用于优化动力系统的性能的系统、方法和计算机软件代码.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 101960398 A(43)申请公布日 2011.01.26CN101960398A*CN101960398A*(21)申请号 200880128046.4(22)申请日 2008.12.1861/019757 2008.01.08 US12/335616 2008.12.16 USG05B 19/042(2006.01)(71)申请人通用电气公司地址美国纽约州(72)发明人 HT杨 AK库马BD沃尔登 B巴斯蒂安TW布朗(74)专利代理机构中国专利代理(香港)有限公司 72001代理人柯广华徐予红(54) 发明名称用于优化动力系统的性能的系统、方法和计算机软件代。

2、码(57) 摘要一种用于优化动力系统(17)的性能的系统，该系统包括配置成提供有关动力系统的当前操作状况的当前信息和/或动力系统的先前信息的数据装置(21)，配置成控制动力系统的操作的控制器(24)，以及配置成向控制器(24)提供至少一个控制命令以用于在操作动力系统中使用和或向用户提供具有至少一个建议的命令的用户信息以控制动力系统的处理器(20)，其中所述至少一个控制命令和/或用户信息至少部分地基于当前信息和/或先前信息。还公开一种系统和存储在计算机可读媒体上并可通过处理器来执行的计算机软件代码。(30)优先权数据(85)PCT申请进入国家阶段日2010.09.08(86)PCT申请的申请数据。

3、PCT/US2008/087520 2008.12.18(87)PCT申请的公布数据WO2009/088698 EN 2009.07.16(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 2 页说明书 7 页附图 3 页CN 101960399 A 1/2页21.一种优化动力系统的性能的系统，所述系统包括：数据装置，配置成提供有关所述动力系统的当前操作状况的当前信息和/或有关所述动力系统的先前信息；控制器，配置成控制所述动力系统的操作；以及处理器，配置成向所述控制器提供至少一个控制命令以用于在操作所述动力系统中使用和/或向用户提供具有至少一个建议的命。

4、令的用户信息以控制所述动力系统，其中所述至少一个控制命令和/或用户信息至少部分地基于所述当前信息和/或所述先前信息。2.如权利要求1所述的系统，还包括接口，所述接口配置成从所述处理器接收所述至少一个建议的命令，并使用视觉、声音和/或接触将所述至少一个建议的命令传达到所述用户。3.如权利要求1所述的系统，其中所述数据装置包括传感器，所述传感器配置成收集来自所述动力系统的数据、来自调度的信息、有关至少一个环境状况的信息和/或具有历史操作信息的数据库中包含的信息。4.如权利要求1所述的系统，其中所述处理器配置成将用于所述动力系统的性能目标与所述动力系统的实际操作参数比较，并且基于所述目标与实际操作参。

5、数之间的差异，将所述至少一个控制命令提供到所述控制器以用于操作所述动力系统来满足所述性能目标。5.如权利要求1所述的系统，其中所述处理器、所述数据装置以及所述控制器中的至少一个还配置成确定所述动力系统的操作周期，其中所述操作周期用于确定所述动力系统的当前操作参数。6.如权利要求1所述的系统，其中所述控制器、所述处理器和所述数据装置在闭环配置中配置，通过所述闭环配置来控制所述动力系统。7.如权利要求6所述的系统，其中所述闭环配置还包括允许所述操作员控制所述动力系统的接口。8.如权利要求1所述的系统，其中所述动力系统包括非公路车辆、农用车辆、运输车辆、固定的发电厂和/或海洋船只。9.如权利要求1所。

6、述的系统，其中所述处理器获得有关所述动力系统的先前拖运周期的信息，并基于所获得的有关所述先前拖运周期的信息来确定用于至少一个当前拖运周期的至少一个参数，其中所述至少一个参数用于在所述至少一个当前拖运周期期间控制所述动力系统。10.一种用于优化动力系统的性能的方法，所述方法包括：确定用于动力系统的性能目标；将所述性能目标与所述动力系统的实际操作参数比较；以及修改所述动力系统的实际性能以达到所述性能目标。11.如权利要求10所述的方法，其中确定所述性能目标还包括，确定所述动力系统执行的至少两个功能之间的等待时间。12.如权利要求10所述的方法，其中确定所述性能目标还包括，确定所述动力系统的生产率，。

7、将所述动力系统的至少一个先前任务与当前任务比较，确定所述动力系统的操作行为，确定所述动力系统的统计信息，将所述动力系统的位置与至少一个其他动力系统比较，确定所述动力系统所遇到的环境状况，和/或确定所述动力系统可能正在遇到的劣化权利要求书CN 101960398 ACN 101960399 A 2/2页3的操作模式。13.如权利要求10所述的方法，其中修改所述实际性能还包括，调整马力和/或调整所述动力系统的速度。14.如权利要求13所述的方法，其中调整马力和/或调整速度是自动执行的。15.如权利要求10所述的方法，还包括调整所述动力系统的实际性能以补偿至少一个环境状况。16.如权利要求1。

8、0所述的方法，其中确定性能目标通过从执行相同或相似任务的至少另一个动力系统获得信息来实现。17.如权利要求10所述的方法，其中所述动力系统包括非公路车辆、农用车辆、运输车辆、固定的发电厂和/或海洋船只。18.如权利要求10所述的方法，还包括：获得有关所述动力系统的先前拖运周期的信息；以及基于有关所述先前拖运周期的所获得的信息来确定用于至少一个当前拖运周期的至少一个参数，其中所述至少一个参数用于在所述至少一个当前拖运周期期间控制所述动力系统。19.一种存储在计算机可读媒体上并可通过处理器来执行的计算机软件代码，用于优化动力系统的性能，所述计算机软件代码包括：在通过所述处理器执行时用于为所述动力系。

9、统确定性能目标的计算机软件模块；在通过所述处理器执行时用于将所述性能目标与所述动力系统的实际操作参数比较的计算机软件模块；以及在通过所述处理器执行时用于修改所述动力系统的实际性能以达到所述性能目标的计算机软件模块。20.如权利要求19所述的计算机软件代码，还包括在通过所述处理器执行时用于获得有关所述动力系统的至少一个功能的信息并基于所述至少一个功能的先前性能来确定用于所述至少一个功能的新性能的至少一个参数的计算机软件模块。21.如权利要求19所述的计算机软件代码，还包括在通过所述处理器执行时用于调整所述动力系统的实际性能以补偿至少一个环境状况的计算机软件模块。权利要求书CN 10196。

10、0398 ACN 101960399 A 1/7页4用于优化动力系统的性能的系统、方法和计算机软件代码背景技术0001 本发明涉及非公路车辆，更具体来说涉及用于优化非公路车辆性能的控制系统。0002 非公路车辆(OHV)用于多种用途，例如但不限于露天开采表层矿中的拖运卡车操作。此类非公路车辆(包括电车连接的OHV和其他大型牵引车辆)共同由以驱动关系耦合到车辆的一个或多个车轴或电机轮组(motor-wheel set)的电子牵引电机来提供动力。在电机驱动或牵引操作模式中，从电力的可控源(例如，发动机驱动的牵引交流发电机/整流器/逆变器组合，或备选的是无逆变器的包括dc电机的直流驱动源)向牵引电。

11、机供应电流。牵引电机将转矩应用到车轮，这对车辆正在其上行驶的路面(例如，拖运轨迹或道路)施加切向力或牵引作用力，从而沿着路的右边(right of way)在期望的方向中推进车辆。0003 与此相反，在电(即，动态)制动操作模式中，相同的电机用作车轴驱动/车轮驱动的发电机。转矩由电机轴分别关联的车轴-车轮组对电机轴来应用，其然后在路面上施加制动作用力，从而迟滞或减慢车辆的行进。因为常规非公路车辆或电车连接的OHV中没有用于最终生成的电能的适合存储媒体，所以使用电阻网格(已知为动态制动网格或负载箱)来将电能转换成热能，然后将其排出到大气中。0004 相比之下，混合OHV和混合电车连接的OHV具有。

12、将生成的动态制动能量存储在适合的存储元件(例如电池、飞轮、超级电容器等)中的能力。这种存储的能量然后可用于OHV的牵引和/或其中的辅助系统，从而改进燃料效率。但是，无论OHV是否包括功率存储元件和/或能量耗散元件，此类组件贡献于车辆的总体大小和重量，并因此贡献于车辆的成本。虽然操作员可以熟练操作具有特定大小和/或重量的一种OHV，但是操作员的熟练程度可从OHV到OHV而变化，其中大小和/或重量可变化。0005 因为例如上文公开的那些OHV的OHV中的差异，以及操作员的技能级别、经验和/或期望，操作OHV且达到特定生产级别的成本可能变化极大。例如，多种测试已显示，仅基于操作员来说仅燃料消耗能变化。

13、高达百分之十五(15)。考虑到OHV的多种物理配置，如果操作员将以相似的操作模式来操作不同的OHV，则燃料消耗可进一步变化。0006 当利用最优OHV操作参数时，非公路车辆的拥有者和/或操作员以及使用此类车辆所在的地点(例如，但不限于露天开采矿)的拥有者将察觉到所实现的经济利益，例如但不限于更低的对矿的每吨成本、消耗率的最小化等，这可以进一步将OHV上的各个组件的组件寿命最大化。发明内容0007 本发明的实施例涉及用于优化动力系统(powered system)的性能的系统、方法和计算机可读媒体。该系统包括数据装置，该数据装置配置成提供有关动力系统的当前操作状况的当前信息和/或有关动力系统的先。

14、前信息。(如所指出的，“当前信息”是指有关动力系统的当前/同时期的操作状况的信息。“先前信息”是指有关动力系统的过去操作状况的信息。)该系统还包括配置成控制动力系统的操作的控制器。该系统还包括处理器，该处理器配置成向控制器提供至少一个控制命令以用于在操作动力系统中使用和/或向用户说明书CN 101960398 ACN 101960399 A 2/7页5提供具有至少一个建议的命令的用户信息以控制动力系统，其中所述至少一个控制命令和/或用户信息至少部分地基于当前信息和/或先前信息。0008 所述方法包括确定用于动力系统的性能目标。该方法还包括将性能目标与动力系统的实际操作参数比较。该方法还包括。

15、修改动力系统的实际性能以达到性能目标。0009 计算机软件代码存储在计算机可读媒体上并可通过处理器来执行。该计算机软件代码包括在通过处理器执行时用于为动力系统确定性能目标的计算机软件模块。该计算机软件代码还包括在通过处理器执行时用于将性能目标与动力系统的实际操作参数比较的计算机软件模块。该计算机软件代码还包括在通过处理器执行时用于修改动力系统的实际性能来达到性能目标的计算机软件模块。附图说明0010 通过参考附图中示出的本发明的特定实施例，将给出上文简短描述的本发明的更具体描述。要理解，这些附图仅示出本发明的典型实施例，并且因此不应视为限制其范围，本发明的示范实施例将通过使用附图以附加的特性和。

16、细节来描述和解释，附图中：0011 图1示出流程图，其示出用于优化非公路车辆的操作的方法的示范实施例；0012 图2示出框图，其示出从彼此获得信息的非公路车辆的示范实施例；0013 图3示出框图，其示出在优化非公路车辆的操作中使用的元件的示范实施例；0014 图4示出框图，其示出用于优化非公路车辆的操作的闭环系统的示范实施例；以及0015 图5示出非公路车辆内的接口的示范实施例。具体实施方式0016 现在将详细地对符合本发明的实施例进行参考，附图中示出这些实施例的示例。在可能的任何地方，在附图各处使用的相同引用数字指代相同或相似的部分。0017 虽然本发明的示范实施例是相对非公路车辆来描述的，。

17、但是，本发明的示范实施例还可应用于其他用途，例如但不限于农用车辆、运输车辆、固定的发电厂和/或海洋船只，其各自可使用至少一个柴油发动机或柴油内燃发动机。为此，当讨论指定的任务时，这包括要由柴油机动力系统执行的要求或任务。因此，就海洋船只应用而言，这可以指系统从当前地点到目的地的移动。在固定应用(例如但不限于固定的发电站或发电站的网络)的情况中，指定的任务可以指要由柴油机动力系统满足的瓦数的量(例如，MW/hr)或其他参数或要求。同样地，燃烧柴油的发电站的操作状况可包括速度、负载、燃烧值、时序等中的一项或多项。0018 在涉及海洋船只的一个示范实施例中，可以一起操作多个拖船(tug)，其中所有拖。

18、船正在移动相同的较大的船只，其中每个拖船在时间上联系以完成移动较大船只的任务。在另一个示范实施例中，单个海洋船只可具有多个发动机。非公路车辆(OHV)可涉及具有将泥土从地点“A”移到地点“B”的相同任务的一队车辆，其中每个OHV在时间上联系以完成该任务。就固定的发电站而言，多个发电站可分组在一起以用于统一地为特定地点和/或目的而发电。在另一个示范实施例中，提供单个发电站，但是通过多个发电机构成该单个发电站。在涉及海洋船只的一个示范实施例中，多个柴油机动力系统可以一起操作，其中所说明书CN 101960398 ACN 101960399 A 3/7页6有柴油机动力系统正在移动相同的较大的负载。

19、，其中每个系统在时间上联系以完成移动较大负载的任务。0019 此外，虽然本文公开的动力车辆和其他动力系统常常是柴油机动力系统，但是本领域技术人员将容易认识到，还可与非柴油动力的系统一起来利用本发明的实施例，例如但不限于，天然气动力系统、生物柴油机动力系统等。另外，此类非柴油机动力系统以及柴油机动力系统可包括多个发动机、其他类型的功率源和/或附加的功率源，例如但不限于电池源、电压源(例如但不限于电容器)、化学源，基于压力的源(例如但不限于弹簧和/或液压胀接(hydraulic expansion)、电流源(例如但不限于电感器)、惯性源(例如但不限于飞轮装置)、基于万有引力的功率源和/或基于热的功。

20、率源。另外，功率源可以是外部的，例如但不限于，电动力系统，其中功率从外部源自架空吊索(overhead catenary wire)、导电轨和/或磁力悬浮线圈。0020 本发明的示范实施例通过提供用于优化动力系统(例如但不限于非公路车辆)的性能的系统、方法和计算机实现的方法(如计算机软件代码)来解决本领域中的问题。本领域技术人员将认识到，能够对例如数据处理系统(包括CPU、存储器、I/O、程序存储装置、连接总线和其他适合的组件)的设备编程或以其他方式设计成有利于实施本发明的方法。这种系统将包括用于执行本发明的方法的适合程序部件。0021 而且，用于与数据处理系统一起使用的制造物品、如预先记录的。

21、盘或其他类似计算机程序产品能包括存储媒体及其上记录的程序部件，其用于指导该数据处理系统来有利于实施本发明的方法。此类设备和制造物品也落在本发明的精神和范围内。0022 广义地说，技术效果是优化动力系统的性能。为了有利于理解本发明的示范实施例，下文参考其特定实现来描述它。本发明的示范实施例可以在计算机可执行的指令的通用上下文中描述，例如程序模块，其由例如但不限于计算机的任何装置来执行，这些装置设计成接受数据、通常以高速来执行规定的数学和/或逻辑运算，其中可以显示或可不显示此类运算的结果。一般，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等。例如，构成本发明的示。

22、范实施例的基础的软件程序能采用不同的编程语言来编码以用于与不同的装置或平台一起来使用。在接下来的描述中，本发明的示例可以在采用web浏览器的web门户的上下文中描述。但是，将领会到构成本发明的示范实施例的基础的原理也能够用其他类型的计算机软件技术来实现。0023 此外，本领域技术人员将领会到，本发明的示范实施例可以与其他计算机系统配置一起来实施，包括手持装置、多处理器系统、基于微处理器或可编程的消费电子产品、小型计算机、大型计算机等。本发明的示范实施例还可以在分布式计算环境中来实施，其中任务由通过通信网络链接的远程处理装置来执行。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储器存储装置的本地和远。

23、程计算机存储媒体中。这些本地和远程计算环境可以完全地包含在动力系统内或包含在小组(consist)中的相邻动力系统内，或以板外形式(off-board)包含在路边装置(wayside device)或中央局中，其中使用无线通信。0024 在本文档中，使用了术语“OHV小组(OHV consist)”或“非公路车辆小组”。当在本文中使用时，OHV小组可以描述为具有连续的以电车来操作的一个或多个OHV，其连接在一起以便提供电机驱动能力。确切地来说，能够有引导小组以及多于一个远程小组。每个OHV小组可以具有第一OHV和尾部OHV或处于引导的电车。此外，在讨论多个连接在一起的说明书CN 10196。

24、0398 ACN 101960399 A 4/7页7OHV时，术语“小组”不应视为限制因素。OHV小组可与一起操作的多个OHV有关，其中鉴于将开采的物质置于每个OHV上时的第一地点和从每个OHV卸除(remove)开采的物质的第二地点，在每个OHV之间预期某个物理间隔。0025 正如本文所公开的，小组还可以可应用于涉及其他柴油机动力系统时，例如但不限于农用车辆、运输车辆、固定的发电厂和/或海洋推进船只，它们一起操作以便提供电机驱动、发电和/或制动能力。因此，即使本文中使用“OHV小组”，该术语也可应用于其他柴油机动力系统。相似地，可能存在子小组。例如，柴油机动力系统可具有多于一个燃烧柴油的发电。

25、单元。例如，发电厂可具有多于一个柴油电力单元，其中优化可以处于子小组级别。同样地，OHV可具有多于一个柴油功率单元。0026 现在将参考附图，描述本发明的实施例。本发明的示范实施例能够采用多种方式来实现，包括实现为系统(包括计算机处理系统)、方法(包括计算机化的方法)、设备、计算机可读媒体、计算机程序产品、图形用户接口(包括Web门户)或有形地固定在计算机可读存储器中的数据结构。下文讨论了本发明的几个实施例。0027 图1示出流程图，其示出用于优化非公路车辆的操作的方法的示范实施例。在流程图5中，在10，确定对于OHV的性能目标。性能目标可基于在站的等待时间，通常称为“在倾卸和铲挖的时间(ti。

26、me at dump and shovel)”。本领域技术人员将认识到，等待时间可以是动力系统执行的至少两次功能之间的延迟时间。站可包括将开采的物质装载或铲挖到OHV上所在的地点和/或从OHV卸除或倾卸开采的物质所在的地点。OHV的生产率还可视为例如周期每小时和/或拖运的吨数每小时。虽然公开了倾卸和铲挖，但相对本文公开的其他动力系统，本领域技术人员将认识到，倾卸和铲挖可标识为动力系统正在执行的功能。0028 性能目标还可以由OHV的操作行为和/或统计资料或统计信息来确定。例如，推进制动占空比和/或制动时间可与有关这些因素的历史数据比较。在另一个示范实施例中，性能目标可由OHV相比于其他OHV的。

27、物理位置来确定。距离可由例如调度系统(dispatch system)、对于车辆测量的路边标记和/或直接OHV到OHV测量来确定。能够控制到下一个OHV的最小距离、到下一个OHV的时间和/或拖运路线上的OHV间隔。拖运周期(haul cycle)上相等地间隔至少两个OHV有可能降低事故风险。这在具有仅支持单个车道的路段的矿中尤其重要。虽然术语“拖运周期”在本文中是特指OHV操作来讨论的，但是此术语也可以与特指本文中公开的其他动力系统的周期相关。例如，拖运周期可以与任务的段或动力系统离开然后返回到特定地点(其中它可离开特定地点以运输物质和/或活实体)的时间相关。0029 性能目标还可以由环境状况。

28、来确定。环境状况可包括天气状况，例如但不限于有雾状况、降雨状况，以及OHV在其上行驶的路面是否打滑(例如，认为车轮牵引低于指定的级别)。另外，还可以考虑OHV操作状况，例如但不限于劣化的操作模式。劣化的操作模式可包括OHV劣化的操作模式(例如但不限于过热的发动机)以及劣化的环境状况(例如但不限于OHV在至少两个站之间经过的劣化的道路)。0030 在12，执行OHV的性能目标与OHV的实际操作参数的比较。如果性能目标与操作参数之间存在差距，则在14，对OHV的实际性能进行修改以达到OHV的性能目标。这可以通过调整马力来实现，而马力通过限制产生的最大马力和/或按照逐渐的百分比按比例减小产生的马力直。

29、到满足目标性能来调整。如果马力太低，则可以提升马力。当环境状况不理说明书CN 101960398 ACN 101960399 A 5/7页8想时还可以提升马力来满足性能目标。例如，可以提升OHV的马力以经过OHV正在其上行驶的地面上的软点(soft spot)以便不失去动量。0031 修改性能还可以通过降低OHV的速度来实现，例如但不限于自限制最大速度和/或降低整个拖运周期上的OHV速度。动态OHV速度限制可与OHV在拖运周期中的位置比较。例如，当由操作员控制时，可以通过告知操作员目标速度并允许操作员保持对车辆的完全控制来控制马力和OHV速度。当马力和速度由自主控制器来控制时，如图3中所示。

30、，自主控制器命令OHV的操作。0032 在另一个示范实施例中，对OHV性能的修改基于学习OHV的拖运周期来实现。更确切地来说，在16，获得(例如，收集或访问)有关先前拖运周期的先前信息，并基于该先前拖运周期做出有关用于新的或当前拖运周期的至少一个参数的确定。然后，在新的、当前或后续拖运周期期间，部分地基于该参数来控制OHV。拖运周期可基于操作历史来学习，例如但不限于基于过去拖运周期的平均或加权的数据。使用此信息可允许缓慢地改变路线。在另一个示例中，拖运周期可对照时间和/或位置来索引。位置和/或时间可以从自倾卸和铲挖的硬点(hard point)为基准的速度来完善。另外，OHV上的左车轮与OHV。

31、上的右车轮之间的差可用于估计能用于标识拖运曲线(haul profile)的道路的曲率，其可以用于进一步优化OHV的性能。可用于学习拖运周期的其他信息可包括停止点和/或固定的路边点、路面等级中的改变以及当等级改变时OHV如何执行、GPS坐标的利用等。0033 拖运周期还可以基于与历史周期(先前)信息的偏离来定义。例如，可以基于对当前操作的相关性来选择多个存储的周期信息。可以基于操作员和/或调度系统输入从一组可能的周期来选择当前拖运周期。0034 本领域技术人员将容易认识到，流程图5可以用可存储在计算机媒体上的计算机软件代码来实现，并且可用处理器20来操作，其在下文详细公开，其中流程图5中的特定。

32、要素用计算机软件模块来实现。更确切地来说，该计算机软件代码包括在通过处理器执行时用于为动力系统确定性能目标的计算机软件模块。还包括的是在通过处理器执行时用于将性能目标与动力系统的实际操作参数比较的计算机软件模块。还包括在通过处理器执行时用于修改动力系统的实际性能以达到性能目标的计算机软件模块。该计算机软件代码还包括在通过处理器执行时用于获得有关动力系统的至少一个功能的当前信息和/或先前信息、并基于所述至少一个功能的先前性能来确定所述至少一个功能的新性能的至少一个参数的计算机软件模块。就OHV而言，所述至少一个功能可以与拖运周期关联。0035 通过使用上文公开的示范实施例，可以实现一队动力系统的。

33、改进性能。例如，就位于矿站点的一队OHV而言，可以改进减少的燃料燃烧，最小化碰撞等。此类改进还可以通过使用来自相同附近地区中的其他动力系统的信息或反馈而成为可能。反馈的类型并不受限制，而是它可包括来自工作于相同矿的其他OHV的性能信息。如图2中所示，性能目标可基于从相同附近地区中的其他动力系统获得的信息。例如，如果两个OHV彼此相随，则无线地将来自引导OHV 17的性能目标传送到尾随OHV 18。在其他示范实施例中，如果在路线上经过路边装置19，引导OHV 17可以将性能目标提供到路边装置19，路边装置19又在尾随OHV 18处于路边装置19的通信范围内时将该信息传送到尾随OHV 18。为了有。

34、利于此操作，通信装置27位于每个OHV 17、18和/或路边装置19上。本领域技术人员将容易认识到，可以利用多于两个动力系统来提供特定动力系统的性能目标。说明书CN 101960398 ACN 101960399 A 6/7页90036 图3示出框图，其示出在优化非公路车辆的操作中使用的系统的示范实施例。该系统包括处理器20。软件25(计算机可读指令)可以通过该处理器来操作。处理器20和软件25可用于确定用于OHV的性能目标。数据(包含当前和/或先前信息)通过数据装置21提供到处理器，并由此提供到软件25。数据装置21可包括多个装置，例如但不限于位于OHV上的传感器、矿调度系统和/或保持历。

35、史操作信息的数据库。处理器20和软件25还可用于将用于OHV的性能目标与OHV的实际操作参数比较，并修改OHV的实际性能以达到用于OHV的性能目标。在一个示范实施例中，从修改实际性能来达到性能目标而实现的结果通过接口22或显示器传递给操作员，如下文参考图5公开的。在另一个示范实施例中，结果被提供到如上文公开的自主控制器24，自主控制器24又提供命令信号以控制26 OHV 17。更确切地来说，当由处理器20执行软件25中的计算机可读指令时，处理器20能够向控制器24提供命令以用于操作非公路车辆和/或通过接口22向非公路车辆上的操作员提供命令。0037 本发明的示范实施例可影响性能和/或速度，例如。

36、但不限于提升、限制或提供目标速度以将燃料消耗和操作成本减到最少同时最大化组件寿命。如果在拖运的任一端、铲挖或倾卸的等待时间超过目标，则这可简单到动态地降低马力。如上所公开的，它可复杂到控制OHV的间隔或对完整拖运周期定义特定目标速度曲线(speed profile)以将能量使用减到最少。本发明的示范实施例是灵活的，以便可以利用许多不同的输入。示范输入包括对推进控制器本地可用的简单操作历史、与矿调度系统的交互和/或自主OHV控制器信息。本发明的示范实施例可以主动地控制OHV的速度和/或马力，和/或通过目标速度通告来影响驾驶员的操作。为此，本发明的示范实施例可用于一致地间隔多个OHV和/或最终控制。

37、矿输出的速率。0038 图4示出用于优化非公路车辆的操作的闭环系统的示范实施例。如所公开的，从OHV 17收集来自数据装置21的当前和/或先前信息，并将其提供到处理器20，处理器20又将该信息提供到软件25。当确定了新的操作设置时，将其提供到控制器24。如果控制器24配置成操作OHV 17，则控制器24将实现新的操作设置。如果控制器24未配置成操作OHV 17，则例如但不限于通过接口22将新的操作设置提供给操作员。示出判定门(decision gate)23以标识何处做出此判定。操作员能使用接口22来向OHV 17提供命令。当控制器正在操作OHV 17时，OHV 17和/或控制器24能够通过接。

38、口22向操作员提供有关操作设置的信息。虽然图4示出闭环配置的示范实施例，但是本领域技术人员将容易认识到其他闭环配置是可能的。0039 图5示出非公路车辆内的接口的示范实施例。本领域技术人员将容易认识到图1中公开的流程图5可以自主地(更确切地来说具有很少到没有操作员接口)来实现，和/或用操作员接口(其中上文公开的方法用于向操作员提供建议)来实现。在向操作员提供建议的情况中，必须向操作员提供接口22。在一示范实施例中，接口22通过可视指示器向操作员提供有关第一可视指示器32处的速度(实际和/或目标速度)、第二可视指示器33处的将来速度目标和/或第三可视指示器34处的加速/减速要求中至少一项的信息。。

39、0040 因为OHV的操作员(例如但不限于矿卡车驾驶员)必须将注意力集中于道路和周围环境，所以接口的最小可视化是优选的。为此，信息可通过可视指示器32、33、34以及可听指示器35传递到操作员。例如，可视信息可包括数字显示和/或图形形式中与实际速度说明书CN 101960398 ACN 101960399 A 7/7页10比较的目标速度(包括速度目标)，例如但不限于线图对时间。另外，可以在多种长度的箭头形式中显示达到目标速度的加速要求。在另一个示范实施例中，可以在操作员偏离目标速度时在频率中增加的哔哔声的形式中可听地呈现加速/减速要求。可听地提供的信息可通过扬声器35和/或通过操作员佩戴的。

40、扬声器耳机来进行。扬声器耳机可以是有线的和/或无线的。0041 在另一个示范实施例中，信息可通过物理接触来传递。例如，不是可听地呈现加速/减速要求，而是可以使用应用于操作员的皮肤区域的电流。提供附件36以用于连接到操作员。在一示范实施例中，应用于皮肤区域的电流可仅在必须传递减速要求但仅在可听指示器被忽略时并且在无法减速可能导致危险操作状况的情况中才使用。其他选项包括通过操作员控制来提供触觉反馈。0042 虽然本文中已参考多种示范实施例来描述本发明，但是本领域技术人员将理解，在不背离本发明的精神和范围的前提下，可以进行多种改变、省略和/或添加，并且可以用等效物来替代其要素。另外，在不背离本发明的范围的前提下，可以进行许多修改以使特定情况或物质适合于本发明的教导。因此，旨在不将本发明限制于作为实现本发明而设想的最佳方式来公开的特定实施例，而是本发明将包括落在所附权利要求内的所有实施例。而且，除非明确陈述，术语第一、第二等的任何使用不表示任何次序或重要性，而是术语第一、第二等用于将一个要素从另一个区分开。说明书CN 101960398 A。

摘要
申请专利号：	CN200880128046.4	申请日：	2008.12.18
公开号：	CN101960398A	公开日：	2011.01.26
当前法律状态：	驳回	有效性：	无权
法律详情：	发明专利申请公布后的驳回IPC(主分类):G05B 19/042申请公布日:20110126\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):G05B 19/042申请日:20081218\|\|\|公开
IPC分类号：	G05B19/042	主分类号：	G05B19/042
申请人：	通用电气公司
发明人：	H·T·杨; A·K·库马; B·D·沃尔登; B·巴斯蒂安; T·W·布朗
地址：	美国纽约州
优先权：	2008.01.08 US 61/019757; 2008.12.16 US 12/335616
专利代理机构：	中国专利代理(香港)有限公司 72001	代理人：	柯广华;徐予红
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内容摘要

一种用于优化动力系统(17)的性能的系统，该系统包括配置成提供有关动力系统的当前操作状况的当前信息和/或动力系统的先前信息的数据装置(21)，配置成控制动力系统的操作的控制器(24)，以及配置成向控制器(24)提供至少一个控制命令以用于在操作动力系统中使用和或向用户提供具有至少一个建议的命令的用户信息以控制动力系统的处理器(20)，其中所述至少一个控制命令和/或用户信息至少部分地基于当前信息和/或先前信息。还公开一种系统和存储在计算机可读媒体上并可通过处理器来执行的计算机软件代码。

权利要求书

1：一种优化动力系统的性能的系统，所述系统包括：数据装置，配置成提供有关所述动力系统的当前操作状况的当前信息和 / 或有关所述动力系统的先前信息；控制器，配置成控制所述动力系统的操作；以及处理器，配置成向所述控制器提供至少一个控制命令以用于在操作所述动力系统中使用和 / 或向用户提供具有至少一个建议的命令的用户信息以控制所述动力系统，其中所述至少一个控制命令和 / 或用户信息至少部分地基于所述当前信息和 / 或所述先前信息。
2：如权利要求 1 所述的系统，还包括接口，所述接口配置成从所述处理器接收所述至少一个建议的命令，并使用视觉、声音和 / 或接触将所述至少一个建议的命令传达到所述用户。
3：如权利要求 1 所述的系统，其中所述数据装置包括传感器，所述传感器配置成收集来自所述动力系统的数据、来自调度的信息、有关至少一个环境状况的信息和 / 或具有历史操作信息的数据库中包含的信息。
4：如权利要求 1 所述的系统，其中所述处理器配置成将用于所述动力系统的性能目标与所述动力系统的实际操作参数比较，并且基于所述目标与实际操作参数之间的差异，将所述至少一个控制命令提供到所述控制器以用于操作所述动力系统来满足所述性能目标。
5：如权利要求 1 所述的系统，其中所述处理器、所述数据装置以及所述控制器中的至少一个还配置成确定所述动力系统的操作周期，其中所述操作周期用于确定所述动力系统的当前操作参数。
6：如权利要求 1 所述的系统，其中所述控制器、所述处理器和所述数据装置在闭环配置中配置，通过所述闭环配置来控制所述动力系统。
7：如权利要求 6 所述的系统，其中所述闭环配置还包括允许所述操作员控制所述动力系统的接口。
8：如权利要求 1 所述的系统，其中所述动力系统包括非公路车辆、农用车辆、运输车辆、固定的发电厂和 / 或海洋船只。
9：如权利要求 1 所述的系统，其中所述处理器获得有关所述动力系统的先前拖运周期的信息，并基于所获得的有关所述先前拖运周期的信息来确定用于至少一个当前拖运周期的至少一个参数，其中所述至少一个参数用于在所述至少一个当前拖运周期期间控制所述动力系统。
10：一种用于优化动力系统的性能的方法，所述方法包括：确定用于动力系统的性能目标；将所述性能目标与所述动力系统的实际操作参数比较；以及修改所述动力系统的实际性能以达到所述性能目标。
11：如权利要求 10 所述的方法，其中确定所述性能目标还包括，确定所述动力系统执行的至少两个功能之间的等待时间。
12：如权利要求 10 所述的方法，其中确定所述性能目标还包括，确定所述动力系统的生产率，将所述动力系统的至少一个先前任务与当前任务比较，确定所述动力系统的操作行为，确定所述动力系统的统计信息，将所述动力系统的位置与至少一个其他动力系统比较，确定所述动力系统所遇到的环境状况，和 / 或确定所述动力系统可能正在遇到的劣化 2 的操作模式。
13：如权利要求 10 所述的方法，其中修改所述实际性能还包括，调整马力和 / 或调整所述动力系统的速度。
14：如权利要求 13 所述的方法，其中调整马力和 / 或调整速度是自动执行的。
15：如权利要求 10 所述的方法，还包括调整所述动力系统的实际性能以补偿至少一个环境状况。
16：如权利要求 10 所述的方法，其中确定性能目标通过从执行相同或相似任务的至少另一个动力系统获得信息来实现。
17：如权利要求 10 所述的方法，其中所述动力系统包括非公路车辆、农用车辆、运输车辆、固定的发电厂和 / 或海洋船只。
18：如权利要求 10 所述的方法，还包括：获得有关所述动力系统的先前拖运周期的信息；以及基于有关所述先前拖运周期的所获得的信息来确定用于至少一个当前拖运周期的至少一个参数，其中所述至少一个参数用于在所述至少一个当前拖运周期期间控制所述动力系统。
19：一种存储在计算机可读媒体上并可通过处理器来执行的计算机软件代码，用于优化动力系统的性能，所述计算机软件代码包括：在通过所述处理器执行时用于为所述动力系统确定性能目标的计算机软件模块；在通过所述处理器执行时用于将所述性能目标与所述动力系统的实际操作参数比较的计算机软件模块；以及在通过所述处理器执行时用于修改所述动力系统的实际性能以达到所述性能目标的计算机软件模块。
20：如权利要求 19 所述的计算机软件代码，还包括在通过所述处理器执行时用于获得有关所述动力系统的至少一个功能的信息并基于所述至少一个功能的先前性能来确定用于所述至少一个功能的新性能的至少一个参数的计算机软件模块。
21：如权利要求 19 所述的计算机软件代码，还包括在通过所述处理器执行时用于调整所述动力系统的实际性能以补偿至少一个环境状况的计算机软件模块。

说明书

用于优化动力系统的性能的系统、方法和计算机软件代码
    背景技术本发明涉及非公路车辆，更具体来说涉及用于优化非公路车辆性能的控制系统。
     非公路车辆 (OHV) 用于多种用途，例如但不限于露天开采表层矿中的拖运卡车操作。此类非公路车辆 ( 包括电车连接的 OHV 和其他大型牵引车辆 ) 共同由以驱动关系耦合到车辆的一个或多个车轴或电机轮组 (motor-wheel set) 的电子牵引电机来提供动力。在电机驱动或牵引操作模式中，从电力的可控源 ( 例如，发动机驱动的牵引交流发电机 / 整流器 / 逆变器组合，或备选的是无逆变器的包括 dc 电机的直流驱动源 ) 向牵引电机供应电流。牵引电机将转矩应用到车轮，这对车辆正在其上行驶的路面 ( 例如，拖运轨迹或道路 ) 施加切向力或牵引作用力，从而沿着路的右边 (right of way) 在期望的方向中推进车辆。
     与此相反，在电 ( 即，动态 ) 制动操作模式中，相同的电机用作车轴驱动 / 车轮驱动的发电机。转矩由电机轴分别关联的车轴 - 车轮组对电机轴来应用，其然后在路面上施加制动作用力，从而迟滞或减慢车辆的行进。因为常规非公路车辆或电车连接的 OHV 中没有用于最终生成的电能的适合存储媒体，所以使用电阻网格 ( 已知为动态制动网格或负载箱 ) 来将电能转换成热能，然后将其排出到大气中。
     相比之下，混合 OHV 和混合电车连接的 OHV 具有将生成的动态制动能量存储在适合的存储元件 ( 例如电池、飞轮、超级电容器等 ) 中的能力。这种存储的能量然后可用于 OHV 的牵引和 / 或其中的辅助系统，从而改进燃料效率。但是，无论 OHV 是否包括功率存储元件和 / 或能量耗散元件，此类组件贡献于车辆的总体大小和重量，并因此贡献于车辆的成本。虽然操作员可以熟练操作具有特定大小和 / 或重量的一种 OHV，但是操作员的熟练程度可从 OHV 到 OHV 而变化，其中大小和 / 或重量可变化。
     因为例如上文公开的那些 OHV 的 OHV 中的差异，以及操作员的技能级别、经验和 / 或期望，操作 OHV 且达到特定生产级别的成本可能变化极大。例如，多种测试已显示，仅基于操作员来说仅燃料消耗能变化高达百分之十五 (15％ )。考虑到 OHV 的多种物理配置，如果操作员将以相似的操作模式来操作不同的 OHV，则燃料消耗可进一步变化。
     当利用最优 OHV 操作参数时，非公路车辆的拥有者和 / 或操作员以及使用此类车辆所在的地点 ( 例如，但不限于露天开采矿 ) 的拥有者将察觉到所实现的经济利益，例如但不限于更低的对矿的每吨成本、消耗率的最小化等，这可以进一步将 OHV 上的各个组件的组件寿命最大化。
     发明内容本发明的实施例涉及用于优化动力系统 (powered system) 的性能的系统、方法和计算机可读媒体。该系统包括数据装置，该数据装置配置成提供有关动力系统的当前操作状况的当前信息和 / 或有关动力系统的先前信息。( 如所指出的， “当前信息” 是指有关动力系统的当前 / 同时期的操作状况的信息。 “先前信息” 是指有关动力系统的过去操作状况的信息。 ) 该系统还包括配置成控制动力系统的操作的控制器。该系统还包括处理器，该处理器配置成向控制器提供至少一个控制命令以用于在操作动力系统中使用和 / 或向用户
     提供具有至少一个建议的命令的用户信息以控制动力系统，其中所述至少一个控制命令和 / 或用户信息至少部分地基于当前信息和 / 或先前信息。
     所述方法包括确定用于动力系统的性能目标。该方法还包括将性能目标与动力系统的实际操作参数比较。该方法还包括修改动力系统的实际性能以达到性能目标。
     计算机软件代码存储在计算机可读媒体上并可通过处理器来执行。该计算机软件代码包括在通过处理器执行时用于为动力系统确定性能目标的计算机软件模块。该计算机软件代码还包括在通过处理器执行时用于将性能目标与动力系统的实际操作参数比较的计算机软件模块。该计算机软件代码还包括在通过处理器执行时用于修改动力系统的实际性能来达到性能目标的计算机软件模块。附图说明通过参考附图中示出的本发明的特定实施例，将给出上文简短描述的本发明的更具体描述。要理解，这些附图仅示出本发明的典型实施例，并且因此不应视为限制其范围，本发明的示范实施例将通过使用附图以附加的特性和细节来描述和解释，附图中：
     图 1 示出流程图，其示出用于优化非公路车辆的操作的方法的示范实施例；
     图 2 示出框图，其示出从彼此获得信息的非公路车辆的示范实施例；
     图 3 示出框图，其示出在优化非公路车辆的操作中使用的元件的示范实施例；
     图 4 示出框图，其示出用于优化非公路车辆的操作的闭环系统的示范实施例；以及
     图 5 示出非公路车辆内的接口的示范实施例。
     具体实施方式
     现在将详细地对符合本发明的实施例进行参考，附图中示出这些实施例的示例。在可能的任何地方，在附图各处使用的相同引用数字指代相同或相似的部分。
     虽然本发明的示范实施例是相对非公路车辆来描述的，但是，本发明的示范实施例还可应用于其他用途，例如但不限于农用车辆、运输车辆、固定的发电厂和 / 或海洋船只，其各自可使用至少一个柴油发动机或柴油内燃发动机。为此，当讨论指定的任务时，这包括要由柴油机动力系统执行的要求或任务。因此，就海洋船只应用而言，这可以指系统从当前地点到目的地的移动。在固定应用 ( 例如但不限于固定的发电站或发电站的网络 ) 的情况中，指定的任务可以指要由柴油机动力系统满足的瓦数的量 ( 例如， MW/hr) 或其他参数或要求。同样地，燃烧柴油的发电站的操作状况可包括速度、负载、燃烧值、时序等中的一项或多项。
     在涉及海洋船只的一个示范实施例中，可以一起操作多个拖船 (tug)，其中所有拖船正在移动相同的较大的船只，其中每个拖船在时间上联系以完成移动较大船只的任务。在另一个示范实施例中，单个海洋船只可具有多个发动机。非公路车辆 (OHV) 可涉及具有将泥土从地点 “A” 移到地点 “B” 的相同任务的一队车辆，其中每个 OHV 在时间上联系以完成该任务。就固定的发电站而言，多个发电站可分组在一起以用于统一地为特定地点和 / 或目的而发电。在另一个示范实施例中，提供单个发电站，但是通过多个发电机构成该单个发电站。在涉及海洋船只的一个示范实施例中，多个柴油机动力系统可以一起操作，其中所有柴油机动力系统正在移动相同的较大的负载，其中每个系统在时间上联系以完成移动较大负载的任务。
     此外，虽然本文公开的动力车辆和其他动力系统常常是柴油机动力系统，但是本领域技术人员将容易认识到，还可与非柴油动力的系统一起来利用本发明的实施例，例如但不限于，天然气动力系统、生物柴油机动力系统等。另外，此类非柴油机动力系统以及柴油机动力系统可包括多个发动机、其他类型的功率源和 / 或附加的功率源，例如但不限于电池源、电压源 ( 例如但不限于电容器 )、化学源，基于压力的源 ( 例如但不限于弹簧和 / 或液压胀接 (hydraulic expansion))、电流源 ( 例如但不限于电感器 )、惯性源 ( 例如但不限于飞轮装置 )、基于万有引力的功率源和 / 或基于热的功率源。另外，功率源可以是外部的，例如但不限于，电动力系统，其中功率从外部源自架空吊索 (overhead catenary wire)、导电轨和 / 或磁力悬浮线圈。
     本发明的示范实施例通过提供用于优化动力系统 ( 例如但不限于非公路车辆 ) 的性能的系统、方法和计算机实现的方法 ( 如计算机软件代码 ) 来解决本领域中的问题。本领域技术人员将认识到，能够对例如数据处理系统 ( 包括 CPU、存储器、 I/O、程序存储装置、连接总线和其他适合的组件 ) 的设备编程或以其他方式设计成有利于实施本发明的方法。这种系统将包括用于执行本发明的方法的适合程序部件。而且，用于与数据处理系统一起使用的制造物品、如预先记录的盘或其他类似计算机程序产品能包括存储媒体及其上记录的程序部件，其用于指导该数据处理系统来有利于实施本发明的方法。此类设备和制造物品也落在本发明的精神和范围内。
     广义地说，技术效果是优化动力系统的性能。为了有利于理解本发明的示范实施例，下文参考其特定实现来描述它。本发明的示范实施例可以在计算机可执行的指令的通用上下文中描述，例如程序模块，其由例如但不限于计算机的任何装置来执行，这些装置设计成接受数据、通常以高速来执行规定的数学和 / 或逻辑运算，其中可以显示或可不显示此类运算的结果。一般，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等。例如，构成本发明的示范实施例的基础的软件程序能采用不同的编程语言来编码以用于与不同的装置或平台一起来使用。在接下来的描述中，本发明的示例可以在采用 web 浏览器的 web 门户的上下文中描述。但是，将领会到构成本发明的示范实施例的基础的原理也能够用其他类型的计算机软件技术来实现。
     此外，本领域技术人员将领会到，本发明的示范实施例可以与其他计算机系统配置一起来实施，包括手持装置、多处理器系统、基于微处理器或可编程的消费电子产品、小型计算机、大型计算机等。本发明的示范实施例还可以在分布式计算环境中来实施，其中任务由通过通信网络链接的远程处理装置来执行。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储器存储装置的本地和远程计算机存储媒体中。这些本地和远程计算环境可以完全地包含在动力系统内或包含在小组 (consist) 中的相邻动力系统内，或以板外形式 (off-board) 包含在路边装置 (wayside device) 或中央局中，其中使用无线通信。
     在本文档中，使用了术语 “OHV 小组 (OHV consist)” 或 “非公路车辆小组” 。当在本文中使用时， OHV 小组可以描述为具有连续的以电车来操作的一个或多个 OHV，其连接在一起以便提供电机驱动能力。确切地来说，能够有引导小组以及多于一个远程小组。每个 OHV 小组可以具有第一 OHV 和尾部 OHV 或处于引导的电车。此外，在讨论多个连接在一起的
     OHV 时，术语 “小组” 不应视为限制因素。OHV 小组可与一起操作的多个 OHV 有关，其中鉴于将开采的物质置于每个 OHV 上时的第一地点和从每个 OHV 卸除 (remove) 开采的物质的第二地点，在每个 OHV 之间预期某个物理间隔。
     正如本文所公开的，小组还可以可应用于涉及其他柴油机动力系统时，例如但不限于农用车辆、运输车辆、固定的发电厂和 / 或海洋推进船只，它们一起操作以便提供电机驱动、发电和 / 或制动能力。因此，即使本文中使用 “OHV 小组” ，该术语也可应用于其他柴油机动力系统。相似地，可能存在子小组。例如，柴油机动力系统可具有多于一个燃烧柴油的发电单元。例如，发电厂可具有多于一个柴油电力单元，其中优化可以处于子小组级别。同样地， OHV 可具有多于一个柴油功率单元。
     现在将参考附图，描述本发明的实施例。本发明的示范实施例能够采用多种方式来实现，包括实现为系统 ( 包括计算机处理系统 )、方法 ( 包括计算机化的方法 )、设备、计算机可读媒体、计算机程序产品、图形用户接口 ( 包括 Web 门户 ) 或有形地固定在计算机可读存储器中的数据结构。下文讨论了本发明的几个实施例。
     图 1 示出流程图，其示出用于优化非公路车辆的操作的方法的示范实施例。在流程图 5 中，在 10，确定对于 OHV 的性能目标。性能目标可基于在站的等待时间，通常称为 “在倾卸和铲挖的时间 (time at dump and shovel)” 。本领域技术人员将认识到，等待时间可以是动力系统执行的至少两次功能之间的延迟时间。站可包括将开采的物质装载或铲挖到 OHV 上所在的地点和 / 或从 OHV 卸除或倾卸开采的物质所在的地点。OHV 的生产率还可视为例如周期每小时和 / 或拖运的吨数每小时。虽然公开了倾卸和铲挖，但相对本文公开的其他动力系统，本领域技术人员将认识到，倾卸和铲挖可标识为动力系统正在执行的功能。性能目标还可以由 OHV 的操作行为和 / 或统计资料或统计信息来确定。例如，推进制动占空比和 / 或制动时间可与有关这些因素的历史数据比较。在另一个示范实施例中，性能目标可由 OHV 相比于其他 OHV 的物理位置来确定。距离可由例如调度系统 (dispatch system)、对于车辆测量的路边标记和 / 或直接 OHV 到 OHV 测量来确定。能够控制到下一个 OHV 的最小距离、到下一个 OHV 的时间和 / 或拖运路线上的 OHV 间隔。拖运周期 (haul cycle) 上相等地间隔至少两个 OHV 有可能降低事故风险。这在具有仅支持单个车道的路段的矿中尤其重要。虽然术语 “拖运周期” 在本文中是特指 OHV 操作来讨论的，但是此术语也可以与特指本文中公开的其他动力系统的周期相关。例如，拖运周期可以与任务的段或动力系统离开然后返回到特定地点 ( 其中它可离开特定地点以运输物质和 / 或活实体 ) 的时间相关。
     性能目标还可以由环境状况来确定。环境状况可包括天气状况，例如但不限于有雾状况、降雨状况，以及 OHV 在其上行驶的路面是否打滑 ( 例如，认为车轮牵引低于指定的级别 )。另外，还可以考虑 OHV 操作状况，例如但不限于劣化的操作模式。劣化的操作模式可包括 OHV 劣化的操作模式 ( 例如但不限于过热的发动机 ) 以及劣化的环境状况 ( 例如但不限于 OHV 在至少两个站之间经过的劣化的道路 )。
     在 12，执行 OHV 的性能目标与 OHV 的实际操作参数的比较。如果性能目标与操作参数之间存在差距，则在 14，对 OHV 的实际性能进行修改以达到 OHV 的性能目标。这可以通过调整马力来实现，而马力通过限制产生的最大马力和 / 或按照逐渐的百分比按比例减小产生的马力直到满足目标性能来调整。如果马力太低，则可以提升马力。当环境状况不理
     想时还可以提升马力来满足性能目标。例如，可以提升 OHV 的马力以经过 OHV 正在其上行驶的地面上的软点 (soft spot) 以便不失去动量。
     修改性能还可以通过降低 OHV 的速度来实现，例如但不限于自限制最大速度和 / 或降低整个拖运周期上的 OHV 速度。动态 OHV 速度限制可与 OHV 在拖运周期中的位置比较。例如，当由操作员控制时，可以通过告知操作员目标速度并允许操作员保持对车辆的完全控制来控制马力和 OHV 速度。当马力和速度由自主控制器来控制时，如图 3 中所示，自主控制器命令 OHV 的操作。
     在另一个示范实施例中，对 OHV 性能的修改基于学习 OHV 的拖运周期来实现。更确切地来说，在 16，获得 ( 例如，收集或访问 ) 有关先前拖运周期的先前信息，并基于该先前拖运周期做出有关用于新的或当前拖运周期的至少一个参数的确定。然后，在新的、当前或后续拖运周期期间，部分地基于该参数来控制 OHV。拖运周期可基于操作历史来学习，例如但不限于基于过去拖运周期的平均或加权的数据。使用此信息可允许缓慢地改变路线。在另一个示例中，拖运周期可对照时间和 / 或位置来索引。位置和 / 或时间可以从自倾卸和铲挖的硬点 (hard point) 为基准的速度来完善。另外， OHV 上的左车轮与 OHV 上的右车轮之间的差可用于估计能用于标识拖运曲线 (haul profile) 的道路的曲率，其可以用于进一步优化 OHV 的性能。可用于学习拖运周期的其他信息可包括停止点和 / 或固定的路边点、路面等级中的改变以及当等级改变时 OHV 如何执行、 GPS 坐标的利用等。拖运周期还可以基于与历史周期 ( 先前 ) 信息的偏离来定义。例如，可以基于对当前操作的相关性来选择多个存储的周期信息。可以基于操作员和 / 或调度系统输入从一组可能的周期来选择当前拖运周期。
     本领域技术人员将容易认识到，流程图 5 可以用可存储在计算机媒体上的计算机软件代码来实现，并且可用处理器 20 来操作，其在下文详细公开，其中流程图 5 中的特定要素用计算机软件模块来实现。更确切地来说，该计算机软件代码包括在通过处理器执行时用于为动力系统确定性能目标的计算机软件模块。还包括的是在通过处理器执行时用于将性能目标与动力系统的实际操作参数比较的计算机软件模块。还包括在通过处理器执行时用于修改动力系统的实际性能以达到性能目标的计算机软件模块。该计算机软件代码还包括在通过处理器执行时用于获得有关动力系统的至少一个功能的当前信息和 / 或先前信息、并基于所述至少一个功能的先前性能来确定所述至少一个功能的新性能的至少一个参数的计算机软件模块。就 OHV 而言，所述至少一个功能可以与拖运周期关联。
     通过使用上文公开的示范实施例，可以实现一队动力系统的改进性能。例如，就位于矿站点的一队 OHV 而言，可以改进减少的燃料燃烧，最小化碰撞等。此类改进还可以通过使用来自相同附近地区中的其他动力系统的信息或反馈而成为可能。反馈的类型并不受限制，而是它可包括来自工作于相同矿的其他 OHV 的性能信息。如图 2 中所示，性能目标可基于从相同附近地区中的其他动力系统获得的信息。例如，如果两个 OHV 彼此相随，则无线地将来自引导 OHV 17 的性能目标传送到尾随 OHV 18。在其他示范实施例中，如果在路线上经过路边装置 19，引导 OHV 17 可以将性能目标提供到路边装置 19，路边装置 19 又在尾随 OHV 18 处于路边装置 19 的通信范围内时将该信息传送到尾随 OHV 18。为了有利于此操作，通信装置 27 位于每个 OHV 17、 18 和 / 或路边装置 19 上。本领域技术人员将容易认识到，可以利用多于两个动力系统来提供特定动力系统的性能目标。
     图 3 示出框图，其示出在优化非公路车辆的操作中使用的系统的示范实施例。该系统包括处理器 20。软件 25( 计算机可读指令 ) 可以通过该处理器来操作。处理器 20 和软件 25 可用于确定用于 OHV 的性能目标。数据 ( 包含当前和 / 或先前信息 ) 通过数据装置 21 提供到处理器，并由此提供到软件 25。数据装置 21 可包括多个装置，例如但不限于位于 OHV 上的传感器、矿调度系统和 / 或保持历史操作信息的数据库。处理器 20 和软件 25 还可用于将用于 OHV 的性能目标与 OHV 的实际操作参数比较，并修改 OHV 的实际性能以达到用于 OHV 的性能目标。在一个示范实施例中，从修改实际性能来达到性能目标而实现的结果通过接口 22 或显示器传递给操作员，如下文参考图 5 公开的。在另一个示范实施例中，结果被提供到如上文公开的自主控制器 24，自主控制器 24 又提供命令信号以控制 26 OHV 17。更确切地来说，当由处理器 20 执行软件 25 中的计算机可读指令时，处理器 20 能够向控制器 24 提供命令以用于操作非公路车辆和 / 或通过接口 22 向非公路车辆上的操作员提供命令。
     本发明的示范实施例可影响性能和 / 或速度，例如但不限于提升、限制或提供目标速度以将燃料消耗和操作成本减到最少同时最大化组件寿命。如果在拖运的任一端、铲挖或倾卸的等待时间超过目标，则这可简单到动态地降低马力。如上所公开的，它可复杂到控制 OHV 的间隔或对完整拖运周期定义特定目标速度曲线 (speed profile) 以将能量使用减到最少。本发明的示范实施例是灵活的，以便可以利用许多不同的输入。示范输入包括对推进控制器本地可用的简单操作历史、与矿调度系统的交互和 / 或自主 OHV 控制器信息。本发明的示范实施例可以主动地控制 OHV 的速度和 / 或马力，和 / 或通过目标速度通告来影响驾驶员的操作。为此，本发明的示范实施例可用于一致地间隔多个 OHV 和 / 或最终控制矿输出的速率。
     图 4 示出用于优化非公路车辆的操作的闭环系统的示范实施例。如所公开的，从 OHV 17 收集来自数据装置 21 的当前和 / 或先前信息，并将其提供到处理器 20，处理器 20 又将该信息提供到软件 25。当确定了新的操作设置时，将其提供到控制器 24。如果控制器 24 配置成操作 OHV 17，则控制器 24 将实现新的操作设置。如果控制器 24 未配置成操作 OHV 17，则例如但不限于通过接口 22 将新的操作设置提供给操作员。示出判定门 (decision gate)23 以标识何处做出此判定。操作员能使用接口 22 来向 OHV 17 提供命令。当控制器正在操作 OHV 17 时， OHV 17 和 / 或控制器 24 能够通过接口 22 向操作员提供有关操作设置的信息。虽然图 4 示出闭环配置的示范实施例，但是本领域技术人员将容易认识到其他闭环配置是可能的。
     图 5 示出非公路车辆内的接口的示范实施例。本领域技术人员将容易认识到图 1 中公开的流程图 5 可以自主地 ( 更确切地来说具有很少到没有操作员接口 ) 来实现，和/ 或用操作员接口 ( 其中上文公开的方法用于向操作员提供建议 ) 来实现。在向操作员提供建议的情况中，必须向操作员提供接口 22。在一示范实施例中，接口 22 通过可视指示器向操作员提供有关第一可视指示器 32 处的速度 ( 实际和 / 或目标速度 )、第二可视指示器 33 处的将来速度目标和 / 或第三可视指示器 34 处的加速 / 减速要求中至少一项的信息。
     因为 OHV 的操作员 ( 例如但不限于矿卡车驾驶员 ) 必须将注意力集中于道路和周围环境，所以接口的最小可视化是优选的。为此，信息可通过可视指示器 32、 33、 34 以及可听指示器 35 传递到操作员。例如，可视信息可包括数字显示和 / 或图形形式中与实际速度比较的目标速度 ( 包括速度目标 )，例如但不限于线图对时间。另外，可以在多种长度的箭头形式中显示达到目标速度的加速要求。在另一个示范实施例中，可以在操作员偏离目标速度时在频率中增加的哔哔声的形式中可听地呈现加速 / 减速要求。可听地提供的信息可通过扬声器 35 和 / 或通过操作员佩戴的扬声器耳机来进行。扬声器耳机可以是有线的和 / 或无线的。
     在另一个示范实施例中，信息可通过物理接触来传递。例如，不是可听地呈现加速 / 减速要求，而是可以使用应用于操作员的皮肤区域的电流。提供附件 36 以用于连接到操作员。在一示范实施例中，应用于皮肤区域的电流可仅在必须传递减速要求但仅在可听指示器被忽略时并且在无法减速可能导致危险操作状况的情况中才使用。其他选项包括通过操作员控制来提供触觉反馈。
     虽然本文中已参考多种示范实施例来描述本发明，但是本领域技术人员将理解，在不背离本发明的精神和范围的前提下，可以进行多种改变、省略和 / 或添加，并且可以用等效物来替代其要素。另外，在不背离本发明的范围的前提下，可以进行许多修改以使特定情况或物质适合于本发明的教导。因此，旨在不将本发明限制于作为实现本发明而设想的最佳方式来公开的特定实施例，而是本发明将包括落在所附权利要求内的所有实施例。而且，除非明确陈述，术语第一、第二等的任何使用不表示任何次序或重要性，而是术语第一、第二等用于将一个要素从另一个区分开。