用于机车上的数据系统的远程检测和控制的方法和装置的制作方法

专利名称：用于机车上的数据系统的远程检测和控制的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通过无线通信传输数据，并且尤其涉及用于在机车中使用并 且由远程装置控制的集成的诊断、遥测和记录系统。
背景技术：
存在事件记录器用于与机车使用。这种事件记录器通过通信信道(例如，
RS422接口 )从机车控制系统接收对应于如速度、加速度等的众多参数的数 据。事件一出现，事件记录器就在存储器模块中存储机车数据。 Electrodynamics公司生产了示例性的机车事件记录器。
机车音频/视频记录系统在本领域也是已知的。示例性机车音频/视频记录 系统是从运输技术组可获得的RailView 系统。在这种音频/视频记录系统 中，视频数据和可选的音频数据被存储到高容量存储器设备，如软盘驱动器、 硬盘驱动器或磁带。
另一个机车视频系统在美国专利5,978,718中公开，用于在铁路交通控制 中使用。对于在装配有路旁信令系统的路线上行进的列车，操作管理机构经 由贯穿铁路路线长度以各种间隔散布的路旁信号设备引导每辆列车。尽管各 列车能够沿着未发信号的路线被安全地引导，但是路旁信令系统是优选的，
特别是对于通行量大的路线来说，因为它们能够被用来以它们之间更小的距 离甚至更安全和更快速地沿着这种发信号的路线引导列车。在'718专利的视 频系统中，铁路视觉系统被用来从路旁信令系统的每个路旁信号设备可视地 读取信号方位(aspect)信息。该系统能够被配置来警告列车操作者更限制性 的信号方位，并且如果列车操作者未能应答该警告则施加刹车应用。该铁路 视觉系统包括信号定位系统和铁路导航系统。铁路导航系统确定列车在铁路 轨道上占据的位置，并且将关于即将到来的路旁信号设备相对于列车位置的 所在(whereabouts)的数据提供给信号定位系统。信号定位系统定位即将到 来的路旁信号设备，并且当列车接近时从那里读取信息。信号定位系统将从 那里读取的信息提供给铁路导航系统。然后铁路导航系统能够警告列车操作者限制性的信号方位，并且如果列车操作者未能应答该警告则施加刹车应用。


上面简要描述的本发明的更具体的描述将通过参照在附图中图示的其特 定实施例来给出。要理解，这些附图仅仅描述了本发明的典型实施例，因而 不应认为是本发明范围的限制，本发明将通过使用附图用另外的特征和细节 来描述和解释，附图中
图1是示例性机车视频记录器和记录系统的方块图2是描述具有集成的诊断、遥测和记录系统的示例性车载系统的方块
图3描述示例性机车视频记录器和记录系统的示例性数据流程图； 图4描述示例性机车视频记录器和记录系统的另 一个实施例的示例性数 据流程图5描述图1的机车视频记录器和记录系统的示例性实施例； 图6描述本发明的示例性处理或方法步骤；以及 图7描述包括本发明的各元件的示例性方块图。
具体实^L方式
参照图l,统一示为5的机车视频记录器和记录系统包括车载系统组200 和"车外(off-board)，，系统300。事件记录器功能包括记录和传送机车数据以 便便利解决涉及RR道口 (crossing)事故、列车出轨、相撞、以及路旁设备 检查和维护的问题，该机车数据如但不限于相关视频、地理数据、以及机车 运行参数。此外，该视频记录器和记录系统5能够被用来执行轨道条件、路 旁设备、以及操作者列车管理的远程监控和诊断。
由机车无线视频记录器和记录系统5提供的数据收集、处理和无线传输 使得用户能够快速地响应在遍及铁路网络运行的许多机车中和周围出现的问 题。事件数据传输可以被配置为基于各种机车条件、地理位置和情况出现。 此外，事件数据可以是从机车拉(请求)或推(传输)。例如，基于选择的运 行条件(例如，急刹车应用)、地理位置(例如，在铁路道口附近)、选择的 或得到的关心的运行区域(例如,高轮滑(wheel slip)或机车速度超过区域 限制)、或时间驱动消息(例如，每天发送一次)，数据能够从机车发送到车外数据和监控中心310。车外中心监控和数据中心310也可以根据需要从特 定机车请求和检索数据。
无线通信连接还使得车外数据和监控中心310能够提供额外的功能，包 括如随后将相对于图6和图7详细讨论的系统的远程监控和诊断、以及移动 车载系统200的远程配置管理。
图2是描述具有集成的诊断、遥测、以及下文表示为系统5的视频记录 系统5的示例性车载系统200的方块图。系统5包括管理单元或处理器，下 文表示为管理单元10,该管理单元10提供对各种界面和可以完成的处理的 命令和控制。此外，管理单元IO还可以包括诊断和事件记录能力。事件记录 例如确定用于观察、评估、并且如果需要的话保存或记录的选择的参数。
管理单元IO根据需要可以包括而不是限于计算机或处理器、逻辑、存储 器、存储、寄存器、定时、中断、以及输入/输出信号接口，以便执行这里规 定的处理。管理单元IO从各种传感器和系统接收输入，并且生成输出信号到 那里。图3描述集成的诊断、遥测和记录系统5的处理功能和数据流的顶层 方块图。将认识到，尽管在示例性实施例中多数处理描述为驻留在管理单元 10中，但这种配置只是说明性的。各种处理和功能可以分布在一个或多个系 统元件中，而不背离权利要求的范围和宽度。
在示例性实施例中，管理单元10执行或便利但不限于来自各种输入的数 据的收集(视频、GPS、机车数据)、数据的处理；数据的记录和存储、确定 适当的系统动作(发送数据、文件管理、视频控制)的逻辑计算、视频设备 的控制(开/关、时间和位置激活、图像质量设置等)、音频/视频数据与参数 和事件数据的关联、与无线网络的接口、来自车外数据和监控中心的处理命 令、以及系统诊断和健康状态。管理单元10的事件记录能力从机车系统接收 机车数据，包括但不限于加速度、速度、方向、刹车条件、轮滑等。管理 单元10和/或数据存储12可以基于先进先出连续地指导和便利在数据存储12 中存储各种机车数据。这允许系统在事件前抢先捕获机车数据。替代地，管 理单元IO可以在事件的检测时、或经由操作者控制车载机车、或从车外数据 和监控中心310启动在数据存储12中存储机车数据。事件的检测使用已知技 术(例如，车辆传感器，如加速计、速度传感器、机车运行传感器等)执行。
执行上述处理的管理单元IO可以利用与(下面描述的)存储的信息的数 据库一起并与其比较的各种信号。数据库32可以被用来便利选择的数据与选择或指定的事件的关联。此外，数据库32可以用来识别一类事件或各事件以
及一组选择的图像、运行参数、或优选地与这种事件相关联或有关的环境参
数数据。数据库32不但可以用来例如确定列车在铁路轨道上占据的位置，而 且确定相对于感兴趣的即将到来的目标的列车的位置的地点或用于事件和视 频记录的期望的输入；例如，路旁信令设备、道口、桥、轨道中的弯道(curve) 等。该信息可以用来确定传感器的选通、或音频/视频系统14的相机142。例 如，在示例性实施例中，管理单元10确定列车关于存储在上述车载数据库 32中的轨道路线位置数据所处的位置。通过这种处理，列车的地理坐标可以 与上述数据库信息比较，以不但确定列车正在哪条轨道上运行，而且确定列 车在该条轨道上占据的特定段和位置。
当管理单元10已经确定或建立例如即将到来的道口 、路旁信令设备等的 期望输入的位置和预期的地点时，管理单元IO可以可选地指导例如相机或特 定相机的音频视频系统14和传感装置142，聚焦到即将到来的期望输入，例 如，即将到来的路旁信令设备。此外，管理单元IO可以指导与机车的运行有 关的选择的参数或环境参数和数据的记录。然后这些数据可以容易地与选择 的视频数据相关联，以便提供对机车运行和过去的事件的详细观察。
在另 一个示例性实施例中，管理单元10可以用来便利用于系统5或其组 件的车载系统诊断和健康监控的运行。例如，在示例性实施例中，管理单元
10、数据存储12和通信系统50可以用来检测、存储和传输相关运行系统参 数和信息到车外中心数据中心310，该相关运行系统参数和信息例如管理单 元10、数据存储或系统5的其它组件的诊断和/或故障。该诊断可以进一步识 别组件状态和故障或不能运行，包括但不限于掉电、音频/视频系统14和 其组件的损失或运行、图像数据的损失、故障的地点和时间。
车载系统200也可以包括数据存储12。数据存储12被配置为展示捕获 和记录数据以便便利这里公开的功能的性能的足够的能力。数据存储12提供 合适的存储能力，如在示例性实施例中的2G字节(gigabyte)的存储器。在 一个实施例中，数据存储12使用闪速存储器。数据存储12也可以包括非易 失随机存取存储器(RAM)。此外，作为数据存储12的一部分，在一个配置 中，管理单元IO可以包括用于诊断和状态数据的存储的非易失存储器。
如图2所示，数据存储12包括壳体13,该壳体优选地在事件(例如， 选择的地点、运行条件、或涉及机车的事故)期间保护数据存储设备12免受
8机械和电气损坏，以便保留保持在数据存储设备12中的数据。数据存储设备 12优选地为具有提供机车数据、环境数据、与选择的事件相关联的有效时间 段(例如，15分钟)的视频数据和音频数据的长期数据存储的足够存储能力
的固态、非易失存储器。再一次，将认识到，尽管数据存储设备12在这里描 述为与管理单元IO分开的实体，但是两者之一或两者可以被配置为分开或组 合的，也可以与这里公开的系统5的其他元件组合。另外，应该认识到，尽 管处理和功能的特定划分在这里公开，但是这种划分只是说明性的以便便利 公开。现在相似功能的许多其他安排和划分可能容易是显而易见的。
数据存储设备12也可以用来存储由各种信息组成的数据库32,该信息 可以结合获得的数据和参数使用。特别地，该数据库可以用来关联获得的数 据和选择的事件或各事件。例如，该数据库可以用来与例如全球定位系统
(GPS)的导航系统协作，以便便利位置确定、局部化(localizing)和用于 数据的选通(gating)和视频记录功能的确定或评估，所述功能是位置、地点、 时间、路旁状态等、以及包括前述的至少一个的组合的函数。该数据库可以 包括数据，该数据包括但不限于(i)铁路轨道路线的地点、以及轨道地图，
(ii)那些铁路轨道路线中的弯道和道岔(switch)的地点和方位，(iii)在每 条铁路轨道路线上的每个路旁设备的地点，(iv )每个路旁设备的类型(例如， 道口闸门(crossing gates )、道岔、信号、背景形状、灯的数目、可能的颜色 组合)，(v)每个路旁设备指向的方向(例如，往东或往西等)和与每个路旁 设备相关的特定轨道(例如，主轨道或旁轨)，(vi)每个路旁设备相对于特 定轨道的位置和列车正进行的方向(例如，向右、向左、向上)，(vii)离在 其应该开始目标的成像的每个路旁设备的距离，以及(viii)路旁设备的运行
(例如，灯正运行、喇叭或钟正运行、道口闸门臂正运行等)。
如下所述，数据库也可以以属于(x)每条公路(highway)的地点或在 所有有关铁路轨道路线上的其他类型的道口和(xi)离在其应该开始目标的 成像的每个道口的距离的数据为特征。典型地通过参照里程距离，该地点数 据限制(peg)每条铁路路线的标识。此外，该数据库可以包括与各种类型的 事件相关联的多种运行和环境参数。数据库32可以用于识别特定类型的事 件、将与选择的事件相关的环境和运行参数数据。
音频/:规频系统14耦合到数据存储12并且可选地耦合到管理单元10。音 频/视频系统14生成直接存储在数据存储12中或与系统5中可用的运行和环境参数数据合作存储的音频数据和视频数据。在示例性实施例中，音频/视频 系统14获取数字音频和数字视频信息。然而，可选地可以采用模拟设备。音
频/视频系统14包括一个或多个根据需要定向的相机和/或麦克风，以便获得 期望的视频和音频信息。音频/视频系统14包括输入或传感装置142,其能够 例如采取各种已知的相机和/或麦克风的任何一个的形式，包括以瞄准和变焦 (zooming)机制为特征的类型的相机，该瞄准和变焦机制即使在相对长的距 离也能够被外部控制，来将相机以高清晰度瞄准即将到来的目标。此外，在 示例性实施例中，可以使用具有分辨率、对于音频的音量控制、成像的频率、 数据存储、关于音频/视频系统参数的信息和发光效果的控制的传感装置142。 例如，相机和/或麦克风的传感装置142用来生成指示目标的图像的视频信号， 该目标例如即将到来的路旁设^^、道口、或被聚焦的轨道状况。此外，音频/ 视频系统14和更具体的传感装置142还可以利用便利低/无光图像收集或特 定图像的收集的视频技术。例如，特定图像的红外线和检测，例如，闪光红 色道口灯。
音频A见频系统14还可以包括处理装置144,该装置可以采用在加工和处 理捕获的数据的信号处理领域中已知的多种硬件和软件实施例的任何一个的 形式。使用许多明确建立的信号处理技术，处理装置144用来处理由例如， (各)相机和/或麦克风的传感装置142生成的视频信号，使得即将到来的路 旁信号设备、来自那里的信号方位信息、道口、或轨道状态为可辨别的。为 处理装置144选择的特定技术和硬件/软件实现是已知的和期望的性能、特性、 成本等的函数。
由例如相机和/或麦克风的传感装置142生成的音频/视频信号可以由处 理装置144处理，以试图使即将到来的期望输入以及在那附近出现的任何信 息为可辨别的。此外，处理可以包括确定例如特定信号信息、道口状态或堵 塞、道口闸门状态、道口闸门灯状态、道口闸门可听见的警告等的即将到来 的期望输入的特性。
例如(各)相机和/或(各)麦克风的传感装置142可以指向机车的前部。 另外，传感装置142可以指向任一侧或指向机车的尾部，或多个相机可以用 来从多个区域捕获图像。这种配置保留路旁信令信息、道口状态、以及在灾 难事件中的轨道上或附近的项目的视觉记录。此外，结合管理单元10的事件 和数据记录能力，视频数据可以被捕获并且以通用的时间标签方式与如诊断和机车运行特性的其它机车数据、以及用于便利事故调查和操作者评估的参 数一起存储。此外， 一个或多个麦克风可以用来记录音频，如路旁设备灯、 声音和运行、机车运行声音、或机车喇叭的应用。
音频/视频系统14可以可选地以显示单元146为特征，用于为列车操作 者显示多种搜集的数据情报或信息以便利机车的运行或诊断。显示单元146 可以以选择的视频数据和运行参数为特征，该选择的视频数据和运行参数包 括但不限于路旁信号方位、速度、功率等。显示单元146还可以以用来为列 车操作者提供由(各)相机142生成的实际视频图像的图形显示器为特征。 它还可以用来显示补充信息，如铁路轨道的即将到来的部分的轮廓、制动列 车所需的估计距离、铁路操作管理机构的区域覆盖或其它数据等。
音频/视频系统14还可以用来^全测铁路轨道上的堵塞并对其做出反应。 该配置将协助沿着与公路交叉的铁路轨道或其它类型的铁路轨道道口行进的 列车的操作者。
视频数据和音频数据(如果使用)可以使用连续的循环方法基于先进先 出连续地存储在数据存储12中。事件出现时，音频/视频数据被保留在数据 存储12中。这增强了确定事件原因的能力。数据存储12的容量可以根据需 要增加以便存储另外的音频/视频数据或机车数据。同样，这允许管理单元在 事件前抢先指导预定量的视频/音频数据的记录。替代地，音频/视频系统14 可以被配置为启动成像/观测、以及传输视频/音频数据到数据存储12，用于 在事件、选择的事件的检测时、或基于运行和环境参数等的记录。
通过在数据存储12中收集机车数据、音频/视频数据和环境数据等,.集 成的诊断、遥测和视频记录.系统5便利了机车事件的分析。存储在同一数据 存储12中的环境和机车运行参数数据的添加简化系统5的配置、集成，并且 还增强了调查机车事件的能力。此外，如这里公开的，因为可以由车外数据 和监控中心310指导，所以用可远程配置的通信系统50链接如所公开的存储 和事件或数据记录能力进一步便利数据捕获、分析和事故调查。
现在继续参照图1和图2,集成的诊断、遥测和视频记录系统还可以包 括通信系统50,该通信系统集成有数据存储12,并且可选地集成有音频/视 频系统14和管理单元10。
在示例性实施例中，通信系统50包括可以用于便利特定通信或环境的多 个通信系统，包括但不限于无线卫星通信系统、蜂窝通信系统、无线电、私有网络、无线局域网WLAN等，以及包括前述的至少一个的组合。在示例 性实施例中，无线通信系统可以用来传输机车数据到车外数据和监控中心
300,该机车数据如但不限于对应于选择的事件或各事件的图像数据、环境和
运行参数数据。
无线通信系统50可以包括车载接收机52和发射机54。无线通信系统50 提供用于在各机车间和从机车到车外处理中心300传输数据的装置。可选地， 无线通信系统可以用于到用于诊断、数据下载、上载等的系统5的通信。此 外，无线通信系统50提供用于从车外处理中心300接收命令和请求的装置。 例如，属于传输协议、信道、传输格式、传输定时器、分组大小、频率等的 命令，以及包括前述的至少一个的组合。此外，数据也可以经由手动(有线 的)接口从机车安装的管理单元IO检索，并且下载到另一计算机或甚至管理 单元IO存储器移除。
再次继续参照图1和图2,集成的诊断、遥测和视频记录系统5还可以 包括导航系统20。该导航系统20可以用来确定列车/机车在地球上占据的位 置。在示例性实施例中，导航系统采取全球定位系统，以下称为GPS的形式， 该全球定位系统能够接收信号并且确定地球坐标，如纬度和经度、方向信息、 速度和时间。GPS提供地理、运动和时间数据到管理单元10以便利选4奪的图 像、运行和环境参数数据与按时序排序的时间和/或地理位置的关联。时间标 签数据可以包括但不限于按时序排序的时间、传输时间等。地理数据可以包 括但不限于绰度、经度、速度等。在示例性实施例中，GPS系统包括但不限 于机车安装的天线和处理来自低地球轨道卫星的信号以提供上述数据的接收 器/计算机。
在示例性实施例中，GPS接收器优选地应该足够精确以便识别列车所处 的弯道或道盆。因而，GPS接收器本身可以提供的数据可以只是列车的精确 位置的近似。GPS还可以与其它导航辅助设备耦合以便进一步便利精确位置 地点和确定。GPS信息还可以与存储的关于轨道的信息结合，以便进一步便 利机车.(从而列车)在轨道上相对于例如路旁信令设备或道口的固定路点或 实体的位置的确定。
机车系统30包括但不限于提供输入到数据存储12和/或管理单元10的 各种传感器和数据源。 一种源是机车控制系统，其提供关于机车的运行性能 和状态的数据。例如，关于动力命令、引擎速度、机车速度、牵引反馈、气动刹车、刹车压力(pressure )、动态制动、负载、节流阀(throttle )、运行故 障、环境温度、命令的参数等的数据。另一种数据源是机车"列车线
(trainline)"—这些(离散的)信号在列车中的各机车之间运行并且提供机 车的运行状态。例如，"列车线"包括关于操作者的动力/制动命令、引导调用
(direction call )、动力模式等的数据。此外，数据还能够直接从各种机车和 环境传感器40、控制电路和设备(例如，轨道布局监控器、烟雾和火焰检测 器、化学或燃料检测器、引擎中继器和紧急制动中继器或其它数据收集设备， 如数据事件记录器、机车喇叭和铃声指示等)收集。可以观测和记录的其它
环境和运行参数可以包括但不限于例如雨、雪、雾等的天气条件；喇叭和 灯、轨道条件、轨道拓朴、海拔方向和4元向(heading )。.
返回图1和图2，车外数据处理中心300与无线通信系统接口 ，并且管 理来往机车的文件和命令。车外数据处理中心300采用无线通信系统320与 车载系统接口。无线通信系统320可以包括但不限于卫星通信无线电、蜂 窝等以及包括前述的至少一个的组合的发射机和接收机。车外数据处理中心 300将数据处理为对于用户有价值的数据。监控和诊断服务中心(MDSC )310 处理由系统收集的数据，并且提供事件重放服务和诊断建议。MDSC也使用 系统来执行机车和如铁轨、信号和道口设备的周围的元件的远程监控。具有 通信系统320的MDSC 310传输请求到车载系统200用于选择期望的图像、 环境和运行参数数据。有利地，在如当机车接近或到达期望的地点、路旁信 令设备、在指定的时间等的选择的条件下，系统可以用来选择要存储的和/或 传输到车外MDSC 310的指定数据。MDSC 310还可以用来远程修改车载通 信系统50的配置。MDSC还监控音频/视频系统14、机车系统30、导航系统 20、以及无线通信系统50的健康状态，并且执行需要的维护(例如，硬件和 软件版本跟踪)。由MDSC经由网页或商业到商业(business-to-business )文 件传送来与各种客户交换原始数据和诊断建议。
管理单元10、数据存储12、音频/视频记录系统14、通信系统50、导航 系统20、机车控制系统18和环境传感器40可以在正常运行期间从机车电源 Vt供电。机车电源VL的源可以是由机车引擎驱动的发电机。管理单元10、 数据存储12、音频/视频记录系统14、通信系统50、以及导航系统20可以可 选地包括如电池34的辅助电源。
在机车电源VL的故障或中断期间，辅助电源34被用来便利继续的运行。替代地，代替用于每个组件的分开的辅助电源，在机车电源Vi为系统5的选 择的组件供电故障或中断的情形，辅助电源能够补充机车电源VL。在示例性
实施例中，数据存储12和音频/视频记录系统14可以用辅助电源34供电。 可选地，管理单元10、通信系统50、导航系统20、机车控制系统18和环境 传感器40也可以用 一个或多个辅助电源34供电。
图4描述示例性机车视频记录器和记录系统5的另一个实施例的示例性 数据流程图。系统5可以包括车载系统200，该车载系统200包括从音频/视 频系统14接收数据的管理单元10、机车系统30、以及导航系统20。无线通 信系统50提供在车载系统200和车外数据处理中心300之间的双路通信。车 载系统200还包括环境传感器70,其提供如一天的时间、天气和照明条件的 环境数据给管理单元10。管理单元10综合从如音频/视频系统14、机车系统 30、以及环境传感器70的各个数据源接收的数据，并且将综合的信息存储在 存储器60中。也可以被认为是机车数据的一部分的该综合的信息可以包括 视频/音频数据、机车控制数据、如GPS定位的地点数据和时间数据。可移除 的存储器62可以冗余存储存储器60中存储的信息。可移除的存储器62可以 从车载系统200移除，并且安装在如下载播放器66的兼容的设备中，用于访 问在可移除的存储器62中存储的内容。
在本发明的一个方面，例如以在GPS信号中编码的时间标准的形式从导 航系统20接收的时间标准信息，可以被用来同步由管理单元IO从数据源接 收的数据。例如，从每个源接收的数据可以是用从GPS时间标准得到的时间 标签标记的时间。因此，数据可以同步为通用时间标准，而不是依赖于由各 个数据源应用到其提供到管理单元10的数据的独立的时间标准，该独立的时 间标准可能相互不同步。通过对接收的数据提供通用的时间标准，可以解决 从具有独立编码的时间标准的不同源接收的数据间的时间差异。在实施例中， 例如在从各个数据源接收数据以生成时间相关的综合信息时，通用的时间标 记可以由管理单元10应用到^:据。在另一个实施例中，通用的时间标记可以 提供给如音频/视频系统14、机车系统30、以及环境传感器70的各个数据源 的每个。通用的时间标记可以在数据提供到管理单元IO之前由各个数据源用 到由源生成的时间标签数据，使得由管理单元IO接收的数据以通用的时间标 记到达。在另一个实施例中，通用时间信息可以由如由机车通信模块单元或 靶场时间组(IRIG)时间标签生成器提供的机车时钟的其他的时间标准源提供，以便同步由管理单元IO接收的数据。
车载系统200还可以包括用于提供铁路路标标签给管理单元10的铁路 (RR)路标数据库68。路标标签可以与从数据源接收的数据相关联，该数据 源对应于例如由导航系统IO在数据生成时读出的机车的地理位置。如里程碑 标记、车站、以及道口标签的这些路标标签可以包括在数据捕获的合适的地 理相关的位置的综合的视频数据中，以创建路标相关的图像数据来允许用户 直观地选择用于从综合信息中检索数据的路标标签。例如，代替使用时间或 地理位置参数来搜索综合视频数据，用户可以选#^如里程碑的一个或多个路 标标签来定位期望的数据。通过使用路标标签，用户可以不需要知道特定的 时间或特定的地理位置来搜索期望的数据。因此，路标标签可以用来提供一 种通过由管理单元IO记录的路标相关的图像数据的搜索的替代方法。
在本发明的 一个方面，当由导航系统20提供的位置数据指示机车位于对 应于路标位置的位置时，路标标签可以从数据库68中检索。然后路标标签可 以被插入对应于为该位置收集的数据的综合的视频数据中。在另 一个实施例 中，来自导航系统20的位置信息可以直接提供到数据库68,使得当位置数 据指示机车处于对应于某个路标的位置的位置时，适当的路标标签由数据库 68提供到系统10,用于并入综合的视频数据。
在图5描述的本发明的另一个方面中，车载系统200可以包括与管理单 元IO通信的路标传感器69,用于提供路标标签。路标传感器69可以被配置 来当机车22足够靠近路标76时、检测接近机车22的实际路标76,如里程 碑78或道口80，以允许路标传感器69检测实际路标76。由路标传感器69 检测的实际路标76可以并入综合信息以便提供路标相关的图像数据。在实施 例中，路标传感器69可以包括发送应答器读取器82,如自动设备标示符(AEI) 标签读取器，该发送应答读取器82检测要被通过的机车22检测的、位于实 际路标76附近的各个发送应答器84,如AEI标签。
为了减小需要存储的综合的视频数据量，系统10还可以包括数据分辨率 模块72,用于依赖于如位置、 一天的时间、机车的速度和RR路标的因素确 定要存储的数据的分辨率。例如，在某些情况下，如如果机车正以高速进行、 接近道口或在城区进行，可能需要比通常获得的更高的分辨率数据，如更高 的视频帧率和/或图像质量。因而，如更低的视频帧率和/或图像质量的、比通 常获得的更低的分辨率数据可以满足某些情况，如当机车正沿着直的平坦的铁路以低速进行在未开发的区域中。因此，依赖于机车运行条件和机车正行 进经过的环境来减小数据存储需要可以节约数据存储容量。基于从如机车系
统30和环境传感器70的数据源接收的数据，数据分辨率模块72可以动态地 控制存储在存储器62中的数据的分辨率。在另一个实施例中，数据分辨率模 块72可以被配置为例如通过改变数据源的运行模式，如音频/视频系统14的 运行的模式，直接地控制由各个数据源提供的数据的分辨率。
在本发明的另 一个方面中，经由无线系统50与车载系统200通信的车外 处理中心300，可以包括用于提供系统更新到车载系统200的系统更新模块 74。系统更新模块74可以提供系统配置更新控制，例如存储什么数据和数据 的收集的采样率。模块74还可以被配置用于用新的或修改的RR路标标签更 新RR路标数据库68。系统更新可以以周期性的方式和/或根据需要，如当新 的RR路标安装在铁路系统中时执行。无线系统50可以被配置为与无线电型 通信系统、蜂窝型通信系统、或卫星型通信系统兼容。通过被配置用于不同 类型的通信系统，可以选择最经济的通信系统以^f更提供车载系统200和车外 处理中心300之间的通信。
如膝上型电脑的下载设备64可以连接到车载系统200 ，用于例如从存储 器60下载信息。在本发明的一个方面，下载设备64可以被配置用于下载存 储器60的全部内容，或用于下载存储在存储器60中的信息的期望部分。期 望下载的部分可以基于如时间标签、GPS定位、和/或并入综合的信息中的 RR路标标签的标准由管理单元IO选择。下载设备64可以连接到用于回放保 存在下载设备64上的信息的下载播放器66。下载播放器66也可以用来当可 移除存储器62安装在下载播放器66中时、播放存储在可移除存储器62中的 信息，或者用来播放从车外处理中心300提供的信息。下载播放器64可以能 够显示包括数据、视频、以及图形信息的综合信息，并且还可以能够同步在 综合信息中编码的RR路标标签、时间标签、和/或位置信息。
在本发明的另 一个方面，路标相关的图像数据可以存储在存储器设备中 如机车车载的存储器60和/或机车车外的存储器304,用于之后检索和提供给 期望检查路标相关的图像数据的用户。路标相关的图像数据可以被压缩以便 最优化存储容量和正传输的路标相关的图像数据的传输带宽。在本发明的一 个方面，路标相关的图像数据可以以如MPEG或HDTV格式的标准视频格式 格式化。在实施例中，车外数据和监控中心300可以包括与存储器304通信的 处理器302，被配置为用于从一个或多个机车车载系统200和/或如静态图像 记录系统的其他源接收路标相关的图像数据，并且例如经由因特网306将图 像数据或图像数据的某些被请求的部分提供给用户。车外数据和监控中心300 可以通过因特网306从期望观看例如对应于某个路标或感兴趣的地理位置的 存储的数据的用户接收请求。请求的用户可以通过指定如一个或多个里程碑 的路标位置选择要观看的图像数据的期望的部分。处理器302通过访问例如 存储在存储器304中的图像数据响应该请求，以便检索与指定的里程碑或各 里程碑相关联的图像数据。因此，例如相对于地理坐标对路标位置更熟悉的 用户，可以能够通过选择期望的路标或各路标更容易地请求要观看的期望的 路标相关的图像数据。此外，用户可以能够通过例如将要观看的图像数据的 期望的时间段包括(bracket)在一起的时间标签选择图像数据。
在另一个方面，通过如机车安装的相机、静态的相机或其他源的各种不 同的源获得的图像数据，可以根据共同的成像位置被组织和存储在如存储器 304中。因此，请求对应于如某个里程碑附近的某个路标的图像数据的用户 可以被提供有由不同的成像系统记录的路标附近中记录的图像数据。
进一步如图1中所描述的，用于通过路标位置访问路标相关的图像数据 的计算机系统86可以包括如键盘的输入设备94,用于通过例如经由因特网 306提供的路标位置选择路标相关的图像数据。计算机系统可以包括如存储 器的存储设备88,其存储用于访问路标相关的图像数据、以便根据路标位置 检索选择的路标相关的图像数据的计算机代码。响应于输入设备94的中央处 理单元(CPU )卯用存储在存储设备88中的计算机代码操作，以便检索选择 的机车数据，并且如监视器的输出设备92提供选择的机车数据给远程用户。
上面多次讨论的无线通信连接使得车外数据和监控中心310能够提供额 外的功能，包括系统的远程监控和诊断以及移动车载系统200的远程配置管 理。更具体地，机车30经常运行在受限的或没有高带宽通信网络可用的区域。 为此，它们经常依赖于如卫星系统311的低带宽通信网络。因为可能存在有 限的访问时间来与独立的机车30通信，所以位于车外数据和监控中心310的 用户需要容易地确保正从机车30传输的数据是有效数据。
在示例性实施例中，远程操作者或用户访问包括在机车上的数据存储设 备12中的机车数据。观察报告(observation)由要传输给远程操作者的存储的机车数据组成。该观察报告涉及检查机车数据的数据参数特性是否在可接 受的特性范围内。更具体地，机车数据与期望机车数据具有的期望的数据参 数特性比较。例如，如果机车数据包括图像，那么期望该数据文件的大小为 给定的大小。如果数据文件大小小于期望的数据文件大小，那么做出该数据 是不完整的假设。其他可被评估的数据参数特性包括但不限于时间标记和/或 数据成分。如果数据参数与期望的参数不相关，那么进行校正动作来试图校 正该错误。
依赖于被考虑用于下载的数据，关于适当的数据大小的确定、或用于确
定数据是否应该被下载的标记(indicia)可以由要传输的数据确定。例如， 如果要发送的数据是图像并且图像被压缩以确保图像识别，那么对本发明重 复这种动作，其中原本(script)被改变来标识压缩的数据是有效数据。因而， 原本动作基于收集的数据改变。
才i正动作可以包4舌但不限于关闭(shutdown )、重新初始化、重新启动、 不同运行时文件的加载等。可以对是机车上的集成的诊断系统、遥测系统和 记录系统的一部分的任何组件采取这些动作。不管采取什么动作，记录的数 据本身不直接受影响或接触。
在示例性实施例中，如图6所示，计算机程序、计算机可读介质、或原 本被激活来与正传输到监视中心的数据相符合。图6也考虑了用于执行本发 明的方法，其中不必对所有或任何步骤利用计算机程序。当如MDSC310的 远程设备从机车30寻求机车数据时，这种激活发生。计算机程序位于MDSC 310。在另一个实施例中，计算机程序驻留在机车上的计算机上，该计算机可 以访问存储的数据。只在从MDSC 310收到信号后激活。基于分析数据的结 果，自动发起校正动作。最后，如果故障数据正要被发送或已经开始被发送 到远程设备，则正做出努力来校正并且确保可用的数据在经过太多时间之前 被发送，经过太多时间可能导致主要由于机车在数据传输通信范围外而造成 的、在数分钟和/或数小时没有另一个机会来收集数据。
为此，本发明远程访问驻留在机车的机车数据，步骤220。检查机车数 据的数据参数特性，步骤225。然后数据参数与表示期望的数据参数特性的 标记比较，步骤230。如果数据参数与标记不相关，则采取上述校正动作来 获得与标记相关的数据参数，步骤235。如果数据参数与标记相关，则机车 数据被传输到远程位置，步骤240。图7是组成本发明的各元件的示例性方块图。提供如上所述的典型地为
无线的通信系统320，用于远程地访问驻留在数据存储设备12、 88中的机车 数据。还提供第二数据存储设备112，用于存储有效机车数据的可接受的数 据参数范围。该第二数据存储设备112能够驻留在如第一数据存储设备12的 一部分的机车30,或驻留在远程设备310。提供处理器90来比较机车数据和 可接受的数据参数范围。处理器90也能够驻留在机车30或远程设备310， 并且是这里讨论的其他处理器的任一。因而，当机车数据与可接受的数据参 数范围不相关时，发起校正动作以获得与可接受的数据参数范围相关的机车 数据。
当采取校正动作时，监视中心310中继该动作到车站(depot)。实现该 功能使得车站也能够跟踪这种动作，以便确定是否需要另外的维护来改善系 统运行可靠性和可用性。
基于前述说明，描述的方法可以使用计算机编程或包括计算机软件、固 件、硬件或其任何组合或子集的工程技术来实现，其中技术效果是提供用于 生成例如从铁路机车拍摄的路标相关的图像的成像系统。任何这种由此产生 的具有计算机可读代码手段的程序，可以体现或提供在一个或多个计算机可 读介质中，从而根据本发明制造计算机程序产品即制造的商品。例如，计算 机可读介质可以包含用于处理接收的成像数据的计算机程序代码的程序指 令，该成像数据指示在机车附近获取的图像。计算机可读介质还可以包含用 于处理接收的位置数据的计算机程序代码，该位置数据指示当正获取图像时 机车的地理位置。此外，计算机可读介质可以包括用于访问铁路路标数据库
相关联的多个铁路路标，以便使路标标签与成像数据和位置数据相关联，以 便生成路标相关的图像数据。
计算机可读介质可以是例如固定的(硬)驱动器、磁盘、光盘、磁带、 如只读存储器(ROM)的半导体存储器等，或如因特网或其他通信网络或链 路的任何传输/接收介质。包含计算机代码的制造的商品可以通过直接从一种 介质执行代码、通过将代码从一种介质拷贝到另一种介质、或通过在网络上 传输代码来制造和/或使用。
计算机科学领域的技术人员将能够将如所述创建的软件与如微处理器的 合适的通用或专用计算机硬件组合，以便创建体现本发明方法的计算机系统或计算机子系统。用于制造、使用或销售本发明的装置可以是一个或多个处
理系统，包括但不限于中央处理单元(CPU)、存储器、存储设备、通信链 路和设备、服务器、1/0设备、或体现本发明的一个或多个处理系统的任何子 组件，包括软件、固件、硬件或其任何组合或子集。
将理解，本领域的技术人员可以在权利要求的范围和意图内对这里显示 的优选实施例进行修改。尽管本发明已经描述为以其特定实施例实现，但意 图不在于限制于此，而是意图在权利要求的范围和精神内广泛地覆盖本发明。
权利要求
1.一种远程检测和控制来自机车的机车数据是否是有效机车数据的方法，该机车数据指示集成的诊断数据、遥测数据和记录系统数据中的至少一个，所述方法包括a)远程访问驻留在机车的机车数据；b)检查机车数据的数据参数特性；以及c)将数据参数与表示期望的数据参数特性的标记比较。
2. 如权利要求1所述的方法还包括如果数据参数与标记不相关，则发 起校正动作来获得与标记相关的数据参数。
3. 如权利要求1所述的方法还包括如果数据参数与标记相关，则传输 机车数据到远程位置。
4. 如权利要求2所述的方法，其中校正动作包括发起作为机车上的集 成的诊断系统、遥测系统、以及记录系统的一部分的至少一个组件的关闭。
5. 如权利要求2所述的方法，其中校正动作包括重新初始化作为机车 上的集成的诊断系统、遥测系统、以及记录系统的一部分的至少一个组件。
6. 如权利要求2所述的方法，其中校正动作包括重新启动作为机车上 的集成的诊断系统、遥测系统、以及记录系统的一部分的至少一个组件。
7. 如权利要求2所述的方法，其中校正动作包括加载等待传递到远程 位置的机车数据的不同的运行时。
8. 如权利要求2所述的方法，其中一旦采取校正动作，就再次执行远程 访问、检查和比较的各步骤。
9. 如权利要求l所述的方法，其中数据参数特性包括数据文件大小、 数据时间标记、以及包含在机车数据中的各元素的至少 一个。
10. 如权利要求l所述的方法，其中标记由机车数据确定。
11. 一种包含程序指令的计算机可读介质，该程序指令用于远程检测和 控制来自机车的机车数据，该机车数据指示集成的诊断数据、遥测数据和记 录系统数据中的至少一个，该机车具有成像机车附近的环境的相机、以及包 括用于确定机车数据是否是有效数据的多个标记的数据完整性数据库，所述 计算机可读介质包括a)用于远程访问驻留在机车的机车数据的计算机程序代码；b)用于检查机车数据的数据参数的计算机程序代码；以及c )用于将数据参数与表示期望的数据参数特性的数据完整性数据库中的标记比较的计算机程序代码。
12. 如权利要求11所述的计算机可读介质还包括用于当数据参数与标 记不相关时、发起校正动作来获得与标记相关的数据参数的计算机程序代码。
13. 如权利要求11所述的计算机可读介质还包括用于当数据参数与标 记相关时、传输机车数据到远程位置的计算机程序代码。
14. 如权利要求12所述的计算机可读介质，其中用于发起校正动作的计 算机程序代码包括用于关闭作为机车上的集成的诊断系统、遥测系统、以 及记录系统的 一部分的至少 一 个组件的计算机程序代码。
15. 如权利要求12所述的计算机可读介质，其中用于发起校正动作的计 算机程序代码包括用于重新初始化作为机车上的集成的诊断系统、遥测系 统、以及记录系统的 一部分的至少 一 个组件的计算机程序代码。
16. 如权利要求12所述的计算机可读介质，其中用于发起校正动作的计 算机程序代码包括用于重新启动作为机车上的集成的诊断系统、遥测系统、 以及记录系统的 一部分的至少 一 个组件的计算机程序代码。
17. 如权利要求12所述的计算机可读介质，其中用于发起校正动作的计 算机程序代码包括用于加载等待传递的机车数据的不同的运行时的计算机 程序代码。
18. 如权利要求11所述的计算机可读介质，其中数据参数特性包括数 据文件大小、数据时间标记、以及包含在机车数据中的各元素的至少一个。
19. 如权利要求11所述的计算机可读介质，其中当所述机车数据被收集 时，表示期望的数据参数特性的数据完整性数据库中的标记由机车数据确定。
20. —种数据验证系统，用于远程检测和控制来自机车的收集的机车数 据是否是有效的机车数据，该收集的机车数据指示集成的诊断数据、遥测数 据和记录系统数据的至少一个，该系统包括a) 无线通信系统，用于远程访问驻留在机车的机车数据；b) 第一数据存储设备，包含收集的机车数据；c) 第二数据存储设备，包含用于有效的机车数据的可接受的数据参数范围；c)处理器，可操作来比较机车数据和可接受的数据参数范围；以及d )其中当机车数据与可接受的数据参数范围不相关时，发起校正动作来 获得与可接受的数据参数范围相关的机车数据。
21. 如权利要求20所述的数据验证系统，其中校正动作包括关闭作为机车上的集成的诊断系统、遥测系统、以及记录系统的一部分的至少一个组件。
22. 如权利要求20所述的数据验证系统，其中校正动作包括重新初始 化作为机车上的集成的诊断系统、遥测系统、以及记录系统的一部分的至少 一个组件。
23. 如权利要求20所述的数据验证系统，其中校正动作包括重新启动 作为机车上的集成的诊断系统、遥测系统、以及记录系统的一部分的至少一个组件。
24. 如权利要求20所述的数据验证系统，其中校正动作包括加载等待 传递的机车数据的不同的运行时。
25. 如权利要求20所述的计算机可读介质，其中数据参数特性包括数 据文件大小、数据时间标记、以及包含在机车数据中的各元素的至少一个。
26. 如权利要求20所述的计算机可读介质，其中可接收的数据参数范围 在机车数据已经被收集后由机车数据确定。
全文摘要
一种远程检测和控制来自机车的机车数据是否是有效的机车数据的方法，该机车数据指示集成的诊断数据、遥测数据和记录系统数据中的至少一个，所述方法包括远程访问驻留在机车的机车数据；检查机车数据的数据参数特性；以及将数据参数与表示期望的数据参数特性的标记比较。
文档编号B61L27/00GK101316749SQ200680044786
公开日2008年12月3日 申请日期2006年11月28日 优先权日2005年11月29日
发明者丹尼尔·巴勒斯特里, 乔尔·伯林厄姆 申请人:通用电气公司