为可持续铁路提供动力：业内人士对 Trip Optimizer™ 演变的看法

作者：William Schoonmaker 和 Kiron Viegas

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简介：背景故事

随着 Trip Optimizer 在燃料优化方面实现了新的里程碑，每五天为铁路节省了超过一百万加仑的燃料，这是一个回顾的绝佳机会。这个故事表明，创新之路不是线性的，没有客户的积极参与，就不可能取得任何伟大的成就。

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这一切都始于 2005 年。一个研发小组正在研究电池电力机车的概念。为了支持这项工作，一组工程师正在研究列车操作员的驾驶模式，以了解电池供电的机车充电和放电需要什么。在这样做的过程中，他们发现一个操作员和另一个操作员之间存在巨大的差异。对这种驾驶模式变化的识别产生了两个影响：首先，它使再生制动模型无法预测。第二：它表明列车的运行效率严重低下，导致燃料消耗和磨损增加。因此，技术团队开发了一种列车驾驶算法，该算法遵循所有正确的规则，以始终如一、明智地驾驶火车。当他们完成后，他们意识到他们立即有机会在普通柴油列车上使用这种集成了自动化功能的新算法。这就是 Trip Optimizer 的灵感来源。

产品演变

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Trip Optimizer 最初是列车的智能巡航控制系统，它会考虑地形、列车构成、速度限制和运行条件，以计算最佳速度分布和行程计划。最初，Trip Optimizer 仅控制一个列车元素：油门。随着时间的推移，这扩展到控制动态制动，后来扩展到空气制动建议。然后，Trip Optimizer与分布式电源集成在一起，创建了独立于自动的分布式电源功能，该功能允许其在遥控器异步运行的情况下控制更长的列车。由于这种列车操控功能，机组人员能够自动控制更长、更重的列车。随后引入了更多节油功能，包括智能HPT，它通过在不影响速度的情况下自动降低每吨列车的马力来优化列车性能，以及在网络上重新分配和优化集合松弛时间的Pacing。最近，增加了自动空气制动控制系统，它扩大了行程优化器的运行范围，从而进一步节省了燃油。

沿途发生的另一个有趣的事情是火车变大了。当最初构思行程优化器的想法时，一列大型列车的重量为10或12,000吨。如今，32,000吨是一列大型火车。这大大增加了机车拉动的列车的规模。然而，Trip Optimizer 不断进行调整，通过优化燃油节省和改善列车操控性来跟上这一变化的步伐。

制定解决方案：客户反馈

在 Trip Optimizer 的整个开发过程中，我们的客户（全球行业领先的货运铁路）塑造了解决方案。从第一届用户大会开始，Trip Optimizer是根据客户的意见设计的，当时我们分享了Trip Optimizer屏幕的模型，我们收到了很多反馈。实际上，客户的意见推动或启发了Trip Optimizer的开发，这些意见对其设计和功能集至关重要。经常是乘客在查看他们的列车是如何运行的，然后说：如果Trip Optimizer要在我的铁路上运行，它必须能够像人们一样做。因此，我们与客户密切合作，确保解决方案满足他们的铁路需求。

平台架构

自问世以来，Trip Optimizer就旨在实时控制机车。最初，最快的方法是将 Trip Optimizer 代码与控制系统代码放在同一位置，这样它就可以直接控制油门和制动。而且，尽管它很快上市，但我们最终找到了一个与机车控制系统代码交织在一起的平台。因此，尽管它成功且运行良好，但维护起来却变得很麻烦。

结果，随着时间的推移，Trip Optimizer 代码从控制系统软件中分离出来。如今，Trip Optimizer 基于两个平台选项在自己的高性能环境中运行：1) GoLinc™，这是一款业界公认的 HPEAP 网络、通信和应用程序管理平台，适用于铁路行业。以及 2) 配备 CPU 1900 的列车管理计算机。它使用符合AAR的基于消息的接口进行通信，使Trip Optimizer能够与任何使用该语言的机车系统集成。此外，该平台架构可以加快产品发布速度，从而为运营商提供快速增强和细微修复，从而获得最佳的行程优化器体验。简而言之：独立平台架构为我们的客户带来了巨大好处，他们现在可以在整个机车车队中享受通用用户界面和可扩展的燃油节省所带来的全部好处。

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好处：

行程优化器通过四种基本方式为货运铁路提供帮助：

• 节省燃料并减少排放：以最佳方式驾驶列车可以节省燃料。Trip Optimizer 的模块化系统架构允许逐步分阶段集成增强的节油功能。这使客户能够增加并逐步扩大燃料节省规模，以最好地实现其运营和可持续发展的环境目标，包括节省30％的燃料。
• 改善列车操控性：Trip Optimizer 允许客户建造他们想要的火车，并让物理和自动化使用算法提供列车操控性。它是操作员的工具，使列车操作变得容易。
• 减少机车磨损：借助 Trip Optimizer，可以减少列车内的力，从而减少机车的磨损。
• 提高态势感知能力：通过提供滚动地图，操作员能够深入了解即将到来的轨道状况。

作者简介：

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William Schoonmaker 是 Wabtec 的产品经理。William 在开发和实施货运列车控制产品方面拥有超过 25 年的经验，其中包括在 Trip Optimizer 上工作超过 10 年。

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Kiron Viegas 是 Wabtec 的产品经理。Kiron在技术行业从事工程和产品管理工作超过25年，热衷于解决货运铁路运营中的可持续发展和自动化挑战。