CN105848982B - 管理煤水车上气体燃料的供应 - Google Patents

Abstract

用于为机车引擎加燃料的煤水车上气体燃料的供应需要多种操作模式的协调以便在操作用于递送、加燃料、排放、捕获和存储气体燃料的部件时改善安全性和效率。一种用于管理煤水车上气体燃料的供应的方法和设备包括：在所述煤水车上接收来自所述机车的命令信号，所述命令信号命令将气体燃料从所述煤水车递送到所述机车；将至少一个状态信号从所述煤水车传递到所述机车，所述至少一个状态信号指示所述煤水车的状态；将所述煤水车的多种操作模式表示为多个状态；以及响应于所述命令信号和所述至少一个状态信号在所述多个状态之间转换。

Description

管理煤水车上气体燃料的供应

技术领域

本申请涉及一种管理用于机车的煤水车上气体燃料的供应的技术，并且更具体地说涉及管理所述煤水车的各种操作模式的协调。

背景技术

液化天然气(LNG)越来越广泛地被认为是用于机车引擎的燃料。LNG是在本文被限定为在标准温度和压力下处于气体状态的任意燃料的气体燃料，出于本公开的目的所述标准温度和压力分别被限定为20摄氏度(℃)以及1大气(atm)。气体燃料在本公开中还可称为燃气。当这些引擎以LNG为燃料(与以柴油为燃料相比)时，可减少排放物并且降低燃料的成本。

在常规的燃料机车中，柴油存储在定位在机车上的罐体中。机车引擎控制器控制燃料泵，所述燃料泵以预定的压力将柴油递送到引擎。在以LNG为燃料的机车中，液化气体燃料存储在专门构建的罐体中，所述罐体位于与所述机车相连接的煤水车上。在需要比一辆机车可提供的动力更多的动力，或需要比一辆煤水车可提供的燃料更多的燃料的应用中，一辆或多辆煤水车可存储用于一辆或多辆机车的气体燃料。

出于多种原因，与递送柴油燃料相比，将气体燃料从煤水车递送到机车引擎固有地更为复杂。由于必须在低温泵可有效泵送液化气体燃料之前必须冷却的低温泵的启动延迟，在将气体燃料递送到机车中可能存在延迟。气体燃料从煤水车递送，所述煤水车可从机车拆卸下来。必须考虑安全问题以确保在煤水车与机车分离的情况下气体燃料不会从燃料系统泄漏。气体燃料在其存储位置与燃烧位置之间行进的距离相当大，这可能进一步对启动延迟产生不利影响并且增加气体燃料在停用之后排放的可能性。正常地，气体燃料在其被引入进气系统或机车引擎的燃烧室之前从液态转换成气体或超临界状态。气体燃料压力和温度被调节成使得燃料喷射计量可被控制。这包括控制低温泵以将燃料的压力维持在预定范围内，并且确保递送到引擎的燃料的温度高于预定最小值，以使得燃料系统部件不被损坏并且防止冻结。

1999年3月30日颁发给White等人(下文称White)的美国专利号5,887,567公开用于承载在平板车上的燃料容器与机车之间的低温流体的天然气燃料系统。公开用于将LNG从容器递送到机车的两种构型。在第一构型中，定位在平板车上的滑橇式框架上的控制系统将汽化的气体燃料递送到机车。控制系统包括一个或多个泵、测量仪、控制装置和汽化器。在第二构型中，液态LNG被供应到机车引擎的燃烧室。White没有公开控制系统如何在机车引擎和煤水车的许多操作状态下起作用。

技术发展水平缺乏在煤水车的各种操作模式期间管理所述煤水车的气体燃料的供应的技术。本方法和设备提供一种用于管理煤水车上气体燃料的供应的改进技术。

发明内容

一种用于管理用于机车的煤水车上气体燃料的供应的改进设备包括煤水车控制器，所述煤水车控制器被构造来与泵送和汽化设备以及通信链路对接以便与机车控制器交换信息。煤水车控制器被编程来(1)通过通信链路从机车控制器接收命令信号，所述命令信号命令将气体燃料从煤水车递送到机车；(2)通过通信链路将至少一个状态信号传递到机车控制器，所述至少一个状态信号指示煤水车的状态；以及(3)利用状态机管理煤水车的多种操作模式。所述状态机响应于命令信号和至少一个状态信息以便在相应的操作模式之间转换。通信链路可包括数字接口、模拟接口、同步通信总线和异步通信总线中的至少一个。通信链路优选地可与煤水车分离。气体燃料可以是丁烷、乙烷、氢气、甲烷、丙烷、天然气和这些燃料的混合物中的至少一种。

在优选实施方案中，煤水车控制器进一步被编程来从机车控制器接收状态信号。所述状态信号是机车与煤水车握手信号并且命令信号是气体燃料请求信号。至少一个状态信号包括煤水车与机车握手信号、煤水车无故障信号以及指示煤水车准备好递送气体燃料的煤水车就绪信号。

状态机包括表示多种操作模式的多个状态。所述多个状态包括以下中的至少一个：备用状态、启动状态、递送状态、再填充状态、禁用状态和排放状态。煤水车控制器进一步可被编程来在状态机处于备用状态、启动状态、再填充状态、禁用状态和排放状态中的一个时禁止将气体燃料递送到机车。煤水车控制器进一步可被编程来在机车控制器向煤水车控制器发送停用信号时禁止将气体燃料递送到机车。煤水车控制器可被构造来致动填充管中的至少一个阀门并且被编程来在状态机处于再填充状态时命令所述至少一个阀门打开。煤水车控制器可被构造来致动排放管中的至少一个阀门并且被编程来在状态机处于排放状态时命令所述至少一个阀门打开。

一种管理用于机车的煤水车上气体燃料的供应的改进方法包括：在煤水车上接收来自机车的命令信号，所述命令信号命令将气体燃料从煤水车递送到机车；将至少一个状态信号从煤水车传输到机车，所述至少一个状态信号指示煤水车的状态；将煤水车的多种操作模式表示为多个状态；以及响应于命令信号和至少一个状态信号在多个状态之间转换。

在优选实施方案中，所述方法还包括从机车接收状态信号。所述状态信号是机车与煤水车握手信号并且所述命令信号是气体燃料请求信号。至少一个状态信号包括煤水车与机车握手信号、煤水车无故障信号以及指示煤水车准备好递送气体燃料的煤水车就绪信号。

多个状态包括以下中的至少一个：备用状态、启动状态、递送状态、再填充状态、禁用状态和排放状态。所述方法还可包括在机车的当前状态处于备用状态、启动状态、再填充状态、禁用状态和排放状态中的至少一个时禁止将气体燃料递送到机车。所述方法还可包括在机车向煤水车发送停用信号时禁止将气体燃料递送到机车。所述方法还可包括在机车的当前状态是再填充状态时命令填充管中的至少一个阀门打开。所述方法还可包括在机车的当前状态是排放状态时命令排放管道中的至少一个阀门打开。

附图说明

图1是根据一个实施方案的机车和煤水车的示意图。

图2是在图2的煤水车的煤水车控制器中编程的控制系统的状态图。

具体实施方式

参考图1，示出与煤水车20相连接的机车10。机车控制器30控制引擎40的操作。气体燃料供应模块60控制低温容器50与引擎40之间的气体燃料的递送。泵送和汽化设备80包括低温泵(未示出)和汽化器(未示出)，分别用于加压和汽化存储在低温容器50中的液化气体燃料。示例性液化气体燃料是LNG和液化甲烷，以及这些燃料与其他气体燃料的混合物。如本领域技术人员将了解，泵送和汽化设备80中存在多个其他部件，所述多个其他部件在低压气体燃料系统和/或高压气体燃料系统中采用。煤水车控制器70控制泵送和汽化设备80的操作以将气体燃料从低温容器50(以液态存储在所述低温容器中)取出并且将其以气态或超临界状态通过管道100递送到引擎40。控制器30和控制器70被构造来与通信链路110对接以便在它们之间交换信息。通信链路110可包括数字接口、模拟接口、同步通信总线和异步通信总线中的至少一个。在优选实施方案中，通信链路110是双向通信链路，其中机车控制器30向煤水车控制器70发送信息，并且煤水车控制器70向机车控制器30发送信息。通信链路110包括耦接使得在煤水车20与机车10分离的情况下所述通信链路110可与控制器30或控制器70分离。

机车控制器30和煤水车控制器70各自可包括硬件和软件部件。硬件部件可包括数字电子部件和/或模拟电子部件。在本文的实施方案中，机车控制器30和煤水车控制器70各自包括用于存储和执行程序的处理器和存储器，存储器包括一个或多个永久性存储器(诸如，FLASH、EEPROM和硬盘)以及临时存储器(诸如，SRAM和DRAM)。如本文所使用的，术语算法和状态机指的是专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享的、专用的或群组的)和存储器、组合逻辑电路、和/或提供所描述的功能性的其他合适的部件。

现在参考图2，根据一个实施方案示出用于管理煤水车20上气体燃料的供应的控制系统200。控制系统200包括以状态机的形式在煤水车控制器70中编程的算法，所述算法响应于来自机车控制器30通过通信链路110发送的请求并且响应于来自低温容器50以及泵送和汽化设备80中或周围的传感器(统称为“传感器”)表示煤水车20的多个操作参数的信号。状态S1、S2、S3、S4、S5和S6(统称为S1-6)表示用于煤水车20上气体燃料的供应的管理状态，所述管理状态还被称为用于煤水车20的操作模式。转换T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7、T8、T9、T10、T11、T12、T13和T14(统称为T1-14)表示在满足相应的预定条件时发生的相应对状态S1-6之间的转换。预定条件可以是从机车控制器30接收的信号，从传感器接收的信号，从人工输入接收的信号以及从下文将更详细描述的其他源接收的信号。

现在更详细地论述状态S1-6。状态S1-6的定义在下表1中总结。状态S1被称为“备用”并且是在煤水车控制器70通电时的初始状态。在此状态中，未检测到故障并且煤水车控制器70正等待以来自机车控制器30的信号的形式、通过通信链路110发送并且来自传感器的输入以转换成其他状态。状态S2被称为“启动”并且是煤水车控制器70使煤水车20准备好能够将气体燃料递送到机车10的状态。泵送和汽化设备80中的部件可能需要时间来在完全起作用之前使装置处于操作温度。也就是说，泵送室需要被冷却到低温温度并且在汽化器中必须存在足够可用的热量以防止在引入液化气体时冻结。因此，在状态S2中，针对各种操作参数(诸如气体燃料水平和/或量、可用的冷却液流和环境温度)监测传感器，以使得液化气体燃料可被汽化并加压到适合于递送到引擎40的公差范围内的一个或多个预定目标值。状态S3被称为“递送”并且在此状态中，气体燃料可供应到引擎40以使得气体燃料压力维持在公差范围内的的预定目标值处。状态S4被称为“再填充”并且在此状态中，其中低温容器50，例如从加燃料设施，将要(再)充满(本文也已知‘加燃料’)或正在(再)充满液化气体燃料。在此状态期间，气体燃料通过管道100到引擎40的递送被中止。低温容器50中的液化气体燃料的水平和/或量被监测以确定再填充操作何时完成。可能的是，加燃料设施例如可基于背压或通过填充管(未示出)的流体流率来检测低温容器50何时充满，并且可相应地通知煤水车控制器70。可替代地或另外地，煤水车控制器70可通过从传感器接收信号来直接监测再填充过程并且可将反馈提供给再填充操作者(例如位于加燃料设施处)。煤水车控制器70命令一个或多个阀门(未示出)打开通过填充管的通道，所述填充管允许低温容器50被再填充。状态S5被称为“禁用”并且是在下述情况下进入的状态：当煤水车控制器70不能够将气体燃料压力维持在公差范围内的预定目标值时，或煤水车控制器70不能维持煤水车20的正常操作(所述正常操作是煤水车在其他状态的任意状态中的正常功能)时。存在可能导致控制系统200进入并保持在状态S5的多种故障.此类故障的非限制性实例包括受限的或没有气体燃料从低温容器50流动通过管道110；缺乏电力或空气供应；机械、传感器或控制系统故障；以及气体燃料泄漏或热事件的检测。状态S6被称为“排放”并且是低温容器50将要或正在排放液化气体燃料的状态。在此状态期间，气体燃料通过管道100到引擎40的递送被中止。煤水车控制器70控制一个或多个阀门(未示出)以允许液化气体燃料通过排放管(未示出)排放并且监测低温容器50中液化气体燃料的水平和/或蒸汽压力以确定容器何时排空。在可替代的实施方案中，填充管和排放管可以是同一根管，或者它们可以共享同一根管的一部分。例如，当煤水车20正在被维护时，低温容器50被排空。存在可排空低温容器50的多种方式。优选地，由于大量燃料可能存在于容器中，液化气体燃料返回到存储装置或加燃料设施。煤水车控制器70可在排放操作正在进行时向存储装置或加燃料设施提供低温容器50中的液化气体燃料水平和/或蒸汽压力。

表1

现在更详细地论述引起转换T1-14的预定条件。如本文所提及的，机车控制器30通过通信链路110将命令和状态信号传输到煤水车控制器70。类似地，煤水车控制器70基于从煤水车20上的传感器接收的信号生成状态信号并且将这些状态信号的指定状态信号通过通信链路110传输到机车控制器30。来自机车控制器30和煤水车控制器70的这些命令和状态信号，以及来自其他源的信号被输入到控制系统200中并且目的是引起相应状态S1-6之间的相应转换T1-14。在优选实施方案中，引起转换T1-14的信号列于下表2中。表2中的信号是可具有真值和假值的二进制型信号。在其他实施方案中，可采用其他信号类型来向煤水车控制器70提供等效信息，并且可在控制系统200中采用多种类型的信号。当表2中的信号具有真值时，这是指信号描述是真实的。例如，当信号SIG1(“煤水车握手”)是真实的时，煤水车控制器70将握手信号发送到机车控制器30，所述握手信号指示所述煤水车控制器70连接到通信链路110并且准备好响应来自机车控制器30的命令和状态信号，并且当信号SIG1是假的时，所述煤水车控制器70没有准备好响应命令和状态信号。类似地，当信号SIG5(“机车握手”)是真实的时，机车控制器30将握手信号发送到煤水车控制器70，所述握手信号指示所述机车控制器30连接到通信链路110并且准备好响应来自煤水车控制器70的命令和状态信号，并且当信号SIG5是假的时，所述机车控制器30没有准备好响应命令和状态信号。在其他实施方案中，握手信号SIG1和握手信号SIG5可以是交替类型信号，所述交替类型信号通过连续地在两个或更多个值之间交替来向相应控制器30和70提供相应握手。当信号SIG2(“气体请求”)是真实的时，那么机车控制器30请求将气体燃料递送到机车10，并且当所述信号SIG2是假的时，所述机车控制器30不请求递送气体燃料。当SIG3(“无故障”)是真实的时，那么煤水车20无故障，并且当SIG3是假的时，在煤水车上存在妨碍正常功能的至少一个故障。当信号SIG4(“就绪”)是真实的时，那么煤水车20准备好将气体燃料递送到机车10，并且当所述信号SIG4是假的时，所述煤水车20未准备好。当信号SIG6(“再填充”)是真实的时，那么煤水车20将被加燃料，并且当所述信号SIG6是假的时，所述煤水车20将不被加燃料。信号SIG6在加燃料之前或期间可以是真实的，并且在加燃料已经完成或被打断之后，信号SIG6变成假的或者是假的。当信号SIG7(“排放”)是真实的时，那么煤水车20将被排空或正在排放，并且当所述信号SIG7是假的时，所述煤水车20将不被排空。信号SIG7可以在排放之前或期间是真实的，并且在排放已经完成或被打断之后，信号SIG7变成假的或者是假的。表2中的“源”列指示信号源自机车控制器30还是源自煤水车控制器70。

表2

返回图2，现在更详细地论述转换T1-14。在下表3中总结引起转换T1-14的信号和它们的值。转换T1是指控制系统200从状态S1(“备用”)转换成状态S2(“启动”)，这在煤水车控制器70接收带有真值的信号SIG2(“气体请求”)时发生。在状态S2中，煤水车控制器70使泵送和汽化设备80中的部件准备用于操作。例如，在优选实施方案中，泵送和汽化设备80包括容器50外部的低温泵。煤水车控制器70命令泵送和汽化设备80开始冷却低温泵以便降低液化气体燃料在递送到低温泵时的汽化，由此改善泵送效率。当低温泵泵送液化气体燃料和汽化气体燃料时，泵性能和效率降低。当低温泵位于容器50外部时，所述低温泵的启动时间可以减少。在某些应用中，在泵送和汽化设备80中可存在其他部件，所述其他部件需要“预热”时间，诸如液压泵和用于汽化器的热源。

转换T2是指控制系统200从状态S2(“启动”)转换成状态S3(“递送”)，这在煤水车控制器70检测到泵送和汽化设备80准备好在预定效率内将气体燃料递送到机车10时发生。低温泵和设备80中相关管已经冷却或被冷却以使得在上游或在低温泵内汽化液化气体燃料的可能性降低。需要“启动”过程的其他部件准备好用于操作。煤水车控制器70在气体燃料准备好被递送时生成带有真值的信号SIG4(“就绪”)。

转换T3是指控制系统200从状态S3(“递送”)转换成状态S1(“备用”)，这在煤水车控制器70接收带有假值的信号SIG2(“气体请求”)时发生。这可在机车控制器30请求停用时发生。当控制转换从状态S3到状态S1，或者从气体燃料存在于管道100中的任意状态到状态S1时，煤水车控制器70可致动气体燃料供应模块60中的部件(未示出)以捕获管道100中的气体燃料(“停用气体”)并且使其返回到低温容器50，可替代地或另外地，停用气体(其至少一部分)可被引导到用于暂时存储和后续恢复的蓄能器(未示出)，引入引擎40或者另外用来，例如，为辅助动力单元提供燃料。煤水车20与机车10之间的距离意味着管道100中可存在相对大量的气体燃料，所述气体燃料如果被允许排放到大气中将浪费地增加温室气体排放量并且在一些司法管辖区可能违反排放法规。通过捕获和存储停用气体，降低排放到大气并且增加整体燃料效率。

转换T4是指控制系统200从状态S2(“启动”)转换成状态S1(“备用”)，这在煤水车控制器70接收带有假值的信号SIG2(“气体请求”)时发生。类似于转换T3，转换T4可在机车控制器30请求停用时发生。管道100中的停用气体可被捕获并存储用于后续恢复，引入引擎40，或用于其他用途。

转换T5是指控制系统200从状态S1(“备用”)转换成状态S4(“再填充”)，这可在煤水车控制器70从传感器或煤水车20上的开关、或从指示加燃料将开始的加燃料设施(从设施控制器或操作者的人工输入)接收带有真值的加燃料信号时发生。检测策略可由煤水车控制器70采用来检测低温容器50与加燃料设施之间的管的连接以及煤水车20的准备就绪以接收液化气体燃料，以使得煤水车控制器70可命令填充管中的一个或多个阀门打开。正常地，引擎40在低温容器50正在再填充时不操作。

转换T6是指控制系统200从状态S4(“再填充”)转换成状态S1(“备用”)，这在煤水车控制器70在加燃料过程之前或期间、或者在加燃料过程已经完成之后接收带有假值的加燃料信号时发生。检测策略可由煤水车控制器70采用来检测加燃料的完成，以使得煤水车控制器70可命令填充管中的一个或多个阀门关闭。

转换T7是指控制系统200从状态S5(“停用”)转换成状态S1(“备用”)。煤水车控制器70生成带有真值的信号SIG3(“无故障”)，无论何时当前状态从状态S5(“禁用”)转换成另一状态，所述信号SIG3随后传输到机车控制器30。此转换在煤水车控制器70确定在故障的原因被消除、或修复或不再存在之后不存在故障以及，如果需要，在煤水车控制器70已经接收操作者确认故障的输入时发生。

转换T8是指控制系统200从状态S4(“再填充”)转换成状态S5(“禁用”)。煤水车控制器70生成带有假值的信号SIG3(“无故障”)，无论何时当前状态从任意其他状态转换成状态S5(“禁用”)，所述信号SIG3随后传输到机车控制器30。这在煤水车控制器70检测到故障情况时发生。在转换T8中，这可在煤水车控制器70确定加燃料可不再继续(这可能是由于上文在状态S5的论述中描述的各种故障)时发生。当离开状态S4时，煤水车控制器70可命令填充管中的一个或多个阀门关闭。

转换T9是指控制系统200从状态S3(“递送”)转换成状态S5(“禁用”)。这可在煤水车控制器70检测到故障情况(这可能是由于上文在状态S5的论述中描述的各种故障)时发生。取决于故障的类型，煤水车控制器70可致动气体燃料供应模块60中的部件以便将停用气体返回到低温容器50或蓄能器。例如，一些故障可能不需要机车10中的引擎40停用，以使得气体燃料压力在状态S5期间保持在管道100中。

转换T10是指控制系统200从状态S2(“启动”)转换成状态S5(“禁用”)。这可在煤水车控制器70检测到故障情况(这可能是由于上文在状态S5的论述中描述的各种故障)时发生。

转换T11是指控制系统200从状态S1(“备用”)转换成状态S5(“禁用”)。这可在煤水车控制器70检测到故障情况(这可能是由于上文在状态S5的论述中描述的各种故障)时发生。

转换T12是指控制系统200从状态S1(“备用”)转换成状态S6(“排放”)，这可在煤水车控制器70从传感器或煤水车20上的开关、或从指示排放将开始的加燃料/存储设施(从设施控制器或操作者的人工输入)接收带有真值的排放信号时发生。检测策略可由煤水车控制器70采用来检测低温容器50与加燃料/存储设施之间的管的连接以及煤水车20的准备就绪以排放液化气体燃料和/或设施的准备就绪以接受液化气体燃料，使得煤水车控制器70可命令排放管中的一个或多个阀门打开。正常地，引擎40在低温容器50正在被排放时不操作。

转换T13是指控制系统200从状态S6(“排放”)转换成状态S1(“备用”)，这在煤水车控制器70在排放过程之前或期间、或者在排放过程已经完成之后接收带有假值的排放信号时发生。检测策略可由煤水车控制器70采用来检测排放的完成，使得煤水车控制器70可命令排放管中的一个或多个阀门关闭。

转换T14是指控制系统200从状态S6(“排放”)转换成状态S5(“禁用”)。这可在煤水车控制器70检测到在排放操作方面的故障以使得排放可能不再支持排放(这可由排放管与低温容器50的非故意断开导致，或者由于上文在状态S5的论述中描述的各种故障)时发生。

如本技术领域技术人员将了解的，在可替代实施方案中，在某些状态S1-6之间可存在图2中未示出的附加转换，但是所述附加转换通过转换通过所示出转换T1-14的两个或更多个在图2中隐含地捕获。状态的名称或命名约定在可替代实施方案中可以变化，而状态的目的和功能基本保持相同。

表3

控制系统200通过协调煤水车的各种操作模式来管理煤水车20上气体燃料的供应以便增加用于递送、加燃料、排放、捕获和存储气体燃料的部件的安全和有效操作。气体燃料以有效、安全且及时的方式递送到机车10。当低温容器50被再填充或排放时，控制系统200改善煤水车20上气体燃料的安全处理以及递送气体燃料或充满气体燃料的部件的安全操作。在故障的情况下，控制系统200可确定是否在煤水车20与机车10之间的递送管(管道100)中捕获和存储气体燃料以降低排放到大气中的可能性，并且这样捕获和存储的气体燃料可随后引入引擎40中。

虽然已经示出并描述了本发明的具体元件、实施方案和应用，但应当理解，本发明并不限于所述的具体元件、实施方案和应用，因为在不脱离本公开的范围、尤其是依据前述教导的情况下，本领域的技术人员可以进行修改。

Claims (20)

1.一种用于管理用于机车的煤水车上气体燃料的供应的设备，其包括：

煤水车控制器，所述煤水车控制器被构造来与泵送和汽化设备以及通信链路对接以便与机车控制器交换信息，所述煤水车控制器被编程来：

通过所述通信链路从所述机车控制器接收命令信号，所述命令信号命令将气体燃料从所述煤水车递送到所述机车；

命令所述泵送和汽化设备在公差范围内的预定压力下将汽化和加压气体燃料递送到所述机车上的引擎；

通过所述通信链路将至少一个状态信号传递到所述机车控制器，所述至少一个状态信号指示所述煤水车的状态；并且

利用状态机用于管理所述煤水车的多种操作模式，所述状态机响应于所述命令信号和所述至少一个状态信号以便在相应操作模式之间转换。

2.如权利要求1所述的设备，其中所述通信链路包括数字接口、模拟接口、同步通信总线和异步通信总线中的至少一个。

3.如权利要求1所述的设备，其中所述通信链路可与所述煤水车分离。

4.如权利要求1所述的设备，其中所述煤水车控制器进一步被编程来从所述机车控制器接收状态信号，来自所述机车控制器的所述状态信号是机车与煤水车握手信号并且所述命令信号是气体请求信号。

5.如权利要求1所述的设备，其中所述至少一个状态信号包括煤水车与机车握手信号、煤水车无故障信号和煤水车准备好递送气体燃料信号中的至少一个。

6.如权利要求1所述的设备，其中所述状态机包括表示所述多种操作模式的多个状态，所述多个状态包括以下中的任一个：备用状态、启动状态、递送状态、再填充状态、禁用状态和排放状态。

7.如权利要求6所述的设备，其中所述煤水车控制器进一步被编程来在所述状态机处于所述备用状态、所述启动状态、所述再填充状态、所述禁用状态和所述排放状态的一个时禁止将气体燃料递送到所述机车。

8.如权利要求6所述的设备，其中所述煤水车控制器进一步被编程来在所述机车控制器向所述煤水车控制器发送停用信号时禁止将气体燃料递送到所述机车。

9.如权利要求6所述的设备，其中所述煤水车控制器被构造来致动填充管中的至少一个阀门并且被编程来在所述状态机处于所述再填充状态时命令所述至少一个阀门打开。

10.如权利要求6所述的设备，其中所述煤水车控制器被构造来致动排放管中的至少一个阀门并且被编程来在所述状态机处于所述排放状态时命令所述至少一个阀门打开。

11.如权利要求1所述的设备，其中所述气体燃料是丁烷、乙烷、氢气、甲烷、丙烷、天然气和这些燃料的混合物中的至少一种。

12.一种管理用于机车的煤水车上气体燃料的供应的方法，其包括：

在所述煤水车上接收来自所述机车的命令信号，所述命令信号命令将气体燃料从所述煤水车递送到所述机车；

在公差范围内的预定压力下将汽化和加压气体燃料递送到所述机车上的引擎；

将至少一个状态信号从所述煤水车传递到所述机车，所述至少一个状态信号指示所述煤水车的状态；

将所述煤水车的多种操作模式表示为多个状态；以及

响应于所述命令信号和所述至少一个状态信号在所述多个状态之间转换。

13.如权利要求12所述的方法，其还包括从所述机车接收状态信号，来自所述机车控制器的所述状态信号是机车与煤水车握手信号并且所述命令信号是气体请求信号。

14.如权利要求12所述的方法，其中所述至少一个状态信号包括煤水车与机车握手信号、煤水车无故障信号和煤水车准备好递送气体燃料信号中的至少一个。

15.如权利要求12所述的方法，其中所述多个状态包括以下中的任一个：备用状态、启动状态、递送状态、再填充状态、禁用状态和排放状态。

16.如权利要求15所述的方法，其还包括在所述机车的当前状态处于所述备用状态、所述启动状态、所述再填充状态、所述禁用状态和所述排放状态中的至少一个时禁止将气体燃料递送到所述机车。

17.如权利要求15所述的方法，其还包括在所述机车向所述煤水车发送停用信号时禁止将气体燃料递送到所述机车。

18.如权利要求15所述的方法，其还包括在所述机车的当前状态是所述再填充状态时命令填充管中的至少一个阀门打开。

19.如权利要求15所述的方法，其还包括在所述机车的当前状态是所述排放状态时命令排放管中的至少一个阀门打开。

20.如权利要求12所述的方法，其中所述气体燃料是丁烷、乙烷、氢气、甲烷、丙烷、天然气和这些燃料的混合物中的至少一种。