开列车车厢车轮。 在动力分布式列车中，除调节制动管路压力来影响列车车厢制动器的施加和解除之外，引导单元通过经由通信信道向远程单元发送适宜的信号，命令远程单元施加和解除制动。如下面进一步描述的，制动的施加和解除由于引导单元和远程单元的共同参与，因此沿列车的长度更加迅速地起作用。由于需要若干对保持列车控制的限制，所以在动力分布式列车中，命令制动或解除制动还可以通过引导或远程机车来命令。 可以用两种方式来施加列车车厢制动，即，脚踏制动或紧急制动。在脚踏制动中， 制动力被施加给列车车厢，使列车慢下来或沿铁轨停在前面的位置。在脚踏制动期间，制动 管路的压力被慢慢降低，而响应于此，逐渐施加制动。操作员控制通过自动制动控制的把手 来减少的压力的比率。性能恶化的制动是脚踏制动的一种形式，其中，制动管路压力降为 零，但在预定的比率出现排空，与如下所述的紧急制动不同，列车车厢在性能恶化的制动期 间不使制动管路排气。 紧急制动通过引导单元(和动力分布式列车的远程单元)的制动管路的快速排空 或排气，来命令列车车厢制动的快速施加。当列车车厢感应到指示紧急制动的预定压力降 低比率时，列车车厢还使制动管路排气，以便沿列车加速蔓延制动管路的排空。不幸地，因 为制动管路穿过列车蔓延数千码，所以紧急制动不会沿制动管路的整个长度迅速发生。因 此，制动力不是均匀地施加在使列车停下来的每节列车车厢上。 在动力分布式列车上，制动通过使引导机车和远程机车的制动管路排气来完成，因此，应加速每节列车车厢的制动管路的排气和制动器的施加，尤其是接近列车尾部的那些列车车厢。正如可以理解的，常规列车中制动管路只在引导单元排气，需要沿列车长度传递制动管路压力的下降，因此减缓了远离引导单元的列车车厢的制动。对于在引导和远程单元之间具有工作通信链路的动力分布式列车，当列车操作员通过操作引导单元的自动制动控制把手来命令制动(例如，脚踏制动或紧急制动)时，制动管路排气，并且制动应用命令通过射频通信链路向每个远程单元发射。作为响应，每个远程单元也使制动管路排气。因此，远程机车响应于通信系统所发射的信号，跟随引导单元的制动而进行制动。 在引导单元发出的解除制动也通过射频链路传送给远程单元，从而所有机车的制动管路再次充气到额定压力，减少了制动管路再次充气的时间。 如果由列车操作员或响应于检测到的故障条件，在引导机车启动了紧急制动应 用，则射频通信系统通过射频链路向每个远程机车发送紧急制动信号。作为响应，远程机车 使制动管路排空。此技术容许紧急制动应用的更加快速执行，因为所有机车的制动管路被 排空，而不仅仅是常规列车中的引导机车的制动管路被排空。 图1和2示意地说明了示例性的动力分布式列车IO，其沿箭头11指示的方向行 进，其中， 一个或多个远程单元12A-12C要么由引导单元14 (图1)进行控制，要么由控制塔 16(图2)进行控制。机车15由引导单元14借助于连接这两个单元的MU线路17进行控4制。本专利技术的教导可以用于动力分布式列车io和如下所述的与之一起工作的通信系统。应该理解的是，图1和2的系统之间的唯一差别在于命令和消息从图1的引导单元14发布改为由从图2的控制塔16发布，并且图1系统的某些联锁被消除。 一般地，控制塔16与引导单元14进行通信，而引导单元14随后链接远程单元12A-12C。 在一个实施例中，通信系统的通信信道包括带宽为3kHz的单个半双工通信信道，其中，消息和命令包括在四个可用载波频率中的一个上使用频移键控调制进行编码的串行二进制数据流。各种比特位置传达与传输类型有关的信息(例如，消息、命令、告警)、实体消息、命令或告警、接收单元的地址、发送单元的地址、常规的开始和停止比特以及误差检测/校正比特。在共同拥有的美国专利号4，582，280中，详细地描述了系统所提供的消息和命令的细节和各自消息和命令的传输格式，在此引入作为参考。 图1禾P 2的动力分布式列车10还包括在远程单元12A/12B之间和在(图1的) 远程单元12C之间插入的多个列车车厢20。图1和2中机车14和12A本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于列车的通信系统，所述列车具有引导编组和远程编组，而远程编组包括前向机车与后向机车，所述通信系统包括：通信信道；引导编组中的无线电台，用于通过所述通信信道发射由远程编组接收的出站消息；在前向和后向机车的每个中的无线电台，都用于接收出站消息，其中，前机车中的无线电台确定前向接收信号的信号质量度量，并且其中后向机车中的无线电台确定后向接收信号的信号质量度量；比较器，用于比较前向和后向接收信号的信号质量度量；处理器，用于处理具有较好信号质量度量的前向接收信号或后向接收信号。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：EA小史密斯，DM佩茨，RC帕兰蒂，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]