用于控制網(wǎng)絡上車輛的能量需求的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種方法包括監(jiān)測同時為一個或多個負載供電的電網(wǎng)上電能的可用量。電能的可用量表示同時可被消耗而不超過電網(wǎng)能力的電能的量。該方法還包括監(jiān)測行進在路線的網(wǎng)絡上的多個電動車的電能需求，該路線的網(wǎng)絡包括一個或多個沿路線延伸的導電路徑，用于將電能從電網(wǎng)傳送至電動車。該方法進一步包括控制電動車的移動，使得電動車的電能需求不超過電網(wǎng)上電能的可用量。
【專利說明】用于控制網(wǎng)絡上車輛的能量需求的方法和系統(tǒng)
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求2013年5月6日提出的美國臨時專利申請?zhí)枮?1/819，823的優(yōu)先權，其名稱為“用于控制網(wǎng)絡上車輛的能量需求的方法和系統(tǒng)”(該823申請)。該823申請的全部內(nèi)容通過參考結合于此。

【技術領域】
[0003]本文所描述的主題的實施例涉及電動車輛系統(tǒng)。其它實施例涉及行進在路線網(wǎng)絡上的電動車輛系統(tǒng)。

【背景技術】
[0004]已知的車輛系統(tǒng)包括一個或多個動車或單元，并且在某些情況下，包括一個或多個非動車或單元，它們相互連接以沿路線行進。動車提供牽引力來驅動所述動車和非動車沿路線行進。
[0005]動車可通過一個或多個導電路徑從非車載電源來為車輛提供電流而驅動，該導電路徑沿行進的路線延伸。例如，路線(或至少其一部分)可包括導電路徑，其是路線的一部分或其沿路線延伸且其提供電流給動車來驅動所述車輛。該導電路徑可包括電氣軌道，頂部懸鏈，等等。
[0006]沿路線驅動所述動車和非動車所需的牽引力可隨行程而變化，由于各個參數(shù)在行程期間隨位置和/或時間而變化。這些變化的參數(shù)可包括路線的曲率和/或坡度，車輛系統(tǒng)的速度限制和/或要求，等等。對于電驅車輛，其通過電能(如電流)驅動，該電能來自電網(wǎng)提供的電力路線的一部分，電驅車輛所需要(如牽引)的電量隨所需要的牽引力的變化而變化。
[0007]目前，所有電驅車輛可在部分路線上被操作，所述路線提供給這些動車的電能受到電源容量的限制。各個動車需要在相同時刻來自相同電源或電站的電能，例如，可需要組合的電量，存在超過或可能超過電源容量的風險。超過該容量可導致供應給一個或多個動車的電能不足，從而導致一個或多個車輛停止。這種停止可導致傳送延遲。
[0008]另外，其它相對于車輛的外部負載可能需要來自相同電源的電能，該電源也為動車供電。例如，城市，城鎮(zhèn)等等可具有很多電力負載，其由同時為動車供電的相同的電源來提供電能。如果電源容量超過了牽引動車和其它負載的能量，可用的其它負載的電能就會不足，可導致斷電。
[0009]上述問題的一個可能的解決方案是增加電源的容量，增加供應電能的導電路徑的容量，和/或增加電源的數(shù)量。然而，這些解決方案包括巨大的財務成本且這些方案可能非母曰蟲吊印貝。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]在實施例中，提供了一種方法(如控制網(wǎng)絡上多個動車的能量需求)，其包括監(jiān)測同時為一個或多個負載供電的電網(wǎng)上電能的可用量。電能的可用量表示同時可被消耗而不超過電網(wǎng)能力的電能量。該方法還包括監(jiān)測行進在路線的網(wǎng)絡上的多個電動車的電能需求，該網(wǎng)絡包括一個或多個沿路線延伸的導電路徑，用于將電能從電網(wǎng)傳送至電動車。該方法進一步包括控制電動車的移動，使得電動車的電能需求不超過電網(wǎng)上電能的可用量。
[0011]在實施例中，提供了一種網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)，其包括電網(wǎng)監(jiān)測設備和一個或多個處理器。該電網(wǎng)監(jiān)測設備配置成監(jiān)測同時為一個或多個負載供電的電網(wǎng)上電能的可用量。電能的可用量表示可同時被消耗而不超過電網(wǎng)能力的電能的量。電網(wǎng)被配置成通過沿路線的網(wǎng)絡延伸的一個或多個導電路徑傳送電能，多個電動車行進在導電路徑上用于將電能傳送給電動車以給電動車供電。一個或多個處理器被配置成與電網(wǎng)監(jiān)測設備和電動車上的行程計劃器系統(tǒng)進行通信以控制車輛的移動，從而使得電動車的電能需求不超過電網(wǎng)上電能的可用量。
[0012]在實施例中，提供了一種網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)，包括電網(wǎng)監(jiān)測設備、能量需求監(jiān)測設備和一個或多個處理器。該電網(wǎng)監(jiān)測設備配置成監(jiān)測同時為一個或多個負載供電的電網(wǎng)上電能的可用量。電能的可用量表示可同時被消耗而不超過電網(wǎng)能力的電能的量。能量需求監(jiān)測設備配置成監(jiān)測行進在路線的網(wǎng)絡上的多個電動車的電能需求，路線的網(wǎng)絡包括一個或多個沿路線延伸的導電路徑，用于將電能從電網(wǎng)傳送至電動車以對電動車供電。一個或多個處理器配置成控制電動車的移動，從而使得電動車的電能需求不超過電網(wǎng)上電能的可用量。一個或多個處理器配置成通過修改由行進在網(wǎng)絡上的電動車提交的能量使用計劃，或將車輛特定的各個電動車向電網(wǎng)需求的最大電能量傳送給電動車中的至少一個來控制電動車的移動。
[0013]提供一種方法，其包括:
[0014]監(jiān)測用于同時對一個或多個負載供電的電網(wǎng)上電能的可用量，電能的所述可用量表示同時可被消耗而不超過電網(wǎng)能力的電能的量；
[0015]監(jiān)測行進在路線的網(wǎng)絡上的多個電動車的電能需求，所述路線的網(wǎng)絡包括一個或多個沿路線延伸的導電路徑用于將所述電能從電網(wǎng)傳送至所述電動車；以及
[0016]控制所述電動車的移動，使得所述電動車的所述電能需求不超過電網(wǎng)上電能的所述可用量。
[0017]在一個實施例中，監(jiān)測所述電能需求包括監(jiān)測各個電動車的能量使用計劃，能量使用計劃詳細描述了各個電動車沿路線行進的電能需求，以及通過匯總在將來時間來自能量使用計劃的電能需求而確定在將來時間的預計能量需求。
[0018]在一個實施例中，控制電動車的移動包括基于行程重新計劃，附加其它電動車在網(wǎng)絡上行進，或預計的能量需求在將來時間超過電能的可用量中的至少一個來修改能量使用計劃；以及將修改的能量使用計劃傳送到行進在網(wǎng)絡上的電動車。
[0019]在一個實施例中，能量使用計劃提供用于路線選擇，時間表，車輛結構，或移動特征的至少一個的指令，以由行進在網(wǎng)絡上的電動車執(zhí)行。
[0020]在一個實施例中，控制電動車的移動包括將車輛特定的最大電能量分配給在網(wǎng)絡上行進的電動車，所述車輛特定的最大電能量通過各個電動車從電網(wǎng)需求。
[0021]在一個實施例中，基于分配給各個電動車的最大電能量，電動車生成各個電動車行進路線的能量使用計劃。
[0022]在一個實施例中，監(jiān)測電能的可用量包括監(jiān)測電網(wǎng)上電能的可用量相對于時間的變化。
[0023]在一個實施例中，監(jiān)測電能的可用量包括監(jiān)測在一部分電網(wǎng)上電能的可用量，且控制由該部分電網(wǎng)供電的行進在路線的子網(wǎng)絡上的電動車的移動，使得電能需求不超過該部分上電能的可用量。
[0024]在一個實施例中，控制電動車的移動包括創(chuàng)建網(wǎng)絡能量消耗計劃，網(wǎng)絡能量消耗計劃將能量消耗參數(shù)分配給行進在網(wǎng)絡上的電動車以防止電動車超過電網(wǎng)上電能的可用量。
[0025]提供一種網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)，其包括:
[0026]電網(wǎng)監(jiān)測設備，其配置成監(jiān)測用于同時對一個或多個負載供電的電網(wǎng)上電能的可用量，電能的所述可用量表示可同時被消耗而不超過電網(wǎng)能力的電能的量；所述電網(wǎng)配置成通過沿多個電動車在其上行進的路線的網(wǎng)絡延伸的一個或多個導電路徑傳送電能用于遞送給電動車以對電動車供電，電動車具有車載行程計劃器系統(tǒng)；
[0027]以及一個或多個處理器，其配置成與電網(wǎng)監(jiān)測設備和電動車上的行程計劃器系統(tǒng)進行通信以控制電動車的移動，使得電動車的電能需求不超過電網(wǎng)上電能的可用量。
[0028]在一個實施例中，一個或多個處理器配置成創(chuàng)建網(wǎng)絡能量消耗計劃，其分配可通過行進在網(wǎng)絡上的各個電動車需求的車輛特定的最大電能量，以防止電動車的電能需求超過電網(wǎng)上電能的可用量。
[0029]在一個實施例中，一個或多個處理器配置成創(chuàng)建網(wǎng)絡能量消耗計劃，其修改行進在網(wǎng)絡上的一個或多個電動車的路線，時間表，車輛結構，或移動特征中的至少一個，以防止電動車的電能需求超過電網(wǎng)上電能的可用量。
[0030]在一個實施例中，移動特征包括如下中的至少一個:速度,加速度,位置,行進方向，使用再生制動為電網(wǎng)提供電能，或為了立即消耗使用替代能源而不是從電網(wǎng)汲取電能。[0031 ] 在一個實施例中，接收對路線，時間表，車輛結構，或移動特征中的至少一個的修改的一個或多個電動車自動地執(zhí)行所述修改。
[0032]在一個實施例中，一個或多個處理器配置成接收來自行程計劃器系統(tǒng)的由行程計劃器系統(tǒng)創(chuàng)建的車輛特定的能量使用計劃，其詳細描述各個電動車沿路線行進的車輛特定的能量需求。
[0033]在一個實施例中，一個或多個處理器配置成基于行進在網(wǎng)絡上的一個或多個電動車的行程重新計劃，附加其它電動車在網(wǎng)絡上行進，或預計的電動車的能量需求在將來時間超過在將來時間的電能的可用量中的至少一個來修改一個或多個能量使用計劃。
[0034]在一個實施例中，一個或多個處理器配置成接收來自電動車上的行程計劃器系統(tǒng)的至少一個計劃路線的能量使用計劃，用于各個電動車的提出的路線，當前能量需求，當前操作特征，或當前路線特征。
[0035]在一個實施例中，電動車是軌道車輛，且路線是軌道。
[0036]在一個實施例中，電網(wǎng)上用于對一個或多個負載供電的電能的可用量在峰能量使用時間期間比在非峰能量使用時間期間要少。
[0037]提供一種網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)，其包括:
[0038]電網(wǎng)監(jiān)測設備，其配置成監(jiān)測同時為一個或多個負載供電的電網(wǎng)上電能的可用量，電能的可用量表示可同時被消耗而不超過電網(wǎng)能力的電能的量；
[0039]能量需求監(jiān)測設備，其配置成監(jiān)測行進在路線的網(wǎng)絡上的多個電動車的電能需求，該路線的網(wǎng)絡包括一個或多個沿路線延伸的導電路徑，用于將電能從電網(wǎng)傳送至電動車以對電動車供電；以及
[0040]一個或多個處理器，其配置成控制電動車的移動，使得電動車的電能需求不超過電網(wǎng)上電能的可用量，其中，一個或多個處理器配置成通過修改由行進在網(wǎng)絡上的電動車提交的能量使用計劃，或將車輛特定的各個電動車向電網(wǎng)需求的最大電能量傳送給電動車中的至少一個來控制電動車的移動。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0041]本文所描述的主題可通過閱讀接下來非限制性實施例的詳細描述而得到更好地理解，參考附圖，其中:
[0042]圖1是根據(jù)實施例的車輛網(wǎng)絡的示意圖；
[0043]圖2示出根據(jù)實施例的電驅車輛；
[0044]圖3是根據(jù)實施例的網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)；
[0045]圖4是示出在網(wǎng)絡上的電車輛在一段時間內(nèi)的能量使用計劃的圖表；
[0046]圖5是根據(jù)實施例示出圖4的在一段時間內(nèi)的能量使用計劃的圖表；
[0047]圖6是根據(jù)實施例修改的圖4的能量使用計劃的圖表；
[0048]圖7是根據(jù)實施例修改的圖5的能量使用計劃的圖表；
[0049]圖8是控制網(wǎng)絡上車輛的電能需求的方法的一個實施例的流程圖。

【具體實施方式】
[0050]前述
【發(fā)明內(nèi)容】
以及接下來關于本發(fā)明主題的【具體實施方式】的詳細描述，通過結合附圖可以得到更好地理解。關于范圍，附圖示出各個實施例的功能模塊的程序圖，功能模塊不需要表示硬件和/或電路之間的區(qū)分。因此，例如，一個或多個功能模塊(例如，處理器或存儲器)可以在一個單獨的硬件(例如，通用的單處理器，微處理器，隨機存儲器，硬盤等等類似)中實施。相同地，程序可以是獨立的程序，可以與操作系統(tǒng)中的子程序相結合，可以是安裝的軟件包中的功能等等類似。各個實施例不限于附圖中所示的裝置和手段。
[0051]本文中，敘述元件或步驟使用的單數(shù)且在之前冠以“一”應當理解為不排除復數(shù)個元件或步驟，除非這種排除有明確地表述。另外，本發(fā)明的提及的“一個實施例”不意于表示排除也包括引用的技術特征的其它實施例。而且，相反地，除非明確地表述，實施例“包括”，“包含”，或“具有”(及其各種形式)元件或多個元件，其具有特定的性能，可包括其它的不具有該生能的這種元件。
[0052]本文所述系統(tǒng)可包括或表示硬件和相關的指令(如存儲在有形的和非暫時性的計算機可讀存儲介質(zhì)如電腦硬盤，ROM，RAM等之上的軟件，)，其執(zhí)行本文所述的操作。硬件可包括電路，其包括和/或與一個或多個邏輯設備相連，如微處理器，處理器，控制器等。這些設備可以是現(xiàn)貨供應的設備，其根據(jù)上述指令執(zhí)行本文所描述的操作。另外或可選擇地，一個或多個這些設備可以是用于執(zhí)行這些操作的具有邏輯電路的硬連接電路。
[0053]本文中所使用的，術語“車輛系統(tǒng)”包括一個或多個車輛，其生成牽引力來沿路線行進。除非其它說明(如用作非動車)，術語“車輛”僅僅涉及動車，其提供牽引力沿路線推進車輛系統(tǒng)。術語“由......組成”可涉及一個或多個車輛的一組，其可機械地和/或邏輯地連接在一起沿路線行進。車輛系統(tǒng)可包括由一個組或兩個組或多個組連接在一起。根據(jù)本文中的本發(fā)明主題的各個方面，組可以基于一個或多個下述內(nèi)容限定:機械連接，其中車輛在組中機械地連接且至少在組中與其它車輛相鄰；電連接，其中車輛電連接可以在車輛間傳送電能；和/或操作/功能連接，其中多個車輛以協(xié)調(diào)方式受到控制，如分配動力操作的某些模式。如一個實施例中，上下文中的軌道車輛，機車組包括多個機械連接(且可能電連接)在一起的機車，其中每個機車相連且與組中的至少一個其它機車相鄰。例如，一組車輛，或車輛組，可包括相互機械連接的，和/或通過一個或多個線路和/或無線連接進行通信的以共同控制該組中車輛的牽引力和/或制動力的兩個或多個車輛。
[0054]盡管參考軌道車輛系統(tǒng)描述和示出所述一個或多個實施例，該軌道車輛系統(tǒng)包括火車，機車，和其它軌道車輛，不是所有的實施例都限制于此。例如，一個或多個實施例也可用于通常的車輛，如非高速車輛(如不預計為和/或不允許行進在公路上的車輛)，農(nóng)用車，摩托車和其它傳送車輛，和/或海上船只。
[0055]在分布式電力操作中，術語“弓丨導車輛”涉及車輛系統(tǒng)中的一個或多個車輛的控制操作，不需要表示在車輛系統(tǒng)的前端或車輛系統(tǒng)的引導端的車輛。例如，在火車中的引導機車可不設置在火車的前端。術語“遠程車輛”涉及車輛系統(tǒng)中的除了引導車輛之外的車輛。例如，遠程車輛可包括火車中受控于引導機車的機車。術語“遠程”不需要在之間預定間距或距離。例如，遠程車輛可直接與引導車輛相連。車輛系統(tǒng)可具有引導組，其包括機械連接于一個或多個遠程車輛的引導車輛，且還可具有一個或多個遠程組，其形成遠程車輛的全部，位于車輛系統(tǒng)中的不同位置。有些車輛系統(tǒng)可具有在火車中的單獨的車輛，其與其它車輛通過一個或多個非驅動車輛(如，軌道車輛系統(tǒng)中的貨車或客車)間隔開。車輛組也可通過非驅動車輛間隔開。
[0056]圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的車輛網(wǎng)絡100的示意圖。示出的車輛網(wǎng)絡100可以是較大車輛網(wǎng)絡的一部分。車輛網(wǎng)絡100包括由路線103，路線104，路線105，路線106和路線107組成的多個路線102。優(yōu)選地，車輛網(wǎng)絡100可包括多于或少于5個路線103-107，如圖1所示。某些路線102可以與網(wǎng)絡100中的其它路線102交叉。例如，路線103與路線106和107相交，路線104與路線105和106相交，且路線105與路線104，106和107相交。多個車輛系統(tǒng)108可同時行進在路線102的網(wǎng)絡100上。例如，如圖1所示，車輛系統(tǒng)109沿路線103行進，車輛系統(tǒng)110沿路線106行進，車輛系統(tǒng)111沿路線104行進，車輛系統(tǒng)112沿路線105行進。盡管在圖1中示出了四個車輛系統(tǒng)108，但是網(wǎng)絡100可包括任意個車輛系統(tǒng)108。每個車輛系統(tǒng)108可包括一個或多個與其它動車和/或非動車或負載車輛(如不能提供動力但由于一個或多個目的而消耗電能的車輛)相連的動車。非動車可以配置為沿路線102載貨和/或載人。每個車輛系統(tǒng)108沿車輛網(wǎng)絡100中的一個或多個路線102在開始/起點位置和目標/終點位置之間的行程上行進。
[0057]路線102可包括一個或多個沿路線102延伸的導電路徑114。導電路徑114可從電源116傳送電能。電源116可以是一個或多個電站，如煤電站，核電站，和/或天燃氣電站。優(yōu)選地，電源116可代表一個或多個其它能源，如再生能源(如，風能，水能，太陽能，地熱能，和其它用于生成電流的能源)。這里使用的術語“電能”可涉及電流，電壓，電功率(如瓦數(shù))，等等。這里使用的術語“電流”涉及電能傳送的速度，并且包括直流(如電壓不變)和/或交流(如隨時間變化的電壓)。通過電源116沿導電路徑114被傳送的電能可形成至少一部分電網(wǎng)118。電網(wǎng)118把電能從電源116通過導電路徑114分到一個或多個負載。優(yōu)選地，電網(wǎng)118可通過不止一個電源116供電。
[0058]電網(wǎng)118具有電網(wǎng)能力，其表不用于同時對一個多或多負載供電的電網(wǎng)118上的電能的可用量。電網(wǎng)能力受到傳送硬件的限制，如由導電路徑114和/或提供電能的一個或多個電源116可傳送的電能的可用量，一個或多個電源116具有受到燃料，電站大小等等限制的生產(chǎn)能力。術語“能力”涉及能量傳送(如電流)的可用率，可用功率(如，瓦特數(shù))，可用電壓等等。
[0059]在一個實施例中，僅僅來自電網(wǎng)118需求電能的負載是加載于車輛系統(tǒng)108的負載。這樣，電網(wǎng)能力表不為行進在網(wǎng)絡100上的車輛系統(tǒng)108上的一個或多個負載供電的電能的可用量?？蛇x擇地，電網(wǎng)118可提供電能以對車輛系統(tǒng)108以及其它負載供電，如在城市，城鎮(zhèn)，和/或鄉(xiāng)村中的住宅負載，商業(yè)負載等等。這樣，用于對車輛系統(tǒng)108上的負載供電的電網(wǎng)118上電能的可用量可減少，由于在不同時間其它負載需求的電量是變化的。例如，在一天的峰使用時間，如下午或傍晚，用于對車輛系統(tǒng)108供電的電能的可用量潛在地可較少，由于非車輛(如住宅)負載需求較大。
[0060]在這里所使用的，超過或透支電網(wǎng)上電能的可用量與超過電網(wǎng)能力是同義的，因為電能的可用量部分地由電網(wǎng)能力限定。例如，如果電網(wǎng)能力是50兆瓦(MW)且在時間仁需要的是30MW，然后，在時間tx電網(wǎng)上電能的可用量是20MW。如果車輛系統(tǒng)在時間tx需要25麗，該需求將超過電能的可用量(如25麗大于20MW)和電網(wǎng)能力(如25麗加上30麗等于55MW，其大于50MW)。因此，超過在電網(wǎng)上電能的可用量意味著超過了電網(wǎng)能力。這樣，表達“超過電網(wǎng)上電能的可用量”和“超過電網(wǎng)能力”在這里可以互換使用。而且，“監(jiān)測電網(wǎng)上電能的可用量”和“監(jiān)測電網(wǎng)能力”在這里也可以互換使用。
[0061]在實施例中，車輛系統(tǒng)108中的電驅動車輛通過導電路徑114從電網(wǎng)118中汲取電能。在這里使用的術語“汲取”涉及消耗由導電路徑提供的電能的動作。在這里使用的術語“需求”更具體地涉及電動車在目前或將來需要(如需求的)電能的使用量或率。例如，電動車的電能的需求率與通過導電路徑實際汲取的率可以是相同的或稍有不同的。
[0062]汲取的電能被用于對車輛系統(tǒng)108上的一個或多個負載供電，如生成驅動力的負載，壓縮機負載，乘客負載等等。所有行進在網(wǎng)絡100上的車輛系統(tǒng)，如車輛系統(tǒng)109-112，可在相同時刻從電網(wǎng)118上需要電能，其減去電網(wǎng)118上電能的可用量，約等于車輛系統(tǒng)108在該時刻累積汲取的電量。如果電源116不能滿足車輛系統(tǒng)108的電能需求，一個或多個車輛系統(tǒng)108由于電能不足可能會沿路線102停止，這將會延遲多個其它的車輛系統(tǒng)108在受影響的路線上或在其周圍。另外，如果電能的需求量同時超過了電網(wǎng)能力，在網(wǎng)絡100上的多個路線102可能會產(chǎn)生斷電，這樣也會導致延遲。
[0063]在實施例中，行進在路線102的網(wǎng)絡上的車輛系統(tǒng)108包括行進在軌跡的網(wǎng)絡上的軌道車輛。例如，軌道車輛可包括一個或多個電力機車或機車組，其與一個或多個非電(如，柴油，汽油等)的機車和/或一個或多個非驅動軌道車輛，如客車和/或貨車相連。另夕卜，導電路徑114可包括電氣軌道(如三個或四個軌道系統(tǒng))和/或電纜吊索。
[0064]行進在網(wǎng)絡100上的每個車輛系統(tǒng)108的電能需求表示被汲取以允許車輛系統(tǒng)108在行程期間沿路線102行進的電能的量(且被轉化成功率)。例如，電力機車可需要超過6MW的功率或更多。在行程中在所有時刻需求的電能不是固定的，且行進在相同路線102上的兩個不同車輛系統(tǒng)108也不是需要相同的電能的量。
[0065]車輛系統(tǒng)108的能量需求根據(jù)許多因素而變化，如路線的選擇，車輛結構，以及移動特性?？赡苡绊懙哪芰啃枨蟮穆肪€的特征包括路線的坡度，路線的彎曲度，天氣情況(如風速和風向)，停止和起動的次數(shù)(如行程中的站數(shù))，等等。例如，行進在路線105上的車輛系統(tǒng)112可能沿多坡的或山區(qū)行進，且其進入山區(qū)比車輛系統(tǒng)109行進在平地需要更多的電能。車輛結構特征包括車輛系統(tǒng)108中的動車和非動車的數(shù)量和形式，貨物的類型和數(shù)量(如煤，乘客，貨物等)，車輛系統(tǒng)108上的到場率或缺席率，車輛系統(tǒng)108的長度，動車相對于非動車的布置，等等。多個所列的影響重量的特征，以及車輛系統(tǒng)的重量分布。通常，車輛系統(tǒng)108隨著重量的增加，電能的需求量也會增加。移動特性包括車輛系統(tǒng)108的速度和加速度，主動提供動力的電動車的數(shù)量，以及再生制動的使用和/或替代能源(如，柴油車，太陽電池板，等)來替代電網(wǎng)需要的電能量。通常，車輛系統(tǒng)108在速度越快，力口速度越大的情況下操作時，且使用更多的電動車時需要更多的電能需求，盡管再生制動和/或替代能源可減少電能需求。
[0066]網(wǎng)絡100可進一步包括網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)120。網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)120可以不在車輛系統(tǒng)108上，如在發(fā)送站。在可選實施例中，網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)120可在網(wǎng)絡100中的一個車輛系統(tǒng)108上。網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)120包括通信系統(tǒng)122。通信系統(tǒng)122可包括用于與行進在網(wǎng)絡100上的車輛系統(tǒng)108進行無線通信的天線。在實施例中，網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)120可配置成監(jiān)測網(wǎng)絡100上的車輛系統(tǒng)108的能量需求。另外，網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)120可配置成控制網(wǎng)絡100上的車輛系統(tǒng)108的能量需求以防止電動車汲取超過電網(wǎng)能力。
[0067]圖2示出根據(jù)本發(fā)明實施例的電力驅動車200。電力驅動車200在本文還被稱為電動車200，其可以是車輛系統(tǒng)108的一部分，如圖1所示。電動車200沿路線202行進。盡管單獨示出，但電動車200可以連接在其它動力車和/或非動力車之前和/或之后以限定車輛系統(tǒng)108。電動車200可配置成從導電路徑204沿路線202吸引電能以對電動車200上的一個或多個負載供電，從而提供牽引力來推動車輛200和相同車輛系統(tǒng)中的其它車輛。電動車200包括驅動子系統(tǒng)224，其包括為驅動提供牽引力的一個或多個電機。導電路徑204可與導電路徑114相似(如圖1所示)。如圖2所示，導電路徑204可以是現(xiàn)有技術已知的三個軌道或四個軌道系統(tǒng)?？蛇x擇地，導電路徑204可在電動200之上和/或在其之旁作為電纜吊索。
[0068]電動車200可包括定位器元件206以確定電動車200的位置。定位器元件206可以是GPS傳感器，或包括例如GPS傳感器，視頻確定，線路裝置，射頻自動射備識別(RF AEI)標簽等的傳感器系統(tǒng)。提供的無線通信系統(tǒng)208允許火車和/或遠程位置如發(fā)送站之間進行通信。無線通信系統(tǒng)208可包括收發(fā)設備(未示出)，天線210，和相關的電路以允許非車載通信的傳送和接收。通信可包括關于行進計劃和站點的信息。電動車200還可包括路線特征元件212以提供關于路線的信息，包括坡度，海拔以及彎曲度信息。路線特征元件212可包括車載路線數(shù)據(jù)庫214。數(shù)據(jù)庫214存儲關于之前行進的路線的信息，進行的目前的路線的信息，以及計劃的將來的路線的信息，包括按不同路線發(fā)送的選擇。另外，傳感器216可被安裝在電動車200上以檢測車輛200來自電網(wǎng)上的當前能量汲取。另外，傳感器216可檢測車輛系統(tǒng)108 (如圖1所示)的重量，電動車200的節(jié)氣門調(diào)整，車輛200的速度，以及電動車200的功率，等等。
[0069]在實施例中，電動車200包括行程計劃器系統(tǒng)218。該行程計劃器系統(tǒng)218配置成說明關于當前的和/或計劃的行程的各個輸入信號，且生成行程計劃。行程計劃可指示或確定車輛系統(tǒng)中的不同電動車200的各個牽引力和/或制動力用于車輛系統(tǒng)的行程的不同部分或不同部件。例如，在分配功率車輛系統(tǒng)中，行程計劃可包括在行程的各個部分對于車輛系統(tǒng)的引導車輛和遠程車輛的不同的節(jié)氣門調(diào)整和/或制動調(diào)整。例如，生成行程計劃可以減少能量消耗(如從電網(wǎng)汲取的電能)且建立期望的行程時間，同時通過安全和調(diào)節(jié)限制而堅持。行程計劃還會導致車輛200消耗較少的燃料/生成較少的排放，相比于在相同時間(或在相同時間段的相對較少的時間緩沖中，如整個行程時間的百分之一，百分之三，百分之五，或其它相對較少的百分比)沿相同路線行進至相同目的地的相同車輛，但以路線的限速(如軌跡速度)行進而言。
[0070]行程計劃是基于行程簡檔的，其包括涉及如下的信息，電動車200，車輛系統(tǒng)，路線，包括路線延伸的地理情況，以及行程中的各個目標，如時間限制和限制的能量汲取/消耗。行程簡檔的信息可通過定位器元件206，路線特征元件212，路線數(shù)據(jù)庫214，和/或傳感器216收集。其它的信息可通過外部源收集，如在相同或不同車輛系統(tǒng)中的不同電動車上的傳感器，以及從發(fā)送點和/或線路裝置傳送的消息。
[0071]行程簡檔可基于或包括，車輛數(shù)據(jù)，路線數(shù)據(jù)，行程數(shù)據(jù)，和/或更新的車輛數(shù)據(jù)，路線數(shù)據(jù)，和/或行程數(shù)據(jù)。車輛數(shù)據(jù)包括關于電動車200的信息和/或車輛系統(tǒng)上裝載的貨物的信息。例如，車輛數(shù)據(jù)可表示貨物內(nèi)容(如關于被運輸?shù)呢浳镄畔?和/或車輛信息(如模型數(shù)量，燃料效率，制造者，功率，等等關于電動車的和/或車輛系統(tǒng)中其它動力車和非動力車的)。路線數(shù)據(jù)包括關于車輛系統(tǒng)當前行進和/或將來行進的路線的信息。例如，路線數(shù)據(jù)可包括關于路線被破壞部分的位置的信息，其正在修補或在建設，路線的彎曲度和/或坡度，路線的GPS坐標，等等。行程數(shù)據(jù)包括車輛系統(tǒng)即將要開始的行程的信息?；趶钠瘘c到終點選擇的行程，行程數(shù)據(jù)可例如包括在行程開始的出發(fā)站和/或在行程結束的終點站的站點信息，限制信息(如確定的工作區(qū)域和/或路線修補)，和/或運行/移動信息(如各個擁堵區(qū)域的速度/節(jié)氣門限制，慢的次序，工作區(qū)域，等等)。
[0072]在可選擇的實施例中，行程計劃器系統(tǒng)218可以不位于電動車200上，如在出發(fā)點。在該選擇的情況下，來自傳感器216，定位器元件206，路線特征元件212，路線數(shù)據(jù)庫214等等關于行程簡檔的輸入信息，可通過無線通信系統(tǒng)208傳送至非車載的行程計劃器系統(tǒng)，其中所述信息被解釋以生成行程計劃，然后再被傳送回電動車200。
[0073]行程計劃器系統(tǒng)218進一步包括處理器220，其可操作地接收行程簡檔信息。通常，在各個實施例中，處理器220可包括處理電路，如一個或多個領域可編程門陣列(FPGA)，特定應用集成電路(ASIC)，或微處理器。處理器220在各個實施例中可配置成執(zhí)行一個或多個算法以實施所述功能。一個或多個算法可包括所述實施例的方面，或者在流程圖中詳細描述，或作為方法的步驟詳細描述。例如，處理器220可執(zhí)行算法以解釋接收到的信息并計算行程計劃。行程計劃可基于為電動車200沿路線行進的車輛行為的模型建立，其為根據(jù)簡化了的假設的物理模型獲得的非線性差分等式的方案。在實施例中，行程計劃器系統(tǒng)218包括軟件應用如由通用電器公司提供的行程優(yōu)化軟件應用，來控制行程中車輛系統(tǒng)中的電動車200的驅動操作。
[0074]電動車200可進一步包括控制器元件222。控制器222被配置成控制電動車200按其行程計劃行進。控制器元件222優(yōu)選地可以是行程計劃器系統(tǒng)218的集成元件，如圖2所示。在實施例中，控制器222使車輛自動地操作決定。例如，控制器222基于由行程計劃指定的操作調(diào)節(jié)生成控制信號，其與車輛系統(tǒng)的電動車200的一個或多個驅動子系統(tǒng)224進行通信，以使得電動車200自動跟隨行程計劃的操作調(diào)節(jié)?？蛇x擇地，或另外地，控制信號可與一個或多個電動車200的車載輸出設備進行通信，其中輸出設備配置成通知被指定的操作調(diào)節(jié)的一個或多個車輛200的操作者。然后，操作者可手動執(zhí)行指定的操作調(diào)節(jié)以跟隨行程計劃。
[0075]在實施例中，行程計劃包括能量使用計劃。能量使用計劃詳細描述了電動車200沿路線行進需求的電能。能量使用計劃可以是行程計劃的延伸。例如，當行程計劃基于行程簡檔中確定的結果指示控制器222和/或操作者，如選擇什么路線和/或什么速度行進時，能量使用計劃計算電動車200在車輛系統(tǒng)中執(zhí)行行程計劃將要從電網(wǎng)中需要的電量。如行程計劃一樣，能量使用計劃在行程計劃器系統(tǒng)218中通過處理器220生成，如通過使用軟件中的算法。也如行程計劃一樣，能量使用計劃是一種對計劃行程的計算估計，因為許多變量會影響行程中從電網(wǎng)中汲取的實際能量。
[0076]圖3是根據(jù)實施例的網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)300。網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)300可以是圖1示出的網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)120。網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)300包括通信系統(tǒng)302。通信系統(tǒng)302可包括收發(fā)器(未示出)，天線304，以及相關電路，其允許通信傳送至在網(wǎng)絡100 (圖1所示)中行進的車輛系統(tǒng)108(圖1所示)上的電動車或從其接收通信。通信可以使用無線電通信，W1-FI，微波信號等等進行無線傳輸。優(yōu)選地，有線連接，如可使用寬帶網(wǎng)絡(WAN)，另外，或者作為替代，可使用通過天線304的無線通信。在實施例中，無線通信系統(tǒng)302被配置成接收來自網(wǎng)絡100中的車輛系統(tǒng)108的行程計劃，包括能量使用計劃。例如，一旦電動車200(如圖2所示)的行程計劃器系統(tǒng)218(如圖2所示)計算出計劃的接下來行程的行程計劃，行程計劃被從通信系統(tǒng)208 (如圖2所示)通過通信系統(tǒng)302通信到網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)300。優(yōu)選地，通信系統(tǒng)302可被用于與非車載位置進行通信，如遠程發(fā)送位置，線路裝置，和/或各個網(wǎng)絡100中的站點。另外，通信系統(tǒng)302可允許網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)300遠程地與相鄰路線的網(wǎng)絡或相鄰路線的子網(wǎng)絡的網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)進行通信。
[0077]網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)300還包括電網(wǎng)監(jiān)測設備306。電網(wǎng)監(jiān)測設備306配置成監(jiān)測在電網(wǎng)118(圖1所示)上電能的可用量。電網(wǎng)監(jiān)測設備306可包括傳感器和/或其它裝置以檢測實時基礎上的電壓和/或電流。例如，如萬用表，變壓器，變流器等類似的裝置可用于檢測電網(wǎng)118操作情況。電網(wǎng)監(jiān)測設備306可實時檢測電網(wǎng)能力，這樣網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)300可以追蹤電網(wǎng)118上電能的可用量，其是車輛系統(tǒng)108行進在網(wǎng)絡100 (均如圖1所示)上需要的電量，而不會造成透支?？蛇x擇地，或另外地，電網(wǎng)監(jiān)測設備306可接收來自電源的關于當前的電網(wǎng)能力測量的實時更新，該電源將電能供應給電網(wǎng)118，如電源116(圖1所示)，或其它持續(xù)監(jiān)測電網(wǎng)118的電源。電網(wǎng)監(jiān)測設備306記錄可用電能的更新或記錄，如日志，以確定將來預計電能的可用量。例如，如果電網(wǎng)上電能的可用量在一周每天的中午在30MW加減2MW，這樣第二天中午電能的預計可用量預計為至少28MW。
[0078]優(yōu)選地，監(jiān)測電能的可用量包括監(jiān)測電網(wǎng)的特定部分的電能的可用量，可代替地或另外的，監(jiān)測整個電網(wǎng)。在路線的子網(wǎng)絡上行進的電動車由電網(wǎng)的部分驅動的移動受到控制，從而使得電能需求不會超過在該部分的電能的可用量。優(yōu)選地，電網(wǎng)監(jiān)測設備306可存儲測量的和/或接收到的電網(wǎng)118操作情況的記錄在內(nèi)存(未示出)中和/或網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)300的存儲器308中。存儲器308可以是硬盤，服務器，⑶，DVD,閃存(如USB閃存)，軟盤，隨機存儲器(RAM)，只讀存儲器(ROM)，等等。優(yōu)選地，網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)300可存儲數(shù)據(jù)在外部存儲設備(未示出)上，另外，或可替代地，存儲器308。
[0079]網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)300進一步包括能量需求監(jiān)測設備310。能量需求監(jiān)測設備310配置成監(jiān)測網(wǎng)絡100上的車輛系統(tǒng)108 (均如圖1所示)的能量需求。在實施例中，通過分析從網(wǎng)絡100上的車輛系統(tǒng)108的電動車200 (如圖2所示)接收到的能量使用計劃，能量需求監(jiān)測設備310監(jiān)測能量需求，。例如，通過通信系統(tǒng)302接收到的能量使用計劃，作為行程計劃的一部分或作為單獨的行程計劃的延伸，被傳送到能量需求監(jiān)測設備310。能量需求監(jiān)測設備310可配置成對能量使用計劃進行求和或總計，從而計算特定時間和/或時間段在網(wǎng)絡100上的電能需求。這里使用的，電能需求可涉及網(wǎng)絡上的單個電動車的電能需求和/或多個電動車的累積電能需求。累積能量需求表示在特定時間車輛系統(tǒng)108行進在網(wǎng)絡100上的來自電網(wǎng)的需要的總的電能。
[0080]因為能量使用計劃可在行進在計劃的行程之前計算，通過求能量使用計劃的和計算的能量需求可表示在特定將來時刻預計的能量需求。例如，在時間X，能量需求監(jiān)測設備310可具有能量使用計劃詳細描述對于單個的車輛系統(tǒng)108在時間X+1和X+10之間的預計的能量消耗。因此，能量需求監(jiān)測設備310可被配置成計算在時間X+5的預計的能量需求，例如，通過總和在時間X+5接收到的能量需求計劃中的單獨的能量需求。進一步地，在范圍X+1和X+10之間的預計的能量需求可被計算和優(yōu)選地相對于時間繪圖。然后預計的能量需求與在相同時刻或者經(jīng)過相同時間范圍預定的電網(wǎng)能力相比較，以確定是否存在超過電網(wǎng)能力的可能。
[0081]另外，能量需求監(jiān)測設備310可配置成監(jiān)測行進在網(wǎng)絡100 (圖1所示)上的車輛系統(tǒng)108(圖1所示)中的電動車200(圖2所示)的當前能量需求。例如，電動車200還可發(fā)送實時數(shù)據(jù)給網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)300，其由傳感器216 (圖2所示)收集，檢測在操作時間當前能量需求和/或從電網(wǎng)汲取的當前能量。例如，電動車200可配置成定時地傳送實時能量需求數(shù)據(jù)給網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)300，如每10秒，每分鐘，或每5分鐘。能量需求監(jiān)測設備310可被配置成接收來自所有當前行進在網(wǎng)絡100上的電動車200的當前能量需求，以及匯總數(shù)據(jù)以確定當前的或實際的電能需求。實際電能需求超過電網(wǎng)能力可導致一個或多個電動車200停止，從而導致電動車200沿路線202(圖2所示)的延遲和/或引導路徑204(圖2所示)潛在的電子元件的損壞。為了避免發(fā)生這種情況，網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)300被配置成控制電動車200的移動以防止累積能量需求超過電網(wǎng)118(圖1所示)上的可用電量，接下來對其進行詳細描述。
[0082]在實施例中，能量需求監(jiān)測設備310配置成比較在一個時刻測量的實際電能需求和在同一時刻預計的能量需求，從而確定是否基于接收的能量使用計劃的預計的能量需求是在相同時刻將來能量使用的精確預期。例如，假設上面所述的，基于在當前時刻X接收的能量使用計劃，其關于在將來時刻x+1和X+10之間的每個車輛200 (圖2所示)使用的預計能量，能量需求監(jiān)測設備310可計算在具體的將來時間X+5的預計的能量需求。假設的時間單位可以是秒，分鐘，或小時。在X+5時間后，基于在單獨的車輛200上來自傳感器216 (圖2所示)接收到的實時信息，能量需求監(jiān)測設備310可計算在時間X+5的實際電能需求。在時間X+5的實際電能需求應當相當接近于在那一時刻預計的能量需求，這樣網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)300可使用預計的能量需求來作出未來時間在網(wǎng)絡100上關于能量消耗的決定。
[0083]上述決定可包括，例如，是否減少將來的能量消耗以防止累積的能量需求超過電網(wǎng)能力。如果實際的電能需求基本上大于或小于預計能量需求，網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)300可進行調(diào)節(jié)。另外，比較累積的能量需求，能量需求監(jiān)測設備310可被配置成車與車基礎上相對于實際能量需求比較預計的能量需求，以確定是否一個或多個電動車的能量使用計劃是不精確的且行程計劃器系統(tǒng)218(圖2所示)需要調(diào)整。調(diào)整可包括校準一個或多個傳感器216，計算單獨的能量使用計劃的一個或多個行程計劃器系統(tǒng)218，和/或確定累積的能量使用計劃的網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)300。
[0084]網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)300進一步包括至少一個處理器312。處理器312處理通過網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)300的各個輸入接收到的數(shù)據(jù)，如通信系統(tǒng)302和各個與輸入/輸出(I/O)設備314可操作地連接的各個輸入。例如，I/O設備314可接收來自用戶設備的輸入，如鍵盤，鼠標，手提設備(電話，寫字板，PDA等)，和/或在顯示設備上的圖形用戶界面。處理器312可包括或可以是微處理器的元件，控制網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)300的功能。算法可在處理器312內(nèi)運行以解釋接收到的信息且作為輸出提供結果。例如，結果可以是作為操作指令的輸出，其與電動車200(圖2所示)通過使用通信系統(tǒng)302進行通信。另外，結果可以是作為圖表，圖形和/或其它用于網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)300的操作者的用戶顯示器上顯示的指示。優(yōu)選地，結果可存儲在存儲器308中或發(fā)送到外部存儲設備。
[0085]在實施例中，網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)300的處理器312被配置成與一個或多個電動車200 (圖2所示)上的行程計劃器系統(tǒng)218 (圖2所示)進行通信以控制電動車200的移動，從而使得電動車200的電能需求不超過電網(wǎng)上的可用電能量。一方面，網(wǎng)絡控制系統(tǒng)300的處理器312控制電動車200的移動，通過分配網(wǎng)絡100(圖1所示)上每個電動車200可沿行程在一次或多次可以消耗的電能最大量。電動車200的移動可被控制，因為行程計劃器系統(tǒng)218必須設定行程計劃，不需要大于分配的最大電能量。分配給每個電動車200的最大電能量可基于在電網(wǎng)上在該時刻監(jiān)測的可用電量，該時刻行進在網(wǎng)絡100的電動車200的數(shù)量，和/或通過網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)300接收到的，通過一個或多個處理器312處理的每個車輛200的單獨的行程計劃和能量使用計劃來確定。確定最大電能量，從而使得消耗指定最大電能量的所有電動車200在該時刻不會超過電網(wǎng)能力。
[0086]例如，通過具有一個或多個電動車200(圖2所示)的車輛系統(tǒng)108(圖1所示)在網(wǎng)絡100 (圖1所示)上的行程的計劃期間，處理器312控制通信系統(tǒng)302以為行程發(fā)送車輛系統(tǒng)108的可用能量。可用能量可以基于行進在網(wǎng)絡100上的車輛系統(tǒng)108的數(shù)量和/或其能量使用計劃來確定。在實施例中，所有車輛系統(tǒng)108在同一時刻被分配相同的電能量。因此，如果電網(wǎng)能力為100MW，且有25個車輛系統(tǒng)108行進在網(wǎng)絡100上，每個車輛系統(tǒng)將分配的最大電能量不大于4MW。
[0087]可選擇地，在另外的實施例中，網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)300的處理器312動態(tài)地分配最大的電能消耗量，其可基于接收到的車輛200的行程計劃/能量使用計劃而不同。例如，如果在時刻X+5，第一車輛系統(tǒng)的行程計劃具有運有10，000噸煤的爬斜坡的第一車輛，第一車輛系統(tǒng)的電動車將通常在時刻X+5比其沿平坦或下坡行進或甚至可能是在中轉站停止的第二車輛系統(tǒng)在相同時刻需要更大的電能。這樣，網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)300的處理器312將動態(tài)地分配第一車輛系統(tǒng)具有的電能量在X+5時刻比第二車輛系統(tǒng)分配的量要大。因此，分配給每個電動車200的電能量可能不等于行進在網(wǎng)絡上的所有電動車200的量。另外，分配的電量可基于時間變化，例如，在時間X+10，第二車輛系統(tǒng)可能被分配比第一車輛系統(tǒng)更大的電能量。因此，通過監(jiān)測行程計劃和能量使用計劃，網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)300可提供分配的電能量給車輛200，其適應于車輛200的特定行程情況。
[0088]在實施例中，行進在網(wǎng)絡100上的電動車在具體時間分配的電量可以通過網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)300的處理器312在網(wǎng)絡能量消耗計劃中提出。網(wǎng)絡能量消耗計劃可提供上述的分配能量信息。例如，能量消耗計劃可與在網(wǎng)絡100上的單獨的電動車200交流能量消耗參數(shù)，以在行程過程中在各個時間通知被分配給每個車輛200最大電量的每個車輛200 (如車輛的控制器或操作者)。優(yōu)選地，網(wǎng)絡能量消耗計劃還可包括整個時間段關于估計電網(wǎng)能力的信息，以及在該時間段車輛200預計的能量需求。網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)300的處理器312可被配置成顯示網(wǎng)絡能量消耗計劃為報表或各個圖表和圖形給網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)300附近的用戶或通過網(wǎng)絡(如因特網(wǎng))提供給遠程用戶。因為網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)300可被配置成接收監(jiān)測信息的實時更新，網(wǎng)絡能量消耗計劃還可被配置成持續(xù)地或定時地自動更新以顯示最新的如關于網(wǎng)絡容量的信息和實際的能量需求。
[0089]在實施例中，新的電動車200將行進在網(wǎng)絡100的行程中，與網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)300交流這些內(nèi)容，且處理器312控制通信系統(tǒng)302以響應地傳送行程分配的能量。行程分配的能量可通過在電網(wǎng)上的可用電能量減去累積的已知的在相同時間在網(wǎng)絡100的行程中的電動車200的能量需求而確定。例如，通過這種確定分配的電能量不能提供足夠的能量給新的電動車200以滿足其在行程計劃中大致的行程目標，處理器312可能重新計算分配的電能量給所有車輛200，以減少累積的能量需求以適應將在網(wǎng)絡100上行進的附加的新的電動車200。重新計劃的分配可在更新的網(wǎng)絡能量消耗計劃中記錄。因此，在實施例中，每個時期網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)300接收一個或多個新的行程計劃，處理器312可修改之前分配給其它行進在網(wǎng)絡100上的車輛200的電能量，以適應附加的電動車200，從而防止電能需求超過電網(wǎng)能力。
[0090]另外，網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)300的處理器312可被配置成每個時期對車輛200作出相似的修改以完成其在網(wǎng)絡上的行程和/或每個時期為已行進在網(wǎng)絡100上的車輛200形成行程預計劃。行程預計劃是更新的行程計劃，其可以是基于各個條件的，如需要重新計劃的行程或錯誤的計算，其導致不精確的行程計劃和/或能量使用計劃。甚至，處理器312可能修改車輛200的分配的能量，只要被計算的預計的能量需要超過在電網(wǎng)上的閾值可用電量。例如，目前正行進在網(wǎng)絡100中的車輛200可接收實時更新以限制功率消耗來避免透支電網(wǎng)能力。對網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)300和/或行程計劃器系統(tǒng)218(圖2所示)可作出的各種修改在接下來進行詳細描述。
[0091]圖4是示出在網(wǎng)絡上電動車經(jīng)過一段時間后的能量使用計劃的圖表400。電動車可以是電動車200(圖2所示)，且網(wǎng)絡可以是路線102的網(wǎng)絡100 (均圖2所示)。圖表繪制為能量相對于時間，其中示出車輛200的功率消耗(如，P = E/t，其中消耗的功率量等于曲線的面積)。時間軸標以t1; t2，&等，盡管坐標是象征性的，如分鐘或小時，包括分鐘或小時的組(如t2可以是ti后的30分鐘)。能量軸標以E1,E2,E3等，盡管坐標是象征性的，例如千焦或兆焦，包括千焦或兆焦的組(如E1可以是10兆焦且E2可以是20兆焦)。在圖表400中，四個能量使用計劃被繪制為402，404，406，和408。每個能量使用計劃表示時間段的預期能量使用，其用于在所示時間期間內(nèi)行進在網(wǎng)絡上在行程中的包括一個或多個電動車200的單獨的車輛系統(tǒng)。例如，每個能量使用計劃402-408可分別與圖1所示的車輛系統(tǒng)109，110，111，和112之一相對應。能量使用計劃可以作為行程計劃的一部分計算。
[0092]如圖表400所示，能量使用計劃不是相同的，其是隨行程時間表，車輛結構，路線，移動特征和類似的影響在不同時間需要的電能量而變化的。例如，在時間h，僅僅通過能量使用計劃402和406表示的車輛系統(tǒng)是主動從電網(wǎng)需要能量的，這可能表示通過能量使用計劃404和408表示的車輛還沒開始他們的計劃行程。在時間t3，能量使用計劃402預計最高的能量需求，然后是計劃404，計劃408，最后是計劃406。能量使用計劃402可能比其它計劃較高的能量使用，因為例如，車輛系統(tǒng)結構包括電動車200拖有具有最大重量的負載，其要求更大的功率來推進。例如，能量使用計劃402可以是運煤的火車，具有超過一英里長，能量使用計劃408可以是具有15或更少的乘客車的客運火車。在其它實施例中，通過計劃402在時間t3周圍表示的車輛系統(tǒng)的路線位置可以具有車輛系統(tǒng)，其正在爬斜坡，可以解釋需要更大的功率。另外，計劃402的較高的能量需求可以表示車輛系統(tǒng)正在以比其它車輛系統(tǒng)更高的速度在行進，為了較緊的時間表。即使沿一個能量使用計劃，所述能量需求可以隨時間進行調(diào)節(jié)。例如，能量需求可基于如下情況而減少，減至較低的速度，沿下坡行進(或斜坡后沿平坦路面)和/或采用替代能源如再生制動或柴油動力車輛來代替至少部分需要驅動車輛系統(tǒng)的電能。
[0093]在實施例中，能量使用計劃與網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)300(圖3所示)進行通信，且網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)300的處理器312解釋能量使用計劃和確定網(wǎng)絡上車輛系統(tǒng)的預計能量需求410。預計能量需求410可通過匯總或求和每個電動車每次的能量需求而計算，如在能量使用計劃中所述。預計能量需求410被繪制在圖表400上而且還有電網(wǎng)上的電能的可用量412?？捎秒娏?12可通過網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)300的電網(wǎng)監(jiān)測設備306進行檢測。如果檢測的在電網(wǎng)上的電能的可用量412相對固定，網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)300的處理器312可適當?shù)乩L制其將在將來圖400中所示的時間段內(nèi)保持固定(如能量線Eltl)。圖4表示了通過網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)300的處理器312進行的處理步驟，但是圖表400或類似圖表可優(yōu)選地顯示在網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)300的操作者的顯示器上以觀察。
[0094]如圖4的圖表400所示,在時間t2至t4,以及在t6后，預計能量需求410超過電網(wǎng)上電能的可用量412。如果在網(wǎng)絡上的電動車在這些時刻實際汲取這些電能級，就存在透支電網(wǎng)的危險，會導致功率不足和/或車輛停止。
[0095]圖5是根據(jù)實施例示出的表示在一段時間內(nèi)網(wǎng)絡上電動車的能量使用計劃402408的圖表500。圖表500示出與圖表400相同的能量使用計劃402408和預計的能量使用410。在實施例中，在電網(wǎng)上的電能的可用量502可不是固定值，且隨時間是波動的。例如，能源不產(chǎn)生固定和相同的電能供應給電網(wǎng)。在其它實施例中，電網(wǎng)不是關閉的網(wǎng)絡格，其僅供應電能給網(wǎng)絡上的電動車。在電網(wǎng)上的電能可用于驅動其它負載，如家用，商用和工業(yè)用，等等，另外在特定時間比其它時間，驅動電動車以及其它負載可需求更多的電能。例如，在電網(wǎng)上的電能的可用量502可在每天的高峰能量使用時間減少，然后在非高峰能量使用時間增加。因此，如圖表500中所示，電能的可用量502可隨時間過程在Eltl上下波動。因此，與圖4的圖表400進行比較，圖表500中的預計能量使用很快(如在t2之前)超過電能的可用量502，但在時間t5和t6也存在較多的電能可用量。
[0096]圖6是示出根據(jù)實施例修改的圖4的能量使用計劃402-408的圖表600。再參考圖4,在從時間t2至t4,且在t6后，預計能量需求410超過電網(wǎng)上的可用電能412,其可能透支電網(wǎng)能力。相應地，網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)300(圖3所示)的處理器312可被配置成修改一個或多個行進在網(wǎng)絡上的電動車的能量使用計劃，以減少預計的電能需求至可用電能閾值412之下。通過改變選擇的至少一個路線，行程的時間表，車輛結構，以及移動特征，網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)300的處理器312可修改計劃行程的能量使用計劃。應當注意到，所列的行程特征典型地被描述在行程計劃中。因此，能量使用計劃可通過修改行程計劃而進行修改，影響行程中的能量使用的方式。
[0097]例如，在圖6中通過改變行程的時間表修改能量使用計劃408。更具體地，代替在時間t2開始行程，行程被向前移動至在h開始，且終點在更早的t4而不是t6。除了改變出發(fā)時間，能量使用計劃408的輪廓沒有修改，意味著在行程期間能量使用保持相同。通過計劃408表示的改變行程起始時間的一個原因是利用時間h和t2之間的在電網(wǎng)上不使用的可用能量(如在曲線412之下和在曲線410之上的區(qū)域)，如圖4的圖表400所示，同時減少時間h周圍將使用的電能。
[0098]能量使用計劃402在圖6的圖表600中已修改。在圖表600中修改的能量使用計劃402從時間、至〖4需要來自電網(wǎng)的較少的電能，相比于圖4的圖表400所示的原來的計劃402。減少電能需求可通過多種方式實現(xiàn)。例如,在時間‘和h，電動車可以根據(jù)修改的能量使用計劃402，以較低的速度使用較少的能量行進?？蛇x擇地，或另外的，車輛結構也可以進行修改，車輛系統(tǒng)使用較小或較大燃料效率的電動車，貨車廂的數(shù)量和類型可以改變以減少重量，和/或可以修改車輛布置，如相對于其它車輛改變電動車的間距。在^，為了加速或在斜坡上保持相同速度，而不增加電能需求，例如，修改的計劃402可能需要較少的電能，通過依賴其它的電源。一個可能的電源可以驅動車輛系統(tǒng)中的一個或多個柴油動力車輛來提供牽引力，以代替一些或所有電動車的能量需求。因此，在時間h和t3，例如，車輛系統(tǒng)可實際消耗相同或較多的凈能量以滿足操作需求，盡管由于其它能源的使用，電能需求可大大地減少。其它替代能源可以是使用存儲的電能，如通過再生制動生成的電能，和存儲在車輛系統(tǒng)中的電能存儲設備中的電能。使用替代能源以滿足功率需求可減少預計能量需求410。
[0099]在圖6的圖表600中，能量使用計劃404也已經(jīng)修改，盡管對圖4的圖表400示出的原來的計劃404的變化不大。例如從時間t3至時間t6,比原來的計劃404,修改的計劃404預計更大的電能需求，但在時間t6后，馬上需要較少的能量。使用修改的計劃404，在整個時間段(表示為圖表600上曲線404之下的區(qū)域)需要的電能可保持相對固定，但在行程的早期執(zhí)行較多的工作(如需要更多的能量)，執(zhí)行能量使用計劃404的車輛系統(tǒng)將在時間t6后使用較少的能量，其在圖表400上的一個位置，能量需求410超過可用能量412。重新安排沿行程的工作負載的一個方法可以是改變路線，如通過使用不同的路線來從出發(fā)點到目的地。例如，修改的計劃404可指示車輛系統(tǒng)在行程的第一半沿山坡和/或山區(qū)的路線行進，但沿行程的第二半通常巡航下坡，其需要比不同的路線更少的電能。
[0100]能量使用計劃406在圖表600中與圖4的圖表400示出的原來的計劃406沒有修改。如所述，網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)300(圖3所示)的處理器312可修改一個或多個能量使用計劃，但不需要修改行進在網(wǎng)絡中的所有車輛的所有計劃，只要修改的計劃產(chǎn)生的預計能量需求410不超過表示電電網(wǎng)上可用能量412的閾值。更新的預計能量需求410，其通過匯總在每個時期的各個電能需求而計算，在圖表600中示出。在上述時間段，更新的預計能量需求410在可用能量412之下。因此，如果行進在網(wǎng)絡上的車輛系統(tǒng)執(zhí)行修改的能量使用計劃402-408，將不會存在透支電電網(wǎng)的危險。
[0101]圖7是示出根據(jù)實施例修改的圖5的能量使用計劃402408的圖表700。圖表700示出修改的能量使用計劃402-408，其修改以防止預計的能量需求410超過電網(wǎng)上電能的可用量502，其在整個時期是波動的。因為電能的可用量502波動，網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)300 (圖3所示)可配置成監(jiān)測時間段內(nèi)的電網(wǎng)能力，為了計算合理的在接下來時間段內(nèi)的預計可用量502，如圖7所示的時間段。電網(wǎng)能力上的電能的可用量502可能在每天隨時間與昨天相似的方式波動，如高峰能量使用時間在一天的特定時間。例如，網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)300可每天監(jiān)測當前的或實際的電網(wǎng)能力，且如果能量的可用量502每天相同方式波動在某個誤差百分比內(nèi)，然后網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)300可能做出在將來的時間段，精確度在計算的誤差百分比內(nèi)的合理的預計可用量502。例如，如果監(jiān)測的和記錄的可用電能量502每天以相同方式在1MW內(nèi)波動，這樣網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)300可被配置成防止網(wǎng)絡上車輛系統(tǒng)的預計能量需求在任何一個時期在電網(wǎng)上電能的預計可用量502的1MW范圍之內(nèi)。
[0102]圖7的圖表700示出的預計能量需求410與圖6的圖表600示出的預計能量需求410相似，兩者均是修改能量使用計劃的結果。然而，在圖表7中，能量使用計劃404在時間t3和t4之間需要較少的電能，而且計劃402在時間t4和t5之間需要較少的電能以防止在這些時間期間預計能量需求410超過降低的電能可用量502。另外，在時間t5和t7之間，計劃404和402均可包括指令需要更多的電能，圖表600中的各個計劃為了利用在該時間段在電網(wǎng)上的電能的額外可用量502。在時間&和&之間在預計能量需求410的曲線之下的增加的區(qū)域反映修改的計劃404和402。
[0103]當網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)300 (圖3所示)的處理器312修改能量使用計劃時，修改的能量使用計劃和/或相關的行程計劃可能形成網(wǎng)絡能量消耗計劃。網(wǎng)絡能量消耗計劃詳細描述了行進在網(wǎng)絡中電動車的電能需求，并且防止累積的電能需求超過可能透支電網(wǎng)能力的電能的可用量。處理器312 (圖3所示)可控制通信系統(tǒng)302 (圖3所示)以將修改的能量使用計劃傳送回相應的電動車，從而執(zhí)行電動車中的行程計劃器系統(tǒng)。修改的能量使用計劃可以在網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)300上的通信系統(tǒng)302和獨立的電動車200 (均如圖2所示)上的通信系統(tǒng)208之間進行無線通信。修改的能量使用計劃可包括整個修改的行程計劃，其詳細描述了行程指示，如路線，時間，操作情況等。一旦接收到修改的能量使用計劃，電動車200可配置成自動地執(zhí)行行程指令，或通過操作者的干涉。
[0104]上述能量使用計劃和修改的能量使用計劃詳細描述了具體的操作特征，所述操作特征基于行進在網(wǎng)絡上的其它電動車的預計的能量使用效率和預計的電能需求在將來的行程中而執(zhí)行。在某些情況下，網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)300的處理器312例如由于時間限制不能修改每個能量使用計劃?？蛇x擇地，網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)300的處理器312可配置成傳送指令以限制電動車的功率消耗，而不詳細描述接下來的相應計劃。例如，這種指令可以與行進在網(wǎng)絡上的每個電動車進行通信，在一個或多個具體時期可能需要的電動車的最大量。例如，上述量大量可基于監(jiān)測的電網(wǎng)能力和網(wǎng)絡上電動車的數(shù)量來分配。該指令優(yōu)選地可包括分配的電能量，其通過在電動車上的行程計劃器系統(tǒng)接收，并且行程計劃器系統(tǒng)可自動地計算修改的能量使用計劃，其減少在分配的能量需求限制內(nèi)的行程和/或停留期間需要的電能。網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)300可發(fā)送指令給限制功率消耗，例如，當能量使用計劃已經(jīng)低估實際電能時，其將被需要和要求行程重新計劃，當其它車輛系統(tǒng)已經(jīng)附加到網(wǎng)絡中，在其它的車輛系統(tǒng)已經(jīng)開始其行程后，當更新的數(shù)據(jù)表示電能需求將超過電網(wǎng)能力時，等等。
[0105]圖8是控制網(wǎng)絡上車輛的電能需求的方法800的一個實施例的流程圖。方法800可至少部分地通過圖3所示的和本文所述的網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)300來執(zhí)行。方法800與圖1所示的路線的網(wǎng)絡100相結合來進行描述。在802，檢測電網(wǎng)118的容量。該電網(wǎng)能力可表示在電網(wǎng)118上的電能可用量，其通過行進在網(wǎng)絡100上的車輛系統(tǒng)108內(nèi)的電動車所需求。電網(wǎng)能力通過測量電網(wǎng)118上的電壓和電流的至少一個來檢測。優(yōu)選地，電網(wǎng)能力可通過與電源的通信或追蹤網(wǎng)絡容量的其它參考進行通信而被檢測。
[0106]在804，檢測行進在電網(wǎng)118上的車輛系統(tǒng)108的能量需求。能量需求可以是行進在電網(wǎng)118上的車輛系統(tǒng)108在一個或多個時刻需要的總的電能。電能需求可通過匯總或求和車輛系統(tǒng)108內(nèi)的各個電動車的電能需求而確定。例如,預計的電能需求可利用各個能量使用計劃確定，其詳細描述了行進上網(wǎng)絡100的行程上的各個車輛系統(tǒng)108的預計能量使用。另外，需求的實際電能(如汲取的)可通過接收車輛系統(tǒng)的實際更新來確定，其詳細描述了在車輛與車輛之間網(wǎng)絡118的當前電能需求。
[0107]在806，確定是否能量需求超過電網(wǎng)能力。需要的電能量超過電網(wǎng)188上的可用的電能量會導致電網(wǎng)118內(nèi)的功率中斷或至少一部分中斷,和/或導致車輛系統(tǒng)108中的電動車停止，從而導致延遲，這樣就會影響車輛系統(tǒng)108的整個網(wǎng)絡。能量需求可以是將來時間或時間段的預計的能量需求，且電網(wǎng)能力可以是在相同時間或時間段的預計的電網(wǎng)能力。如果能量需求超過電網(wǎng)能力，就進入方法800的810。
[0108]在810，修改一個或多個能量使用計劃以減少行進在網(wǎng)絡100上的車輛系統(tǒng)108的或將需要的電能量以使其保持在電網(wǎng)118電能的可用量的水平之內(nèi)。能量使用計劃可通過配置成控制電動車移動的網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)300中的一個或多個處理器312修改，從而使得電動車的能量需求不超過電網(wǎng)上電能的可用量。網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)300可發(fā)出網(wǎng)絡能量消耗計劃，其為網(wǎng)絡100上的至少一些電動車修改各個能量使用計劃。修改的能量使用計劃可以與電動車進行通信，其在行程上行進的同時執(zhí)行能量使用計劃。修改的能量使用計劃可包括修改的路線，時間表，車輛結構，操作指令，等等，其可形成行程計劃的一部分?？蛇x擇地，或另外地，修改能量使用計劃，網(wǎng)絡能量消耗計劃可分配最大的電能量，其可以是通過網(wǎng)絡100上的每個電動車同時或多個具體時期中電網(wǎng)118需要的電能量。分配的最大量可以被傳送給電動車，且電動車上的行程計劃器系統(tǒng)可修改能量使用計劃和/或車輛與車輛基礎的行程計劃，以保持在分配的能量參數(shù)內(nèi)。在修改計劃后，防止能量需求超過電網(wǎng)能力，方法800重新回到802且重復方法800。
[0109]再次參考806，如果確定的能量需求沒有超過電網(wǎng)能力，則進入方法800的808。在808，由于確定沒有超過電網(wǎng)能力的風險，因此執(zhí)行能量計劃。能量計劃可以是各個電動車上的行程計劃器系統(tǒng)確定的能量使用計劃和/或通過網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)300確定的網(wǎng)絡能量消耗計劃。執(zhí)行計劃包括與各個電動車進行通信以根據(jù)最新的能量使用計劃完成行程。例如，執(zhí)行的計劃可以是修改的能量使用計劃，其在方法800之前的循環(huán)中通過網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)300進行修改。在計劃被執(zhí)行后，方法800的進程返回至802且方法800重復。
[0110]本文所述的一個或多個實施例可具有管理行進在網(wǎng)絡上的每個車輛系統(tǒng)的能量消耗的能力的技術效果。管理每個車輛系統(tǒng)的能量消耗可允許增加車輛數(shù)(如車輛容量)和/或基于相同的電源增加車輛系統(tǒng)的大小。通過管理能量消耗，網(wǎng)絡上的車輛容量可增加而不導致增加能源的高成本。
[0111]在實施例中，方法(如，控制網(wǎng)絡上多個生成動力的車輛的能量需求)包括監(jiān)測在電網(wǎng)上同時為一個或多個負載供電的電能的可用量。電能的可用量表示同時可被消耗而不超過電網(wǎng)能力的電能量。該方法還包括監(jiān)測行進在路線的網(wǎng)絡上的多個電動車的電能需求，其包括一個或多個沿路線延伸導電路徑，該路線將電能從電網(wǎng)傳送至電動車。該方法進一步包括控制電動車的移動，從而使電動車的電能需求不超過電網(wǎng)上電能的可用量。
[0112]在一個方面，監(jiān)測電能需求包括監(jiān)測各個電動車的能量使用計劃。能量使用計劃詳細描述各個電動車沿行進路線的電能需求。監(jiān)測電能需求還包括通過根據(jù)在將來時間能量使用計劃對電能需求求和，確定在將來時間的預計的電能需求。
[0113]在一個方面，控制電動車的移動包括基于行程重新計劃，附加其它電動車在網(wǎng)絡上行進，或預計的能量需求在將來時間超過電能的可用量中的至少一個來修改能量使用計劃?？刂齐妱榆嚨囊苿舆€包括將修改的能量使用計劃傳送到行進在網(wǎng)絡上的電動車。
[0114]在一個方面，能量使用計劃提供用于路線選擇，時間表，車輛結構，或移動特征的至少一個的指令，以通過行進在網(wǎng)絡上的電動車執(zhí)行。
[0115]在一個方面，控制電動車的移動包括分配在網(wǎng)絡上行進的電動車的具體車輛的最大電能量，其通過各個電動車從電網(wǎng)需求。
[0116]在一個方面，基于分配給各個電動車的電能最大量，電動車生成各個電動車行進路線的能量使用計劃。
[0117]在一個方面，監(jiān)測電能的可用量包括監(jiān)測電網(wǎng)上電能的可用量相對于時間的變化。
[0118]在一個方面，監(jiān)測電能的可用量包括監(jiān)測在一部分電網(wǎng)上電能的可用量。由一部分電網(wǎng)供電，行進在路線的子網(wǎng)絡上的電動車的移動被控制，使得電能需求不超過該部分電能的可用量。
[0119]在一個方面，控制電動車的移動包括生成網(wǎng)絡能量消耗計劃。網(wǎng)絡能量消耗計劃分配能量消耗參數(shù)給行進在網(wǎng)絡上的電動車以防止電動車超過電網(wǎng)上電能的可用量。
[0120]在一實施例中，提供的網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)包括電網(wǎng)監(jiān)測設備和一個或多個處理器。電網(wǎng)監(jiān)測設備被配置成監(jiān)測同時為一個或多個負載供電的電網(wǎng)上電能的可用量。電能的可用量表示電能的總量，其可同時被消耗而不超過電網(wǎng)能力。電網(wǎng)被配置成通過沿路線的網(wǎng)絡延伸的一個或多個導電路徑傳送電能，多個電動車行進在導電路徑上用于將電能傳送給電動車以給電動車供電。一個或多個處理器被配置成與電網(wǎng)監(jiān)測設備和電動車上的行程計劃器系統(tǒng)進行通信以控制車輛的移動，從而使得電動車的電能需求不超過電網(wǎng)上電能的可用量。
[0121]在一個方面，一個或多個處理器被配置成生成網(wǎng)絡能量消耗計劃，其分配具體車輛的最大電能量，其可通過行進在網(wǎng)絡上的各個電動車需求以防止電動車的電能需求超過電網(wǎng)上電能的可用量。
[0122]在一個方面，一個或多個處理器被配置成生成網(wǎng)絡能量消耗計劃，其修改行進在網(wǎng)絡上的一個或多個電動車的路線，時間表，車輛結構，或移動特征中的至少一個，以防止電動車的電能需求超過電網(wǎng)上電能的可用量。
[0123]在一個方面，移動特征包括速度，加速度，位置，行進方向，使用再生制動為電網(wǎng)提供電能，或為了暫時消耗使用替代能源而不是從電網(wǎng)汲取的電能。
[0124]在一個方面，接收對路線，時間表，車輛結構，或移動特征中的至少一個的修改的一個或多個電動車自動地執(zhí)行所述修改。
[0125]在一個方面，一個或多個處理器被配置成接收來自行程計劃器系統(tǒng)的具體車輛的能量使用計劃，由行程計劃器系統(tǒng)生成的，其詳細描述沿各個電動車行進的路線的具體車輛的能量需求。
[0126]在一個方面,一個或多個處理器被配置成修改一個或多個電能使用計劃，基于行進在網(wǎng)絡上的一個或多個電動車的行程重新計劃，附加其它電動車在網(wǎng)絡上行進，或預計的能量需求在將來時間超過將來時間的電能的可用量中的至少一個進行修改。
[0127]在一個方面，一個或多個處理器被配置成接收來自電動車的行程計劃器系統(tǒng)，至少一個計劃路線的能量使用計劃，當前能量需求，當前操作特征，或各個電動車的當前路線特征。
[0128]在一個方面，一個或多個處理器指示行進在網(wǎng)絡上的第一電動車在第一時間進入第一斜坡，行進在網(wǎng)絡上的第二電動車在第二時間進入第二斜坡，該第二時間與第一時間不同，以根據(jù)時間分配在電網(wǎng)上的能量需求。
[0129]在一個方面，能量需求監(jiān)測設備監(jiān)測行進在網(wǎng)絡上的電動車的至少一個當前的和預計的能量需求。
[0130]在一個方面，至少一個電動車與一個或多個負載車輛相連以定義沿網(wǎng)絡中的路線行進的車輛系統(tǒng)。
[0131]在一個方面，一個或多個處理器與行進在網(wǎng)絡上的電動車通過通信系統(tǒng)進行無線通信。
[0132]在一個方面，電動車可以是軌道車輛，以及路線是軌道。
[0133]在一個方面，電網(wǎng)上用于為一個或多個負載供電的的電能的可用量在高峰能量使用時間比在非高峰能量使用時間要少。
[0134]在一個方面，通過一個或多個處理器分配給每個行進在網(wǎng)絡上的電動車的電能量不等于所有電動車的電能量。
[0135]在一實施例中，提供網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)，其包括電網(wǎng)監(jiān)測設備，能量需求監(jiān)測設備，和一個或多個處理器。電網(wǎng)監(jiān)測設備被配置成監(jiān)測同時為一個或多個負載供電的電網(wǎng)上電能的可用量。電能的可用量表示電能的總量，其可同時被消耗而不超過電網(wǎng)能力。電能需求監(jiān)測設備被配置成監(jiān)測行進在路線的網(wǎng)絡上的多個電動車的電能需求，其包括沿路線延伸的一個或多個導電路徑，其用于從電網(wǎng)將電能傳送給電動車以驅動電動車。一個或多個處理器被配置成控制車輛的移動，從而使得電動車的電能需求不超過電網(wǎng)上電能的可用量。一個或多個處理器被配置成通過修改由行進在網(wǎng)絡上的電動車提交的能量使用計劃，或將具體車輛的各個電動車向電網(wǎng)需求的最大電能量傳送給電動車中的至少一個來控制電動車的移動。
[0136]應當理解，上述說明書是說明性的，不是限制性的。例如，上述實施例(和/或其方面)可用于相互結合。另外，根據(jù)本發(fā)明主題的教導可作出適應性的位置和材料的多種修改，而不偏離其范圍。此處所述的材料的大小和類型旨在限定本發(fā)明主題的參數(shù)，其不意于限制，且為示范性實施例。根據(jù)上述說明書對于本領域技術人員來說許多其它實施例是顯而易見的。本發(fā)明主題的范圍應當參考所附權利要求以及與其權利要求限定的等效的全部范圍一起來限定。在所附權利要求中，使用的術語“包括”和“在其中”與相應的術語“包含”和“其中”具有相同的清楚的英語表達。而且，在接下來的權利要求中，使用術語“第一”，“第二”，和“第三”等僅僅用于標記，不旨于在其目標上表示數(shù)字。而且，接下來權利要求的限制不是以裝置加功能的方式來撰寫，且不旨在基于35U.S.C § 112第6段解釋，除非該權利要求限制采用在沒有進一步結構的功能的表述后加上“用于……的裝置”的表達。
[0137]所撰寫的說明書使用示例來描述本發(fā)明主題的各個實施例，且使得本領域技術人員可以實施本發(fā)明主題的實施例，包括采用和使用任何設備或系統(tǒng)以及執(zhí)行任何相關的方法。本發(fā)明可授予專利的范圍通過權利要求進行限定，且可包括根據(jù)本領域普通技術想到的其它示例。這些其它示例也在權利要求的范圍內(nèi)，如果它們具有不同于權利要求字面表達的結構元件，或者它們包括等效的結構元件，其具有與權利要求的字面表達沒有實質(zhì)性的不同。各個實施例不限于附圖所示的裝置和手段。
[0138]因為可以對上述系統(tǒng)和方法做出某些改變而不偏離本發(fā)明主題包括的精神和范圍，意味著所有上述主題或相關附圖示出的主題僅僅以示例的方式說明本發(fā)明范圍的表達且不應當構成對本發(fā)明主題的限制。
【權利要求】
1.一種方法，包括: 監(jiān)測用于同時對一個或多個負載供電的電網(wǎng)上電能的可用量，電能的所述可用量表示同時可被消耗而不超過電網(wǎng)能力的電能的量； 監(jiān)測行進在路線的網(wǎng)絡上的多個電動車的電能需求，所述路線的網(wǎng)絡包括沿路線延伸的一個或多個導電路徑用于將所述電能從電網(wǎng)傳送至所述電動車；以及 控制所述電動車的移動，使得所述電動車的所述電能需求不超過所述電網(wǎng)上電能的所述可用量。
2.如權利要求1的方法，其中監(jiān)測所述電能需求包括監(jiān)測各個電動車的能量使用計劃，所述能量使用計劃詳細描述了各個電動車沿路線行進的電能需求，以及通過匯總在將來時間來自能量使用計劃的電能需求而確定在將來時間的預計能量需求。
3.如權利要求2的方法，其中控制電動車的移動包括基于行程重新計劃，附加其它電動車在網(wǎng)絡上行進，或預計的能量需求在將來時間超過電能的可用量中的至少一個來修改能量使用計劃；以及將修改的能量使用計劃傳送到行進在網(wǎng)絡上的電動車。
4.如權利要求2的方法，其中，能量使用計劃提供用于路線選擇，時間表，車輛結構，或移動特征的至少一個的指令，以由行進在網(wǎng)絡上的電動車執(zhí)行。
5.如權利要求1的方法，其中控制電動車的移動包括將車輛特定的最大電能量分配給在網(wǎng)絡上行進的電動車，所述車輛特定的最大電能量通過各個電動車從電網(wǎng)需求。
6.如權利要求5的方法，其中基于分配給各個電動車的最大電能量，電動車生成各個電動車行進路線的能量使用計劃。
7.如權利要求1的方法，其中監(jiān)測電能的可用量包括監(jiān)測電網(wǎng)上電能的可用量相對于時間的變化。
8.如權利要求1的方法，其中監(jiān)測電能的可用量包括監(jiān)測在一部分電網(wǎng)上電能的可用量，且控制由該部分電網(wǎng)供電的行進在路線的子網(wǎng)絡上的電動車的移動，使得電能需求不超過該部分上電能的可用量。
9.如權利要求1的方法，其中控制電動車的移動包括創(chuàng)建網(wǎng)絡能量消耗計劃，網(wǎng)絡能量消耗計劃將能量消耗參數(shù)分配給行進在網(wǎng)絡上的電動車以防止電動車超過電網(wǎng)上電能的可用量。
10.一種網(wǎng)絡計劃器系統(tǒng)，包括: 電網(wǎng)監(jiān)測設備，其配置成監(jiān)測用于同時對一個或多個負載供電的電網(wǎng)上電能的可用量，電能的所述可用量表示可同時被消耗而不超過電網(wǎng)能力的電能的量；所述電網(wǎng)配置成通過沿多個電動車在其上行進的路線的網(wǎng)絡延伸的一個或多個導電路徑傳送電能用于遞送給電動車以對電動車供電，電動車具有車載行程計劃器系統(tǒng)； 以及一個或多個處理器，其配置成與電網(wǎng)監(jiān)測設備和電動車上的行程計劃器系統(tǒng)進行通信以控制電動車的移動，使得電動車的電能需求不超過電網(wǎng)上電能的可用量。
【文檔編號】B60L9/00GK104149643SQ201410363730
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年5月6日 優(yōu)先權日:2013年5月6日
【發(fā)明者】W·C·施庫恩梅克, D·A·埃爾德雷格, V·V·姆迪亞姆, J·K·庫珀 申請人:通用電氣公司