Устройство и способ определения местоположения ресурсов в пределах железнодорожной станции

Группа изобретений относится к системе и способу определения местоположения ресурсов в пределах железнодорожной станции. Система содержит базу данных расположения рельсовых путей для железнодорожной станции, устройства определения географического местоположения, компьютерную систему. База данных расположения рельсовых путей обеспечивает карту железнодорожных путей и стрелок в пределах железнодорожной станции. База данных расположения рельсовых путей включает в себя машиночитаемые данные, идентифицирующие обособленные местоположения железнодорожных путей и стрелок железнодорожной станции. Каждое обособленное местоположение соответствует географическому положению участка железнодорожного пути или стрелки. Компьютерная система выполнена с возможностью приема и сопоставления сигналов географического положения с машиночитаемыми данными базы данных расположения рельсовых путей. Способ заключается в том, что создают базы данных расположения рельсовых путей для железнодорожной станции, ассоциируют этапы железнодорожной станционной обработки с участками базы данных расположения рельсовых путей, принимают сигнал географического положения ресурса в пределах железнодорожной станции, сопоставляют сигнал географического положения с данными базы данных расположения рельсовых путей, отображают на мониторе компьютера карту с графическим представлением местоположения ресурса и указание в отношении этапов станционной обработки. Технический результат заключается в повышении точности определения географического местоположения. 2 н. и 26 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Уровень техники

Это изобретение в целом относится к железнодорожным станциям, а более точно к определению местоположения подвижного состава, в том числе вагонов и локомотивов, в пределах железнодорожной станции.

Железнодорожные станции являются центрами железнодорожных транспортных сетей. Поэтому железнодорожные станции выполняют многие услуги, например создание, перестановку и завершение грузоперевозки, ранжирование и техническое обслуживание локомотивов, сборку и осмотр поездов, обслуживание поездов, проходящих через производственные помещения, осмотр и техническое обслуживание железнодорожных вагонов, и ранжирование вагонов. Различные службы на железнодорожной станции состязаются за ресурсы, такие как персонал, оборудование и пространство в различных производственных помещениях, так что эффективное управление взятой в целом железнодорожной станцией является сложным процессом.

Железные дороги, вообще, формально признают, что задачи станционного управления могли бы выиграть от использования средств и методов управления, основанных на оптимизационных принципах. Такие средства и методы используют текущее состояние станции и список заданий, которые должны быть выполнены для определения оптимального порядка, в котором следует выполнять эти задания.

Однако любые системы управления полагаются на надежные и своевременные данные касательно настоящего состояния системы, находящейся под управлением. На большинстве железнодорожных станций современные технологии ввода данных являются смесью ручных и автоматических способов. Например, считыватели автоматической идентификации оборудования (AEI) и компьютеры AEI определяют местоположение подвижного состава точечно, в пределах последовательности операций, но, вообще, эта информация ограничивает сведения о местонахождении подвижного состава, самое большее, моментом, в который прибывал подвижной состав, моментом, в который подвижной состав проезжает считыватель AEI, и моментом, в который подвижной состав отбывает.

Местоположение ресурсов в пределах железнодорожной станции типично сообщается с использованием речевой радиосвязи. Подходы точечного детектирования, такие как счетчики колес, рельсовые цепи и считыватели меток автоматической идентификации оборудования (AEI), были использованы для обнаружения ресурсов в определенных, обособленных местоположениях на рельсовых путях. Современные системы дистанционного управления используют метки GPS (глобальной системы определения местоположения) и AEI для предохранения удаленно контролируемых локомотивов от выезда за пределы границ станции. Камеры были применены на всем протяжении железнодорожных станций, с совместно используемыми устройствами отображения, чтобы предоставить персоналу железнодорожной станции (то есть, станционным специалистам, горочным специалистам, заведующим по складским операциям) определять местоположение механизмов и других ресурсов. Однако никакие из этих подходов не дают непрерывной картины в реальном времени в отношении местоположения всех ресурсов интересующей железнодорожной станции.

Желательно знать, где расположены ресурсы в пределах железнодорожной станции в реальном времени (например, в пределах последних 10 секунд). Эти ресурсы, например, могли бы быть людскими (то есть, осмотрщиками вагонов), техническим обслуживанием путевых транспортных средств или локомотивами. Для локомотивов желательно знать, на каком рельсовом пути они находятся и в каком положении на рельсовом пути они расположены.

Большинство железнодорожных станций не имеют в распоряжении точных данных о местоположении рельсовых путей. Соседние рельсовые пути могут быть разнесенными на 13, 25 футов (согласно стандарту участка С Американской ассоциации железных дорог), а информация о местоположении рельсовых путей может не существовать или может быть точной только до нескольких футов. Сбор этой информации о местоположении рельсовых путей с использованием традиционных способов и технологий топографической съемки может быть отнимающим много времени, затратным и отрицательно влиять на операции железнодорожных грузоперевозок.

Соответственно, желательно предложить способ и устройство для обеспечения непрерывной картины в реальном времени местоположения всех ресурсов интересующей железнодорожной станции и заданий железнодорожной станционной обработки, с которыми они ассоциативно связаны.

Раскрытие изобретения

Способ для отслеживания ресурсов в пределах железнодорожной станции содержит: создание базы данных расположения рельсовых путей для железнодорожной станции, база данных расположения рельсовых путей предоставляет карту железнодорожных путей и стрелок в пределах железнодорожной станции, при этом база данных расположения рельсовых путей включает в себя машиночитаемые данные, идентифицирующие обособленные местоположения железнодорожных путей и стрелок железнодорожной станции, каждое обособленное местоположение соответствует географическому положению участка железнодорожного пути или стрелки; ассоциативное связывание этапов железнодорожной станционной обработки с участками базы данных расположения рельсовых путей; прием сигнала географического положения, соответствующего ресурсу в пределах железнодорожной станции; сопоставление сигнала географического положения с машиночитаемыми данными базы данных расположения рельсовых путей для того, чтобы идентифицировать местоположение ресурса в пределах карты; и воспроизведение графического представления местоположения ресурса на карте наряду с этапами станционной обработки, ассоциативно связанными с отрезком рельсового пути, занятым ресурсом, при этом сигнал географического положения принимается в пределах промежутка времени для предоставления графическому представлению возможности использования в управленческом решении, соответствующем ресурсу.

Система для отслеживания ресурсов в пределах железнодорожной станции содержит: базу данных расположения рельсовых путей для железнодорожной станции, база данных расположения рельсовых путей предоставляет карту железнодорожных путей и стрелок в пределах железнодорожной станции, при этом база данных расположения рельсовых путей включает в себя машиночитаемые данные, идентифицирующие обособленные местоположения железнодорожных путей и стрелок железнодорожной станции, каждое обособленное местоположение соответствует географическому положению участка железнодорожного пути или стрелки, и каждый отрезок железнодорожного пути или стрелка ассоциативно связаны с одним или более этапами станционной обработки, выполняемыми на или возле железнодорожного пути или стрелки; множество устройств позиционирования, сконфигурированных для формирования сигналов географического положения с множества ресурсов в пределах железнодорожной станции; компьютерную систему, сконфигурированную для приема и сопоставления сигналов географического положения с машиночитаемыми данными базы данных расположения рельсовых путей для того, чтобы идентифицировать местоположение множества ресурсов в пределах карты и воспроизводить графическое представление местоположения множества ресурсов и этапов станционной обработки, ассоциативно связанных с этими местоположениями на карте.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - схематическая иллюстрация способа для формирования базы данных рельсовых путей железнодорожной станции в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения;

фиг.2 - схематическая иллюстрация способа для формирования базы данных рельсовых путей железнодорожной станции в соответствии с альтернативным примерным вариантом осуществления настоящего изобретения;

фиг.3 - схематическая иллюстрация примерного варианта осуществления настоящего изобретения;

фиг.4 - схематическая иллюстрация примерного варианта осуществления настоящего изобретения;

фиг.5 - обобщенная схема железнодорожной станции; и

фиг.6 - графическое представление базы данных, собранной в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения.

Осуществление изобретения

В материалах настоящей заявки раскрыто средство для создания и использования точной базы данных расположений рельсовых путей на железнодорожной станции из сбора данных аэрофотосъемки либо глобальной системы определения местоположения (GPS) (например, с использованием радионавигационной системы, образованной из спутников и наземных станций, в которой приемник GPS измеряет расстояние с использованием времени прохождения радиосигналов). В соответствии с примерными вариантами осуществления настоящего изобретения база данных может быть расположена в диспетчерской железнодорожной станции, при этом компьютер или контроллер системы принимает данные с ресурса в пределах железнодорожной станции. Данными о ресурсе являются данные GPS, которые соответствуют его приближенному географическому местоположению, при этом принятые данные, соответствующие его приближенному местоположению, сопоставляются с базой данных рельсовых путей, и, соответственно, выдается визуальное отображение ресурса на мониторе компьютера.

В соответствии с примерными вариантами осуществления настоящего изобретения эта информация используется для локализации ресурса конкретным рельсовым путем и положением вдоль такого рельсового пути и для идентификации текущей деятельности ресурса, заданной этапами станционной обработки, ассоциативно связанными с рельсовым путем. После этого будет предоставлено отображение, при этом один или более из оперативного персонала железнодорожной станции могут использовать эту информацию, чтобы обеспечить возможность планирования и принятия решения. В соответствии с одним из примерных вариантов осуществления настоящего изобретения, местоположения определенных или ассоциативно связанных ресурсов (например, вагонов), которые были обозначены имеющими высокую важность, могут идентифицироваться в отношении операций железнодорожной станции через графический дисплей. Приведена ссылка на следующие патенты США: 6,405,127, 6,377,877, 6,637,703; содержание каждого из которых включено в материалы настоящей заявки посредством ссылки на него.

Примерные варианты осуществления настоящего изобретения предусматривают быстрые, простые и недорогие способы создания точной базы данных расположения рельсовых путей для железнодорожной станции. Обобщенный вид железнодорожной станции проиллюстрирован на фиг.5. Железнодорожная станция 110 иллюстрирует различные зоны железнодорожной станции, которые поезда проходят во время железнодорожной станционной обработки, и должны детектироваться системой слежения по примерным вариантам осуществления настоящего изобретения. Как проиллюстрировано, железнодорожная станция включает в себя различные наборы рельсовых путей, выделенных для определенного использования и функций, в материалах настоящей заявки указываемых ссылкой как этапы станционной обработки, при этом эти функции записываются в базу данных железнодорожной станции, и при этом создается база данных отслеживания, база данных отслеживания содержит историю отслеживания данных для определенного ресурса; и история отслеживания данных используется для назначения определенного ресурса на один определенный железнодорожный путь или зону.

Один из неограничивающих примеров таких процессов обработки проиллюстрирован, как изложено ниже: прибывающий поезд прибывает на приемную подстанцию 150 и назначается на определенный приемный рельсовый путь. В некоторое более позднее время стрелочный локомотив или маневровый локомотив входят на приемный рельсовый путь и перемещают вагоны на сортировочную подстанцию 154. Сортировочная подстанция 154 иногда указывается ссылкой как «бункер». Рельсовые пути на сортировочной подстанции 154 предназначены для удерживания отдельных блоков вагонов, собираемых для отбывающих поездов. Когда сборка блока вагонов завершена, этот блок вагонов назначается на определенный рельсовый путь на отправной подстанции 158, зарезервированный для сборки определенного отходящего поезда.

Когда все блоки вагонов, требуемые для отходящего поезда, собраны, один или более локомотивов из подстанции 162 избытка ранжирования и приема локомотивов будут перемещаться и прицепляться к собранным вагонам. Железнодорожная станция 110 также включает в себя проходную зону 168 обслуживания для обслуживания вагонов и дизельный цех и зону 170 обслуживания для обслуживания и ремонта локомотивов. Структура железнодорожной станции обычно включает в себя некоторое количество узких проходов, или узких мест 174, через которые должны проходить все вагоны, вовлеченные в вышеизложенный технологический процесс сборки поезда. Узкие места 174 ограничивают количество параллельных технологических обработок, возможных на станции, и ограничивают скорость, на которой может происходить последовательность заданий сборки поездов.

Неограничивающий пример одного из технологических процессов на станции является следующим: прибывающий поезд подходит к остановке в пределах приемной подстанции железнодорожной станции, и выполняется входной осмотр вагонов. После этого делаются приготовления для «горочной перевалки» вагонов, а затем вагоны подвергаются «горочной перевалке». В качестве используемой в материалах настоящей заявки «горочная перевалка» указывает ссылкой на технологический процесс сортировки вагонов посредством проталкивания их через возвышенность или вершину (известную как «горка»), за которой вагон перемещается под силой тяжести и переключается на какой-нибудь из множества отдельных рельсовых путей в бункере. Бункер также может указываться ссылкой как сортировочная подстанция 154. В качестве примера, горочная перевалка может повлечь за собой отделение первого вагона от второго вагона и проталкивание первого вагона через возвышенность или верхушку (известную как «горка»), за которой первый вагон перемещается силой тяжести на первый рельсовый путь на сортировочной подстанции 154. Второй вагон отделяется от любых оставшихся вагонов во множестве вагонов, проталкивается через горку, перемещается силой тяжести и переключается на второй рельсовый путь на сортировочной подстанции 154. Несмотря на то, что первый вариант осуществления указывает ссылкой на технологический процесс сортировки, который использует горку для разделения вагонов, другие варианты осуществления применимы к железнодорожным станциям, которые не используют горку, которые являются так называемыми безгорочными сортировочными станциями.

Как только вагоны рассортированы, некоторые вагоны, по выбору, могут балансироваться или повторно подвергаться горочной перевалке. Балансировка указывает ссылкой на передвижение или перераспределение вагона среди рельсовых путей сортировочной подстанции. После того, как вагоны отсортированы и выполнена любая необязательная балансировка или повторная горочная перевалка, отсортированные вагоны сцепляются и протягиваются по сортировочной подстанции 154 через узкое место 174 на отправную подстанцию 158, на которой выполняется выходной осмотр сцепленных вагонов. Любые вагоны, которые определены имеющими механические дефекты, которые препятствуют безопасной работе на магистральном рельсовом пути, удаляются и помещаются на браковочный или отставной рельсовый путь железнодорожной станции.

Эти локомотивные технологические процессы могут выполняться до, после или одновременно с технологическими процессами с вагонами, при этом локомотив переводится на обслуживание из подстанции 162 избытка ранжирования и приема локомотивов. Если должно выполняться обслуживание локомотива, локомотив переводится в дизельный цех, а обслуживанием является 170. Если, с другой стороны, обслуживание локомотива не должно выполняться, обслуживание обходится. После того, как обслуживание локомотива выполнено или обойдено, выполняется выходная технологическая обработка локомотива, и локомотив переводится на отправную подстанцию 158. Локомотив затем прицепляется к обработанным вагонам. Локомотив и обработанные вагоны затем отбывают с подстанции 158 в качестве отходящего поезда.

В соответствии с примерным вариантом осуществления, система слежения содержит, по меньшей мере, центральный компьютер на работоспособной связи с базой данных железнодорожных путей и датчиками или приемниками GPS с ассоциативно связанными передатчиками, чтобы выдавать данные в реальном времени о ресурсах железнодорожной станции в центральный компьютер для использования с базой данных железнодорожных путей, чтобы предоставлять визуальное представление ресурсов на устройстве отображения по мере того, как они перемещаются по железнодорожной станции, которая может включать в себя различные подстанции, в том числе, но не в качестве ограничения, приемную станцию, сортировочную станцию, ранжирную и приемную станцию, и отправную станцию. В соответствии с примерным вариантом осуществления, настоящее изобретение применяет приемники GPS для обеспечения точного размещения на рельсовом пути локомотивов на устройстве отображения состояния. Примерные варианты осуществления предоставляют местоположение ресурсов железнодорожной станции в реальном времени и указание в отношении этапов (то есть, заданий) станционной обработки, которые проводятся на рельсовом пути, занятом ресурсом, персоналу железнодорожной станции, для того чтобы дать критичным по времени решениям возможность приниматься касательно планирования заданий, безопасности и производительности. Например, и в примерном варианте осуществления, маневровый локомотив оборудован устройством GPS, при этом местоположение маневрового локомотива непрерывно передается на центральное устройство управления. Используемое здесь устройство или узел GPS относится к электронному устройству, которое может определять приблизительное местоположение или координаты на планете у устройства, при этом координаты задаются долготой и широтой, а само устройство содержит средство для передачи этих координат в центральный компьютер, и компьютер содержит средство для приема и интерпретации переданных координат.

Далее, со ссылкой на фиг.1 и для того, чтобы создавать базу данных из аэрофотоснимков, разработана программа, которая использует аэрофотосъемку для создания точной базы данных рельсовых путей, стрелок и местоположений областей. Если аэрофотосъемка высокого разрешения (то есть, ортоизображения) железнодорожной станции доступна из таких источников, как Геологическая служба США (USGS), то изображения, которые покрывают железнодорожную станцию в целом при высоком разрешении, загружаются в локальную базу данных изображений на компьютере. Это проиллюстрировано в блоке 12. После этого, в блоке 14, компьютерная программа затем вносит участки этих изображений и отображает их при большом увеличении на мониторе компьютера. После этого, в блоках 16 и 18, программа дополнительно предоставляет возможность использования мыши или другого равносильного устройства (например, сенсорного экрана) для позиционирования курсора на рельсовом пути на устройстве отображения. Курсор затем вручную перемещается вдоль центра рельсового пути, и мышь подвергается щелчку по кнопке в некоторых местоположениях, разнесенных вдоль рельсового пути. По мере того, как каждое местоположение указывается щелчком по кнопке мыши, компьютер вычерчивает прямую линию, покрывающую изображение, чтобы показывать пользователю, что траектория рельсового пути была записана. Следованием вдоль центра рельсового пути обеспечивается более точное представление местоположения рельсовых путей. Компьютер затем регистрирует последовательность местоположений относительно изображения, где происходят эти щелчки по кнопке мыши, чтобы дать последовательность координат (x, y), имеющих отношение к отображению железнодорожной станции. Эта последовательность координат (x, y) становится кусочно-непрерывным представлением сегмента рельсового пути. Неограничивающим примером является следующий: пользователь щелкает по кнопке на мыши или другом равносильном устройстве, при этом графический интерфейс пользователя выдает приглашение «сегмент рельсового пути» или «стрелка». Если выбран сегмент рельсового пути, первое местоположение, указанное щелчком по кнопке мыши, будет конечной точкой и после этого каждая последующая точка является участком сегмента рельсового пути до тех пор, пока последняя точка не выбрана в качестве другой конечной точки. После этого пользователю могло бы быть рекомендовано начать другой сегмент рельсового пути или стрелку. Если выбрана стрелка, пользователь просто один раз щелкает по кнопке мыши, чтобы обозначить стрелку. Еще один неограничивающий пример для выбора конечных точек мог бы состоять в том, чтобы использовать свойство кнопки мыши «правого щелчка», снова получая графический интерфейс пользователя.

Для того чтобы точно оцифровать рельсовый путь, увеличение изображения является таким, что взятая в целом железнодорожная станция не умещается на экране одновременно. Программа по примерному варианту осуществления настоящего изобретения будет предоставлять пользователю возможность приводить разные участки изображения на устройство отображения, когда они требуются, и, по необходимости, переключать увеличение. Программа также будет вносить поправку на преобразование и масштабирование в базе данных расположения рельсовых путей (например, надлежащую регистрацию координат (x, y) или измерительных точек по мере того, как изображение увеличивается или уменьшается в масштабе). Программа также будет непрерывно отображать все из оцифрованных в текущий момент рельсовых путей (блок 20) в качестве верхнего слоя изображения, чтобы показывать пользователю, какие рельсовые пути были оцифрованы, а какие нет. Таким образом, отмечается прохождение рельсовых путей и стрелок.

Подобным образом, и как проиллюстрировано блоком 22, пользователь оцифровывает все стрелки на железнодорожной станции. Стрелки оцифровываются в качестве одиночной точки и изображаются на верхнем слое визуального отображения символом ромба или любым другим эквивалентным символом, центрированным по местоположению стрелки. После каждого сеанса оцифровки, программа, на этапе 24, будет осуществлять сортировку по базе данных, при этом конечные точки всех сегментов рельсовых путей ассоциативно связываются ближайшей стрелкой в базе данных. Каждый сегмент рельсового пути затем присоединяется к двум стрелкам, и каждая стрелка присоединяется к одному, двум или трем сегментам рельсовых путей. Любое отклонение от этих правил разрешается или предупреждается программой (вершина 26 принятия решения и этап 28). В дополнение, и на этапе 24, каждые местоположения конечных точек (x, y) сегментов рельсовых путей замещаются местоположением (x, y) ассоциативно связанной стрелки. Это гарантирует, что все рельсовые пути и стрелки соединяются надлежащим образом. Относительные углы, под которыми три сегмента рельсовых путей примыкают к стрелке, используются для классификации трех сегментов рельсовых путей в качестве: входящего, исходящего основного и исходящего отводного, при этом заостренность кривой стрелочного перевода рельсового пути используется для определения сегмента рельсового пути (например, чем более высок градус кривой, тем более вероятно, что это исходящий отводной сегмент рельсового пути, в противоположность входящему или исходящему основному). Дополнительная информация находится в следующей книге «Что такое железная дорога и как она действует», 4-ое издание, под редакцией Джона Х.Армстронга, Simmons-Boardman Books, включительно, 1998 год, страница 44. Как показано в этой книге, углы заострений рельсовых путей типично находятся в диапазоне от 5 до 20 градусов, причем 12 градусов являются типичными для станций, и «номер стрелочной крестовины» является используемым промышленным эталоном стандартных размеров для стрелок. Другими словами, одиночный рельсовый путь лежит по одну сторону стрелки, наряду с тем, что два рельсовых пути лежат по противоположную сторону стрелки. Исходящий отводной рельсовый путь является тем рельсовым путем из двух, который образует больший угол по отношению к выступающему удлинению входящего рельсового пути. Исходящий основной рельсовый путь является тем рельсовым путем, который образует наименьший угол по отношению к выступающему удлинению входящего рельсового пути.

В соответствии с примерным вариантом осуществления, аэрофотосъемка высокого разрешения используется, чтобы предоставлять цифровую ортофотографическую тетрагональ (DOQ) для использования в последовательности операций компьютерной реализации. Цифровая ортофотографическая тетрагональ является сформированным компьютером изображением аэрофотоснимка, на котором было удалено смещение изображения, вызванное рельефом местности и углами наклона камеры. Такие ортофотографии или ортоизображения дают характеристики изображений фотографии с геометрическими качествами карты. DOQ выпускаются USGS с 1-метровым разрешением по земле и покрывают почти все из 48 нижних штатов. USGS также выпустила DOQ с разрешением приблизительно в 1/3 метра или один фут по около 100 из наиболее заселенных мегаполисов Соединенных Штатов. Штат Нью-Йорк формирует свои собственные DOQ с разрешением в один фут. Ссылки: www.usgs.gov, www.terraserver-usa.com, www.nysgis.state.ny.us.

Алгоритмы и инструментальные средства обработки изображений могут применяться, чтобы облегчать или автоматизировать определение местоположения сегментов рельсовых путей и стрелочных приводов. Алгоритмы, такие как выделение контуров, выделение границ, морфологическая обработка, сравнение с шаблоном и корреляция зон, хорошо известны специалистам в области техники обработки изображений и могли бы применяться для задачи оцифровки рельсовых путей.

Подобным образом, и для того чтобы оцифровать сегмент рельсового пути, программа позволяет пользователю определять и оцифровывать границу области, проиллюстрированную на этапе 30. В одном из примерных вариантов осуществления граница является замкнутым многоугольником, и все из координат внутри многоугольника принадлежат такой области (также см. области 130 на фиг.6). Этот признак позволяет базе данных определять, что локомотив, например, «находится на восточной смотровой подстанции». Многочисленные границы могут применяться, и многочисленные границы могут быть отсоединены от, перекрываться с или полностью содержать в себе другие границы.

Изображения аэрофотосъемки от USGS помечаются геопространственными опорными координатами или репером (то есть, широтой и долготой), чтобы предоставить возможность преобразования координат изображения (то есть, пикселей) в геопространственные координаты. Геопространственные опорные координаты изображения могут быть с погрешностью в десятки футов, делая их неэффективными для точного определения местоположения рельсовых путей. Чтобы смягчить влияние геопространственных опорных ошибок изображения и в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения, оборудование GPS азимутальной топографической съемки размещено на железнодорожной станции, чтобы точно определять местоположение небольшого количества определенных мест, которые видимы на изображениях аэрофотосъемки. В качестве используемого в материалах настоящей заявки «оборудование GPS азимутальной топографической съемки» предназначено, чтобы покрывать оборудование GPS, которое является точным до сантиметрового уровня (например, GPS азимутальной топографической съемки используется для установления известных точек, а после этого общие стендовые лазерные инструментальные средства используются, чтобы проложить измерения для других местоположений поблизости от известной точки). После этого сигналы GPS азимутальной топографической съемки из специфичных рельсовым путям мест используются для внесения поправки или создания геопространственных опорных координат, пригодных для использования с сигналами GPS, принятыми с ресурсов в пределах железнодорожной станции. Другими словами, сигналы GPS азимутальной топографической съемки из специфичных рельсовым путям мест используются для внесения поправки в геопространственные опорные координаты аэрофотоснимка. В качестве альтернативы, разные технологии GPS применяются для внесения поправки в геопространственные опорные координаты аэрофотоснимка.

В одном из примерных вариантов осуществления и как проиллюстрировано в блоке 32, оборудование GPS используется для определения местоположения центра механизма переводной тяги на перекидываемых вручную стрелках. Ручной стрелочный привод часто ясно виден на аэрофотоснимках. Соответственно, координаты GPS азимутальной аэрофотосъемки предусматривают центр стрелок с переводной тягой в пределах аэрофотоснимка (например, многочисленные местоположения). В соответствии с примерным вариантом осуществления сбор данных позиционирования GPS выполняется в определенных местах, широко разнесенных по железнодорожной станции. Набор измеренных данных из этих мест представляет собой очень небольшую часть всей инфраструктуры железнодорожной станции. Таким образом, высокая себестоимость и сложность топографической съемки взятой в целом сети рельсовых путей железнодорожной станции снижается измерением ограниченного набора мест с помощью высокоточной системой приемника GPS азимутальной топографической съемки. Набор измеренных геопространственных измерительных точек сопоставляется с оцифрованными геопространственными данными в тех же местах, чтобы создать средство для внесения поправок в оцифрованные геопространственные данные. Затем определяется геометрическое преобразование, которое отображает оцифрованные измерительные точки в измеренные измерительные точки некоторым образом, который минимизирует ошибку между всеми точками (то есть методом наименьших квадратов). Распространенными примерами геометрических преобразований являются смещение, масштабирование, поворот, перекос и отражение. Специалисты в данной области техники будут осознавать, что все из этих примеров, вообще, представляются как аффинное преобразование. Как только определено, это геометрическое преобразование применяется ко всем элементам в пределах базы данных, чтобы улучшить выравнивание и уменьшить геопространственные ошибки.

На этапе 34 программа накладывает местоположения мест GPS топографической съемки опорных стрелок поверх изображений железнодорожной станции. Размещение наложений выполняется с использованием приближенной информации о широте и долготе у источника изображения. В каждом месте или точке, где существует репер GPS топографической съемки, и где стрелочный привод (как упомянуто выше) ясно виден на изображении, пользователь на этапе 36 тщательно оцифровывает точку на изображении, которой должен соответствовать опорный GPS. Когда это сделано для всех применяемых точек, программа запускает выравнивание по методу наименьших квадратов, чтобы определить матрицу геометрического преобразования, которая преобразует оцифрованные точки (например, сегменты рельсовых путей и стрелки) в точки широты/долготы топографической съемки. Каждая оцифрованная точка затем преобразуется посредством этой матрицы, а разница между сформированными преобразованием координатами широты/долготы и сформированными GPS топографической съемки координатами широты/долготы является набором ошибок преобразования. Среднеквадратическая (RMS) ошибка рассчитывается из этого набора ошибок в вершине 38 принятия решения. Если ошибка RMS является меньшей, чем два фута, то база данных изображений является расположенной точно. Если нет, этапы, представленные блоками 32-38, повторяются до тех пор, пока не достигнута требуемая ошибка RMS, конечно, ошибки RMS, большие или меньшие, чем два фута, также предполагаются находящимися в пределах объема примерных вариантов осуществления настоящего изобретения. В качестве примера, этапы, повторенные согласно блокам 32-38, состояли бы в том, чтобы ввести дополнительные опорные точки GPS, при этом, данные, полученные в этих точках, являются данными GPS азимутальной топографической съемки. Посредством использования расчета ошибки RMS, конечный пользователь снабжается среднеквадратическим отклонением, чтобы определять, насколько расположение рельсовых путей является точным.

В дополнение и в соответствии с примерным вариантом осуществления, участки рельсовых путей или зон железнодорожной станции будут определяться в базе данных согласно именованным обозначениям железнодорожной станции или этапам обработки, ассоциативно связанным с этими рельсовым путем или рельсовыми путями. Неограничивающие примеры этих этапов обработки включают в себя прибытие поезда; сортировку вагонов; обслуживание локомотива; ремонт вагона; осмотр вагона, а неограничивающие именованные обозначения включают в себя: рельсовый путь 1 проходной зоны обслуживания, рельсовый путь 55 приемной станции, рельсовый путь 39 сортировочной станции, рельсовый путь 89 отправной станции, рельсовый путь 53 избытка ранжирной и приемной станции, рельсовый путь 81 приемной станции, рельсовый путь 99 стоянки локомотивов и т.п. Это показано в качестве этапа 40. Соответственно, база данных теперь содержит именованные обозначения и этапы обработки, ассоциативно связанные с определенными сегментами рельсовых путей, при этом эта информация будет использоваться для предоставления графического указания зоны и задания, выполняемого ресурсом, только посредством приема координат GPS ресурса (например, координаты ресурса помещают его, например, в местоположение сортировочной станции, таким образом, графический дисплей, в этом случае, может выдавать следующий текст: «Машина X на сортировочной станции, выполняющей...»).

Далее, со ссылкой на фиг.2 и в примерном варианте осуществления, когда аэрофотоснимков достаточного качества нет в распоряжении, маневровый локомотив снабжается записывающим устройством GPS азимутальной топографической съемки (проиллюстрировано блоком 50), при этом технологии GPS азимутальной топографической съемки, такие как GPS кинематики в реальном времени (RTK GPS), используются для этой работы. В этом варианте осуществления приемная антенна расположена над центром рельсового пути как можно ближе к оси поворота передней или задней платформы локомотива. Этот оснащенный локомотив затем проезжает каждый участок рельсового пути на железнодорожной станции, по меньшей мере, один раз, в то время как точная пара широты, долготы записывается каждые несколько секунд (блок 52). В качестве альтернативы, дифференциальные системы GPS могут применяться для обеспечения такой же степени точности.

После этого программа в блоке 54 берет эту базу данных GPS и подгоняет линейные сегменты ко всем упорядоченным во времени парам широты/долготы. В тех случаях, когда два сходящихся линейных сегмента встречаются с третьим сегментом, точка пересечения является стрелкой, и местоположения всех стрелок записываются. Это проиллюстрировано блоком 56, в котором все соединенные линии между стрелками становятся сегментами рельсовых путей. Связность рельсовых путей и стрелок, и классификация сегментов рельсовых путей и стрелок в качестве входящих, исходящих основных и исходящих отводных выполняются, как приведено выше, в варианте осуществления аэрофотосъемки. В дополнение, и в каждом варианте осуществления, каждый из железнодорожных путей в базе данных может снабжаться именованными обозначениями, при этом именованные обозначения совпадают с используемыми эксплуатационным персоналом железнодорожной станции, а также этапами обработки, ассоциативно связанными с ними. Таким образом, когда индивидуум (машинист электровоза) осуществляет вызов по радио и упоминает проблему на рельсовом пути «НАИМЕНОВАНИЕ», центральное устройство управления может использоваться, чтобы представлять на рассмотрение такой рельсовый путь или определенный сегмент определенной зоны железнодорожной станции.

В дополнение, и как при варианте осуществления аэрофотосъемки, участки рельсовых путей или зон железнодорожной станции будут определяться в базе данных согласно именованным обозначениям железнодорожной станции или этапам обработки, ассоциативно связанным с этими рельсовым путем или рельсовыми путями. Это показано в качестве этапа 58. Соответственно, база данных теперь содержит именованные обозначения и этапы обработки, ассоциативно связанные с определенными сегментами рельсовых путей, при этом эта информация будет использоваться для предоставления графического указания зоны и задания, выполняемого ресурсом, только посредством приема координат GPS ресурса.

База данных железнодорожных путей теперь имеется в распоряжении для использования центральным устройством управления или компьютером 74, и, в соответствии с примерным вариантом осуществления и, далее, со ссылкой на фиг.3, проиллюстрирована реализация базы данных рельсовых путей в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения. Используемая здесь база данных рельсовых путей относится к базе данных, составленной в соответствии с примерными вариантами осуществления настоящего изобретения (например, аэрофотосъемкой, оцифрованной в координаты широты и долготы с поправками, или базой данных, собранной исключительно по сигналам GPS, принимаемым транспортным средством по мере того, как оно проходит рельсовые пути железнодорожной станции). База данных будет содержать машиночитаемые данные, соответствующие местоположению всех сегментов рельсовых путей в пределах железнодорожной станции. В дополнение, база данных также будет содержать этапы железнодорожной станционной обработки, ассоциативно связанные с каждым участком расположения рельсовых путей. Эти этапы железнодорожной обработки описывают различные операции и работы, которые могут происходить на таком участке рельсового пути или возле стрелочного привода. В одном из вариантов осуществления ресурсы железнодорожной станции ассоциативно связаны с определенными этапами обработки, при этом ассоциативная связь ресурсов железнодорожной станции основана на истории отслеживания ресурсов железнодорожной станции. Такой вариант осуществления использует сохраненные исторические данные о местоположении ресурса и возможных рабочих функциях в каждом предыдущем местоположении. В соответствии с примерным вариантом осуществления ресурс железнодорожной станции снабжен некоторым средством определения своего местоположения, таким как прием GPS приемником GPS, а также средством для передачи сигнала на центральное устройство управления. Альтернативное средство определения местоположения, при котором местоположение определяется удаленно, с использованием информации, переданной с или собранной ресурсом, также может использоваться. Примеры таких альтернативных систем определения местоположения включают в себя так называемые системы определения местоположения в реальном времени (RTLS), такие, как предлагаемые компаниями, включая WhereNet, Ekahau и AeroScout. Эти решения RTLS являются точными до приблизительно от 10 футов до 10 метров. Определение местоположения обладает некоторой величиной погрешности.

Ресурс, проиллюстрированный блоком 70, передает информацию о местоположении в реальном времени посредством сигнала 72 на центральное устройство 74 управления. Конечно, понятно, что сигнал 72 может передаваться через множество ретрансляторов, приемников, передатчиков и т.п., размещенных между передатчиком ресурса и приемной антенной центрального устройства управления. В качестве альтернативы, сигнал передается непосредственно на приемник центрального устройства управления, либо применяются оба способа. Как используется здесь, под «реальным временем» подразумевается текущее время или время в пределах предопределенного промежутка времени, так что сигнал принимается за достаточное время для представления и наблюдения с помощью графического дисплея так, чтобы руководитель железнодорожной станции мог использовать эту информацию для определения, какой ресурс наиболее логично или наиболее экономично является подходящим для конкретного задания. Один из неограничивающих промежутков времени является меньшим, чем две минуты. Конечно, и как требуют применения, периоды, большие или меньшие, чем две минуты, могут использоваться с примерными вариантами осуществления настоящего изобретения.

В альтернативном варианте осуществления сам ресурс отслеживается системой слежения, применяющей сеть: считывателей AEI; интерпретируемых компьютером видеосигналов или их эквивалентов, при этом сигнал географического положения ресурса получается и передается на центральное устройство управления. Таким образом, сигнал не поступает непосредственно с ресурса, в то время как отслеживается сам ресурс. Неограничивающий пример одной из таких систем описан в патенте США, под №6,637,703, содержание которого включено в материалы настоящей заявки посредством ссылки на него. В этом варианте осуществления сигнал нужно было бы преобразовывать, чтобы он был совместимым с машиночитаемыми данными базы данных рельсовых путей, при этом графическое представление предоставлялось бы в соответствии с примерными вариантами осуществления настоящего изобретения.

Сопоставлением принятого сигнала с базой данных рельсовых путей, центральное устройство управления затем может выдавать пространственное представление ресурса относительно рельсовых путей железнодорожной станции, размещая изображение этого ресурса в качестве наложения на отображение рельсовых путей и стрелок базы данных в местоположении, соответствующем принятым координатам местоположения ресурса. Это представление отображения также выражает этап станционной обработки, выполняемый ресурсом. Этап станционной обработки представляет текущее задание, которым занят ресурс, и может показываться в качестве перечисления всех этапов станционной обработки, ассоциативно связанных с рельсовым путем в местоположении ресурса, или одиночным этапом станционной обработки на основании исторических данных предыдущего и текущего местоположений ресурса. Это отображение схематически проиллюстрировано блоком 76, который в примерном варианте осуществления содержит графическое отображение на мониторе компьютера, показывающее ресурс, его местоположение и выполняемые задания, при этом выполняемое задание может определяться посредством осуществления доступа к данным, соответствующим заданию, выполненному ранее на таком сегменте рельсового пути, или истории заданий, выполненных этим ресурсом.

Поскольку может быть некоторая погрешность в координатах местоположения, результирующее отображение может не быть точным (например, использование оборудования, отличного от GPS азимутальной топографической съемки или система определения местоположения RTLS, при этом, обычное значение ошибки там может быть в порядке фута). В случае использования оборудования, отличного от GPS азимутальной топографической съемки, для определения местоположения ресурса, эта ошибка может быть вплоть до 20 или 30 футов, но обычно составляет от 5 до 10 футов. В тех случаях, когда железнодорожные пути близки друг к другу (13, 25 футов), ошибка размещения может составлять один или даже два рельсовых пути от правильного местоположения.

Однако если отслеживаемым ресурсом является локомотив, то есть дополнительное ограничение в принимаемых данных, что правильное местоположение ресурса всегда соответствует железнодорожному пути. Соответственно, компьютерная программа центрального устройства управления использует прошлую информацию отслеживания, которая сохранена в базе 78 данных (проиллюстрированной схематически), о таком ресурсе, при этом данные GPS и ассоциативно связанные задания прошлой информации отслеживания используются для определения, на каком рельсовом пути находится локомотив, а также с какими этапами станционной обработки типично он может быть ассоциативно связан, как описано в материалах настоящей заявки, ассоциативно связанные задания, а также именованные обозначения рельсовых путей вначале вводятся вручную в базу данных во время ее создания, а впоследствии обновляются, по мере того как маневровая машина выполняет задания (например, история), которые вводятся персоналом станции. Таким образом, база данных обновляется, и создается история ресурса. Программа затем вносит поправку на эту ошибку в данных GPS и размещает образ локомотива на правильном железнодорожном пути, в точке, ближайшей к сообщенному местоположению (снова схематически проиллюстрировано в качестве блока 76).

В соответствии с примерным вариантом осуществления, и для того чтобы поставлять более точные данные положения с ресурса, дифференциальные поправки псевдодальности также могут быть предусмотрены в отношении отдельных устройств приемников GPS. Этот подход дифференциальной GPS (DGPS) дает повышенную точность, выше обычной GPS. Дифференциальные поправки могут быть получены из сети DGPS масштаба страны, эксплуатируемой Береговой охраной США, с опорных базовых станций, установленных на железнодорожной станции (проиллюстрированных схематично в качестве прямоугольника 80), от коммерческих поставщиков, через сеть Интернет, или со спутниковой системы WAAS (системы панорамного обзора) Федеральной ассоциации гражданской авиации. Дифференциальные поправки передаются (стрелка 82) на каждый из подвижных ресурсов с использованием линий связи, таких как беспроводные локальные сети стандарта 802.11b. Одна и та же радиосеть используется для сбора оценок положения GPS с каждого узла в диспетчерском центре.

Таким образом, поправки GPS-данных ресурсов могут быть реализованы одной из обеих вышеупомянутых последовательностей операций. В соответствии с примерным вариантом осуществления, отображение ресурсов относительно базы данных рельсовых путей также может накладываться на аэрофотоснимки железнодорожной станции (например, аэрофотоснимок отображается на экране или мониторе, и иллюстрируется движение ресурса вдоль рельсового пути). В этом варианте осуществления возможны многочисленные отображения пользовательского интерфейса, осуществляющие доступ к общей базе данных, где каждый интерфейс управляется разными операторами железнодорожной станции. В дополнение конечному пользователю предоставляется метрика, относящаяся к достоверности в правильном ассоциативном связывании рельсового пути. Такая метрика могла бы быть основана на отношении среднеквадратического отклонения в оценке местоположения к ширине междупутья. Альтернативная метрика могла бы быть основана на нормированном отклонении между набором отфильтрованных позиций местоположения и ассоциативно связанным рельсовым путем.

Далее, со ссылкой на фиг.4, приведена схематическая иллюстрация отображения 90, показывающая ассоциативно связанный с железнодорожной станцией ресурс 92, его местоположение 94 и его текущий этап 96 станционной обработки. Текущий этап станционной обработки может отображаться в виде текстовой строки, либо в виде символизирующей пиктограммы или цвета. К тому же показаны многочисленные отображения, которые могут показывать другие местоположения железнодорожной станции (то есть, меньшие изображения железнодорожной станции) или могут воспроизводить отображения других контрольных местоположений в пределах железнодорожной станции. В соответствии с примерным вариантом осуществления, центральное устройство управления имеет доступ к базе данных железнодорожной станции (например, собранной из данных аэрофотосъемки, либо GPS), и беспроводная сеть 98 используется для приобретения информации о положении GPS в реальном времени из устройств 100 GPS, расположенных на ресурсах железнодорожной станции. В одном из примерных вариантов осуществления, сеть может быть локальной сетью, установленной в пределах железнодорожной станции. В дополнение, и в альтернативном примерном варианте осуществления, сеть также может быть расширена, чтобы фиксировать ввод от осмотрщиков вагонов (то есть, машиниста электровоза) с использованием карманных компьютерных терминалов с беспроводными сетевыми интерфейсами (схематически проиллюстрированных в виде блока 102).

В соответствии с примерным вариантом осуществления, и во время осмотра вагонов, машинист электровоза может идентифицировать вагоны, требующие ремонта. Эти так называемые «забракованные» вагоны могут идентифицироваться, а их местоположение сообщаться машинистом электровоза. Машинист электровоза может использовать карманные компьютерные терминалы с GPS и беспроводными сетевыми интерфейсами для определения местоположения забракованного вагона. Вновь это проиллюстрировано блоком 102. Это местоположение передается в центральную систему базы данных и отображается для станционных работ. Такой ресурс идентифицируется как «ассоциативно связанный» ресурс, так как он не может перемещаться сам по себе, но ассоциативно связан с машиной, в то время как он перемещается по всей железнодорожной станции. Более того, такой ресурс может не содержать устройства GPS, таким образом, в этом случае, машинист электровоза может идентифицировать ассоциативно связанный ресурс в качестве являющегося удаленным, например, на четыре вагона от локомотива, тянущего ресурс в пределах железнодорожной станции. Таким образом, мы знаем примерное расстояние в четыре длины вагона, и система отображения может быть сконфигурирована для помещения указателя приблизительно в четырех длинах вагона от движущегося указателя ресурса локомотива, а потому, по мере того как местоположение ресурса перемещается таким образом, указатель ассоциативно связанного ресурса движется на своем предопределенном расстоянии от локомотива. Неограничивающий пример ассоциативно связанного ресурса 104 проиллюстрирован на дисплее. Соответственно, обеспечивается отслеживание в реальном времени нелокомотивного ресурса.

Другие интересующие ассоциативно связанные ресурсы включают в себя рефрижераторные вагоны, вагоны, везущие опасный материал, вагоны, везущие дорогостоящие изделия, вагоны, считающиеся имеющими отношение к национальной безопасности, или вагоны, которые были задержаны на платформе на некоторое время (то есть «запоздавшие» вагоны). Эти вагоны могли бы идентифицироваться вручную машинистом электровоза или могли бы распознаваться считывателями AEI (например, при размещении считывателя AEI на самом вагоне). Их местоположение относительно локомотива или других вагонов передается машинистом электровоза или данными считывателя AEI в базу данных управления для отображения персоналу железнодорожной станции.

Далее, со ссылкой на фиг.5, проиллюстрировано неограничивающее графическое представление базы 108 данных расположения рельсовых путей, собранной в соответствии с примерным вариантом осуществления. Как проиллюстрировано, показано множество сегментов 110 рельсовых путей и стрелок 112. Железнодорожная станция определена границей 114, и графически показан ресурс 92 (железнодорожный маневровый локомотив), при этом положение ресурса определено посредством приема данных GPS и сопоставления их с базой данных по данным, соответствующим железнодорожному пути, для того чтобы дать графическое представление. В дополнение, и как упомянуто ранее, графическое указание ассоциативно связанного выполняемого задания предусмотрено другим представлением 96, которое в этом примере могло бы давать текстовое указание, что «маневровый локомотив X» осуществляет балансировку вагонов на сортировочной станции. Также показана опорная базовая станция 80, которая может быть или может не быть на железнодорожной станции, и главное управление 115 станции, в котором расположены центральное устройство или устройства управления и приемники/передатчики, чтобы принимать сигналы с устройств GPS на ресурсах, проходящих через станцию.

Далее, со ссылкой на фиг.6, проиллюстрировано еще одно неограничивающее графическое представление 118 базы данных расположения рельсовых путей, собранной в соответствии с примерным вариантом осуществления. Здесь графическое представление создавалось из аэрофотоснимков, и, как обсуждено в материалах настоящей заявки, пользователь оцифровывает все стрелки и сегменты рельсовых путей на железнодорожной станции. Как проиллюстрировано, определены области 130, и стрелки оцифровываются в качестве одиночной точки 138 и воспроизводятся в верхнем слое визуального отображения символом ромба или любым другим эквивалентным символом, центрированным по местоположению стрелки, а конечные точки 140 всех сегментов 142 рельсовых путей ассоциативно связываются с ближайшей стрелкой в базе данных. Каждый сегмент 142 рельсового пути затем присоединяется к двум стрелкам, и каждая стрелка присоединяется к одному, двум или трем сегментам рельсовых путей.

После этого программа берет этот набор оцифрованных рельсовых путей и стрелок и выполняет этап 24 по фиг.1. Неограничивающий пример некоторой информации базы данных и/или компьютерного кода приведен ниже.

Сегменты рельсовых путей track(n).

x(m) положение траектории по восточной долготе (отрицательное в США), увеличивающееся при движении на восток

y(m) положение траектории по северной широте, увеличивающееся при движении на север

sw1 индекс стрелки в начале траектории (track(n).x(1), track(n).y(1)) (0, если еще не назначен)

sw2 индекс стрелки в конце траектории (track(n).x(конца), track(n).y(конца)) (0, если еще не назначен)

name любое определенное обозначение на станции для этого сегмента рельсового пути

lng длина этого сегмента рельсового пути в четвертях метров (полезна во время наложения изображения)

Swtchs полезный вектор, равный [sw1 sw2]

Пример:

track(2).x: [-50.7566 -50.7563 -50.7559 -50.7490 -50.7488 -50.7484]

track(2).y: [27.7685 27.7685 27.7686 27.7687 27.7687 27.7686]

track(2).swl: 2

track(2).sw2: 3

track(2).name: 'Восточный класс 17'

track(2).lng: 2.7233e+003 (примечание: это составляет 681 метр или 2234 фута)

track(2).swtchs: [2 3]

Стрелки swtch(i).

x положение по восточной долготе (отрицательное в США), увеличивающееся при движении на восток

y положение по северной широте, увеличивающееся при движении на север

track(3) 3 целых числа, указатели основного входящего, основного исходящего, отводного исходящего сегментов рельсовых путей

name любое определенное обозначение на станции для этой стрелки

Пример:

swtch(2).x: -50.7566

swtch(2).y: 27.7685

swtch(2).name: "

swtch(2).tracks: [4 3 2]

Границы bound(j).

x(m) положение пути по восточной долготе (отрицательное в США), увеличивающееся при движении на восток

y(m) положение траектории по северной широте, увеличивающееся при движении на север

name любое определенное обозначение на станции для этой граничной области

Пример:

bound(2).x: [-50.7969 -50.7965 -50.7954 -50.7938 -50.7897 -50.7853 -50.7826...]

bound(2).y: [27.7678 27.7665 27.7665 27.7666 27.7669 27.7671 27.7672...]

bound(2).name: 'Восточная отправная станция'

Соответственно, технический результат или результаты примерных вариантов осуществления настоящего изобретения дают средство создания, корректировки и использования точной базы данных расположения рельсовых путей на железнодорожной станции из сбора данных аэрофотосъемки или глобальной системы определения местоположения (GPS), при этом база данных расположена в диспетчерской железнодорожной станции, в которой компьютер или контроллер системы принимает данные с ресурсов в пределах железнодорожной станции. Данные о ресурсе являются данными GPS, содержащими координаты, сравнимые с координатами базы данных, и компьютер сопоставляет координаты ресурса с базой данных рельсовых путей, а после этого выдается визуальное отображение ресурса. Более того, примерные варианты осуществления настоящего изобретения используют эту информацию для определения местоположения ресурса конкретным рельсовым путем или зоной железнодорожной станции, чтобы идентифицировать текущую деятельность ресурса, заданную этапом станционной обработки, ассоциативно связанным с рельсовым путем или зоной железнодорожной станции, а отображение также будет включать в себя графическое представление обозначения зоны или рельсового пути станции и этапов станционной обработки, выполняемых там или выполненных ресурсом раньше (например, маневровым локомотивом). Соответственно, примерные варианты осуществления настоящего изобретения предусматривают быстрые, простые и недорогие способы создания точной базы данных расположения рельсовых путей для железнодорожной станции.

Как описано выше, алгоритмы для реализации примерных вариантов осуществления настоящего изобретения могут быть воплощены в виде реализуемых компьютером последовательностей операций и устройств для осуществления этих последовательностей операций на практике. Алгоритмы также могут быть воплощены в виде компьютерной управляющей программы, содержащей команды, воплощенные осязаемыми носителями, такими как гибкие диски, CD-ROM (ПЗУ на компакт-дисках), жесткие диски или любой другой машиночитаемый запоминающий носитель, при этом, когда компьютерная управляющая программа загружается в и приводится в исполнение компьютером и/или контроллером, компьютер становится устройством для осуществления изобретения на практике. С появлением систем, содержащих перепрограммируемое запоминающее устройство (например, флэш-память), которое может обновляться для реализации различных аспектов управляющей программы, алгоритмы также могут быть воплощены в виде компьютерной управляющей программы, например, хранимой на запоминающем носителе, загружаемой на и/или приводимой в исполнение компьютером, или передаваемой через некоторую среду передачи, такую как электрическое проводное или кабельное соединение, через волоконную оптику или посредством электромагнитного излучения, при этом, когда компьютерная управляющая программа загружена в компьютер и выполняется компьютером. Когда реализованы в микропроцессоре общего применения, кодовые сегменты компьютерной программы конфигурируют микропроцессор для создания определенных логических схем.

Эти команды могут находиться, например, в ОЗУ (RAM) компьютера или контроллера. В качестве альтернативы, команды могут содержаться в устройстве хранения данных с машиночитаемым носителем, таким как компьютерная дискета. Или инструкции могут храниться на магнитной ленте, традиционном накопителе на жестких дисках, электронном постоянном запоминающем устройстве, оптическом устройстве хранения данных или другом надлежащем устройстве хранения данных. В проиллюстрированном варианте осуществления изобретения, машиночитаемые команды могут быть строками откомпилированного совместимого с языком программирования C++ кодом.

В соответствии с примерными вариантами осуществления настоящего изобретения центральное устройство управления может принадлежать к любому типу контроллера и/или равнозначного устройства, содержащего, среди других элементов, микропроцессор, постоянное запоминающее устройство в виде электронного запоминающего носителя для выполняемых программ или алгоритмов и калибровочных значений или констант, оперативное запоминающее устройство и шины данных для предоставления возможности необходимой связи (например, входной, выходной и внутри микропроцессора) в соответствии с известными технологиями. Понятно, что обработка по вышеприведенному описанию может быть реализована контроллером, действующим в ответ на компьютерную программу. Для того чтобы выполнять предписанные функции и требуемую обработку, а также вычисления для них, контроллер может включать в себя, но не в качестве ограничения, процессор(ы), компьютер(ы), память, запоминающее устройство, регистр(ы), временные характеристики или установки, прерывание(я), интерфейсы связи и сигнальные интерфейсы ввода/вывода, а также сочетания, содержащие по меньшей мере одно из вышеизложенных.

Несмотря на то, что изобретение было описано со ссылкой на предпочтительный вариант осуществления, специалистам в данной области техники будет понятно, что могут производиться различные изменения, и эквиваленты могут использоваться вместо их элементов, не выходя из объема изобретения. В дополнение, могут быть произведены многочисленные модификации, чтобы адаптировать конкретную ситуацию или материал к доктринам изобретения, не выходя из его сущностного объема. Поэтому подразумевается, что изобретение не будет ограничиваться конкретным вариантом осуществления, раскрытым в качестве наилучшего варианта, предполагаемого для осуществления этого изобретения, но что изобретение будет включать в себя все варианты осуществления, подпадающие под объем прилагаемой формулы изобретения.

1. Способ отслеживания ресурсов в пределах железнодорожной станции, содержащий этапы, на которых создают базу данных расположения рельсовых путей для железнодорожной станции на машиночитаемом запоминающем носителе, причем база данных расположения рельсовых путей предоставляет карту железнодорожных путей и стрелок в пределах железнодорожной станции, при этом база данных расположения рельсовых путей включает в себя машиночитаемые данные, идентифицирующие обособленные местоположения железнодорожных путей и стрелок железнодорожной станции, при этом каждое обособленное местоположение соответствует географическому положению участка железнодорожного пути или стрелки, ассоциируют этапы железнодорожной станционной обработки с участками базы данных расположения рельсовых путей, принимают сигнал географического положения, соответствующий местоположению ресурса в пределах железнодорожной станции, сопоставляют сигнал географического положения с машиночитаемыми данными базы данных расположения рельсовых путей для того, чтобы идентифицировать местоположение ресурса в пределах карты, и отображают на мониторе компьютера карту с графическим представлением местоположения ресурса и указание в отношении этапов станционной обработки, проводимых на рельсовом пути, занятом ресурсом, при этом сигнал географического положения принимается в пределах промежутка времени для обеспечения возможности использования графического представления в управленческом решении, соответствующем ресурсу.

2. Способ по п.1, в котором на этапе создания базы данных расположения рельсовых путей дополнительно используют аэрофотосъемку для обеспечения фотографического изображения железнодорожных путей и стрелок, при этом обособленные местоположения железнодорожных путей и стрелок создаются посредством выбора точек на фотографическом изображении для создания машиночитаемых данных с использованием алгоритмов обработки изображений, при этом алгоритмы обработки изображений побуждают базу данных расположения рельсовых путей получать оцифрованные машиночитаемые данные, соответствующие аэрофотосъемке железнодорожной станции.

3. Способ по п.2, в котором фотографическое изображение является цифровым ортофотографическим тетрагональным (DOQ) изображением или сформированным компьютером изображением аэрофотоснимка, при этом смещение изображения, вызванное рельефом местности и углом наклона камеры, было удалено, а сегмент железнодорожного пути определен соединением двух выбранных точек вдоль сегмента железнодорожного пути, и положение выбранной стрелки дополнительно определено в качестве включающего в себя конечную точку сегмента железнодорожного пути.

4. Способ по п.2, в котором на этапе создания базы данных расположения рельсовых путей дополнительно выбирают одно или более определенных мест в пределах железнодорожной станции, которые также видны на аэрофотоснимках, используемых для составления базы данных расположения рельсовых путей, собирают данные геопространственного положения для каждого определенного места с использованием сигналов, принятых от по меньшей мере одного приемника глобальной системы определения местоположения, причем данные геопространственного положения формируют в каждом определенном месте посредством по меньшей мере одного приемника глобальной системы определения местоположения, сопоставляют собранные данные геопространственного положения для каждого места с соответствующим оцифрованным геопространственным положением каждого места, причем соответствующее оцифрованное геопространственное положение получают из оцифрованных машиночитаемых данных, соответствующих аэрофотосъемке железнодорожной станции, определяют геометрическое преобразование для собранных данных геопространственного положения и соответствующих данных оцифрованного геопространственного положения для того, чтобы минимизировать ошибки между собранными данными геопространственного положения для каждого места и соответствующим оцифрованным геопространственным положением каждого места, и применяют геометрическое преобразование к базе данных расположения рельсовых путей.

5. Способ по п.4, в котором одно или более определенных мест соответствуют перебрасываемым механизмам ручных стрелок, расположенным вдоль железнодорожных путей.

6. Способ по п.4, в котором по меньшей мере один приемник глобальной системы определения местоположения является приемником глобальной системы определения местоположения азимутальной топографической съемки, а геометрическое преобразование минимизирует ошибки между собранными данными геопространственного положения для каждого места и соответствующим оцифрованным геопространственным положением каждого места посредством критериев наименьшей среднеквадратической ошибки.

7. Способ по п.1, в котором этапы железнодорожной станционной обработки включают в себя прибытие поезда, сортировку вагонов, обслуживание локомотива, ремонт вагона, осмотр вагона, и при этом промежуток времени составляет менее двух минут.

8. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап, на котором создают историю отслеживания данных для ресурса, и используют историю отслеживания данных ресурса для назначения ресурсу одного определенного участка железнодорожного пути и идентификации этапов железнодорожной станционной обработки, выполняемых на участке рельсового пути, назначенном ресурсу.

9. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап, на котором создают специальный признак карты состояния для обобщения информации с железнодорожной станции касательно ассоциированного ресурса, обеспечивают географическое положение ассоциированного ресурса и воспроизводят графическое представление ассоциированного ресурса на карте.

10. Способ по п.9, в котором информацию с железнодорожной станции обеспечивают посредством радиосвязи, а ассоциированным ресурсом является вагон, выбранный из группы, состоящей из забракованных вагонов, вагонов с опасными грузами, рефрижераторных вагонов, уникально идентифицированных вагонов и сочетаний вышеуказанного.

11. Способ по п.9, в котором ассоциированный ресурс является вагоном, а информация соответствует времени, когда вагон прибыл на железнодорожную станцию, и длительности времени, которое вагон пробыл на железнодорожной станции.

12. Способ по п.9, в котором информация является данными глобального определения местоположения, соответствующими ассоциированному ресурсу, и ассоциированный ресурс не является вагоном или локомотивом, а графическое представление ассоциированного ресурса располагает ассоциированный ресурс относительно определенного железнодорожного пути в пределах железнодорожной станции.

13. Способ по п.1, в котором на этапе создания базы данных расположения рельсовых путей дополнительно располагают устройство глобального определения местоположения на транспортном средстве, выполненном с возможностью передвижения вдоль рельсовых путей железнодорожной станции, формируют множество сигналов, соответствующих географическим положениям, по мере того как транспортное средство проходит по железнодорожным путям в пределах железнодорожной станции, и регистрируют множество сигналов для обеспечения карты железнодорожных путей и стрелок в пределах железнодорожной станции.

14. Способ по п.13, в котором транспортное средство передвигается вдоль рельсовых путей железнодорожной станции по меньшей мере дважды для обеспечения карты.

15. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап, на котором обеспечивают именованные обозначения для железнодорожных путей, при этом именованные обозначения соответствуют используемым для железнодорожных путей на железнодорожной станции.

16. Система для отслеживания ресурсов в пределах железнодорожной станции, содержащая базу данных расположения рельсовых путей для железнодорожной станции, причем база данных расположения рельсовых путей обеспечивает карту железнодорожных путей и стрелок в пределах железнодорожной станции, при этом база данных расположения рельсовых путей включает в себя машиночитаемые данные, идентифицирующие обособленные местоположения железнодорожных путей и стрелок железнодорожной станции, причем каждое обособленное местоположение соответствует географическому положению участка железнодорожного пути или стрелки, множество устройств определения местоположения, выполненных с возможностью формирования сигналов географического положения, соответствующих местоположениям множества ресурсов в пределах железнодорожной станции, и компьютерную систему, выполненную с возможностью приема и сопоставления сигналов географического положения с машиночитаемыми данными базы данных расположения рельсовых путей, чтобы идентифицировать местоположение каждого из множества ресурсов в пределах карты и воспроизводить графическое представление местоположения каждого из множества ресурсов и заданий железнодорожной станционной обработки, выполняемых в каждом из местоположений рельсового пути, занятых каждым из множества ресурсов, на карте.

17. Система по п.16, в которой сигналы географического положения передают беспроводным способом.

18. Система по п.16, в которой база данных расположения рельсовых путей создана из аэрофотосъемки железнодорожной станции, а обособленные местоположения железнодорожных путей и стрелок созданы посредством выбора точек на карте для создания машиночитаемых данных с использованием алгоритмов обработки изображений, при этом аэрофотосъемка дает фотографическое изображение железнодорожных путей и стрелок на железнодорожной станции, и фотографическое изображение является цифровым ортофотографическим тетрагональным (DOQ) изображением или сформированным компьютером изображением аэрофотоснимка, при этом смещение изображения, вызванное рельефом местности и углами наклона камеры, удалено.

19. Система по п.18, в которой база данных расположения рельсовых путей создана посредством способа, содержащего этапы, на которых выбирают одно или более определенных мест в пределах железнодорожной станции, которые также видны на аэрофотоснимках, используемых для составления базы данных рельсовых путей, собирают данные геопространственного положения для каждого определенного места с использованием сигналов, принятых по меньшей мере с одного приемника глобальной системы определения местоположения, причем данные геопространственного положения формируют в каждом определенном месте посредством по меньшей мере одного приемника глобальной системы определения местоположения, сопоставляют собранные данные геопространственного положения для каждого места с соответствующим оцифрованным геопространственным положением каждого места, причем соответствующее оцифрованное геопространственное положение получают из оцифрованных машиночитаемых данных, соответствующих аэрофотосъемке железнодорожной станции, определяют геометрическое преобразование для собранных данных геопространственного положения и соответствующих данных оцифрованного геопространственного положения, чтобы минимизировать ошибки между собранными данными геопространственного положения для каждого места и соответствующим оцифрованным геопространственным положением каждого места, и применяют геометрическое преобразование ко всей базе данных расположения рельсовых путей.

20. Система по п.19, в которой геометрическое преобразование минимизирует ошибки между собранными данными геопространственного положения для каждого места и соответствующим оцифрованным геопространственным положением каждого места посредством критериев наименьшей среднеквадратической ошибки.

21. Система по п.16, в которой база данных расположения рельсовых путей создана посредством расположения устройства глобального определения местоположения на транспортном средстве, выполненном с возможностью передвижения вдоль железнодорожных путей железнодорожной станции, формирования множества сигналов, соответствующих географическим положениям, по мере того как транспортное средство проходит по железнодорожным путям в пределах железнодорожной станции, и регистрации множества сигналов для подготовки карты железнодорожных путей и стрелок в пределах железнодорожной станции.

22. Система по п.16, в которой графическое представление местоположения множества ресурсов на карте также включает в себя представление заданий железнодорожной станционной обработки, выполняемых на или возле сегмента рельсового пути, занятого каждым из множества ресурсов.

23. Система по п.16, в которой компьютерная система создает историю отслеживания данных для по меньшей мере одного из множества ресурсов, и компьютерная система использует историю отслеживания данных для назначения ресурсу одного определенного железнодорожного пути.

24. Система по п.16, в которой компьютерная система соединена с возможностью передачи данных с запоминающим носителем, закодированным машиночитаемыми командами для конфигурирования компьютерной системы для создания специального признака карты состояния для объединения информации с железнодорожной стации касательно ассоциированного ресурса, обеспечения географического положения ассоциированного ресурса и воспроизведения графического представления ассоциированного ресурса на карте.

25. Система по п.24, в которой информацию с железнодорожной станции обеспечивают посредством радиосвязи, а ассоциированным ресурсом является вагон, выбранный из группы, состоящей из забракованных вагонов, вагонов с опасными грузами, рефрижераторных вагонов; уникально идентифицированных вагонов, и сочетаний вышеуказанного.

26. Система по п.24, в которой ассоциированный ресурс является вагоном, а информация соответствует времени, когда вагон прибыл на железнодорожную станцию и как долго вагон пробыл на железнодорожной станции.

27. Система по п.24, в которой информация является данными глобального определения местоположения, соответствующими ассоциированному ресурсу, и ассоциированный ресурс не является вагоном или локомотивом, а графическое представление ассоциированного ресурса располагает ассоциированный ресурс относительно определенного железнодорожного пути в пределах железнодорожной станции.

28. Система по п.22, в которой воспроизводят графическое представление местоположения ресурса на карте, при этом сигнал географического положения принимают в пределах промежутка времени, чтобы обеспечить возможность управления ресурсом посредством графического представления, при этом этапы станционной обработки включают в себя прибытие поезда, сортировку вагонов, обслуживание локомотива, ремонт вагона, осмотр вагона, и при этом промежуток времени составляет менее двух минут.