CN101391616A - 列车控制系统 - Google Patents
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Abstract
一种列车控制系统，采用在列车的车上控制装置以及地上控制装置间使用了不同的CH(信道)的多个无线通信路来使数据通信路冗余化，从而将各无线通信路有效地活用为安全且稳定的数据通信路。在规定的路径上移动的多个车上无线控制装置与在规定的路径沿线上设置的多个地上无线控制装置之间进行无线通信，在上述多个车上无线控制装置与上述多个地上无线控制装置间使不同的通信频率的多个无线通信路并行并同时进行无线通信，该列车控制系统选择上述多个无线通信路中的一个无线通信路并实施认证请求以及认证处理，在多个车上无线控制装置中将在认证处理时得到的加密密钥作为公共的加密密钥，来进行多个车上无线控制装置与上述多个地上无线控制装置间的数据通信的加密。
Description
技术领域
本发明涉及，采用除了在列车与通信基站之间设置多个无线通信路并实现没有中断的稳定的数据通信的技术之外，在无线通信路上的数据加密技术、对无线控制实施区间的进入时所必需的安全认证技术时的通过无线进行的列车控制方法以及通过多个无线通信所进行的稳定且安全的数据通信系统技术。
背景技术
实施在一个区域中只许可一个列车运行的“封闭方式”，为了进行列车控制而利用通信系统。
近年来通过导入无线通信系统而存在实现铁道通信系统的成本降低的趋势。在美国和中国中，越来越推行通过无线通信实行列车控制的CBTC(Communication Based Train Control)系统的导入。
另一方面，在欧州圈中越来越盛行称作ERTMS/ETCS的系统的导入。ERTMS/ETCS在无线系统中使用将GSM网作为基础(base)的GSM-R(GSM-Railway)。
在实现进行使用作为开放式网络的无线频带的列车无线控制的列车地上控制装置与列车车上控制装置所生成的相互的控制信息的双方向通信的列车控制系统中，为了确保数据的隐匿性而在无线发送前实施加密，通过对接收的数据进行解密，保护来自外部的数据信息。
在专利文献1中，记载有在铁道中通过无线将用于安全地使列车运行的控制信息向列车传输，控制列车的方法。通过提出将无线通信用于列车控制时的无线控制方式/数据加密/无线机故障检测，实现安全度高的列车控制系统。
在专利文献2中，记载有通过无线通信进行的列车控制系统中的列车认证技术。通信路上的数据的加密/解密中使用的密钥按列车单位规定，这是由地上控制装置通过列车的认证处理被通知的。认证处理针对在地上控制装置中通过来自车上控制装置的车上无线控制装置的认证请求而被实施。认证处理以防止对系统全体的冒充访问为目的而被实行。此外，认证处理除了在列车的加速(立ち上げ)时、进入列车控制区间之外，通过行驶中定期地实施并更新加密密钥来交换列车的数据的加密模式，防止来自外部的读取。
【专利文献1】国际公开98/41435号公报
【专利文献2】日本特开2006-129432号公报
在1列车的车上控制装置与地上控制装置之间具有多个无线通信路的结构，以通过无线通信路的冗余性实现车上控制装置-地上控制装置间没有中断的数据通信为目的。这种技术是，即使在(1)都市部的建筑物管道(ビル·トンネル，building tunnel)内的电波的多路衰减(マルチパスフエ-ジング)所引起的干涉回避、(2)来自其他的无线通信系统的噪声所引起的干涉回避、(3)列车移动所引起的电波状況变化、的无线通信环境下，通过不同的CH/不同的天线与无线控制装置的设置所产生的多个无线通信路来实现冗余性，来实现高可靠的数据通信的技术。
地上控制装置识别列车的加速或系统进入，每次对列车通知系统进入许可、按列车分别分配的加密密钥的信息时，按每一列车由多个无线通信路全部实施该认证处理时，在掌握1路线上的多个列车的认证处理的地上统辖装置中，由于发生列车数×无线通信路的处理，因此存在处理负荷变大的问题。
此外，通过认证处理将在车上控制装置—地上控制装置间决定的加密规则按每1列车规定无线通信路的数目个，存在在数据通信中处理负荷变大的问题。
此外，如上述所示出的无线通信路的冗余性的目的，即使一个无线通信路中断，由于其他的无线通信路连接，因此能够防止数据的缺少的本系统结构中，存在在初期加速时等列车的位置或电波环境/无线控制装置的机器状态的情形下不能实施认证处理的无线通信路的可能性。这种无线通信路具有随着列车的行驶/移动而反复连接无线通信路的可能性。反复连接之后实施认证处理时，多个无线通信路中由于列车控制而实施数据通信的无线通信路与实施认证处理的无线通信路发生，通过在地上控制装置中相同的列车中的多个无线通信路而处理模式不同，因此在地上控制装置中存在处理的复杂化的问题。
发明内容
本发明的课题在于，在列车控制装置中的车上控制装置—地上控制装置间的双方向无线通信中，由于按照控制数据的通信没有中断那样进行，因此在列车的车上控制装置以及地上控制装置间采用使用不同的CH(信道)的多个无线通信路并使数据通信路冗余化的列车控制系统中，使各无线通信路有效地作为安全且稳定的数据通信路。
本发明的列车控制系统的特征在于，在规定的路径上移动的多个车上无线控制装置与在规定的路径沿线上设置的多个地上无线控制装置之间进行无线通信，在上述多个车上无线控制装置与上述多个地上无线控制装置间使不同的通信频率的多个无线通信路并行并同时进行无线通信，选择上述多个无线通信路中的一个无线通信路并实施认证请求以及认证处理，在上述多个车上无线控制装置中将在上述认证处理时得到的加密密钥作为公共的加密密钥，来进行上述多个车上无线控制装置与上述多个地上无线控制装置间的数据通信的加密。
本发明还具有下述特征，切换上述所选择的无线通信路来实施上述车上无线控制装置的对上述列车控制系统内的进入时、或者上述车上无线控制装置的初期加速时所必需的上述认证请求以及认证处理。
本发明还具有下述特征，选择一个无线通信路来实施认证请求的上述车上无线控制装置的统辖装置，为了上述认证处理而生成随机数，将该随机数仅传送给进行认证请求并实施认证处理的无线通信路。
本发明还具有下述特征，多个位于无线通信路上的数据，采用地上统辖装置生成并经由上述地上无线控制装置而向上述车上无线控制装置进行通知的加密密钥来实施加密，该加密密钥在由一个无线通信路实施认证时由上述地上无线控制装置被通知，上述地上无线控制装置的统辖装置，按照将该加密密钥也使用于不实施认证的其他的无线通信路中的数据加密中的方式使该加密密钥在各车上无线控制装置中共享，从而能对上述车上无线控制装置以及上述地上无线控制装置间的所有的多个无线通信路上的数据进行加密。
本发明还具有下述特征，上述车上无线控制装置的统辖装置监视上述多个无线通信路的无线电波状态以及车上无线控制装置的机器状态，决定实施上述认证处理的一个无线通信路并使上述认证处理开始。
本发明还具有下述特征，具有认证重试功能，其在上述认证处理在一定时间内没有完成的情况下或无线通信在上述认证处理中中断的情况下，使上述认证中的处理中断/结束，上述统辖装置选择其他的无线通信路并使上述认证处理重新开始，切换上述无线通信路来重新进行上述认证请求以及上述认证处理。
本发明还具有下述特征，经由一个无线通信路来完成上述认证处理时，上述车上无线控制装置的上述列车控制系统内的数据通信被许可，上述车上无线控制装置的统辖装置使认证结束信息以及加密密钥在其他的无线通信路中共享，从而剩余的无线通信路的数据通信被许可/开始，上述列车控制系统中的数据通信开始工作。
通过本发明，通过多个无线通信路在1列车的车上控制装置与地上控制装置间进行数据通信，从而确保数据通信的冗余性，此外通过执行采用具有多个的无线通信路中的一个无线通信路的列车—地上控制装置间的安全认证，实施可靠/适当的认证，将在此得到的加密密钥在其他的无线通信路中也共享并开始数据通信，从而实现在冗余化的无线通信路中保証数据的安全性的效果。
此外，通过本发明，与所有的无线通信路实施认证处理的方式相比，通过将认证处理集中到一个无线通信路，从而对每1列车的认证处理施加的负荷可变小。这一动作，也实现了进行一路线上的多个编成的列车的管理的地上控制装置侧的负荷降低的效果。
此外，通过本发明，切换上述选择的无线通信路来实施在上述车上无线控制装置的进入上述列车控制系统内时或者上述车上无线控制装置在初期加速时所必需的上述认证请求以及认证处理，从而在无线通信状态或无线机/天线的状态差的情况下也切换到其他的无线通信路并执行认证处理，因此该认证处理在必要的状況下实现能够有效地使用多个无线通信路的效果。
此外，通过本发明，选择一个无线通信路并实施认证请求的上述车上无线控制装置的统辖装置为了上述认证处理而生成随机数，将该随机数仅向进行认证请求并实施认证处理的无线通信路传送，从而实现能够在统辖装置与实施认证处理的无线通信路中自身有效地实施认证请求和认证处理的效果。
此外，通过本发明，多个位于无线通信路上的数据，采用地上统辖装置生成并经由上述地上无线控制装置而向上述车上无线控制装置通知的加密密钥来实施加密，在该加密密钥由一个无线通信路实施认证时，由上述地上无线控制装置被通知，上述地上无线控制装置的统辖装置，按照将该加密密钥也使用于没有实施认证的其他的无线通信路中的数据加密中的方式使该加密密钥在各车上无线控制装置中共享，从而通过能够对上述车上无线控制装置以及上述地上无线控制装置间的所有的多个无线通信路上的数据进行加密，从而与所有的无线通信路实施认证处理的方式相比，认证处理集中到一个无线通信路，在每一列车的认证处理施加的负荷变小，实现进行一路线上的多个编成的列车的管理的地上控制装置侧的负荷减小的效果。
此外，通过本发明，上述车上无线控制装置的统辖装置监视上述多个无线通信路的无线电波状态以及车上无线控制装置的机器状态，决定实施上述认证处理的一个无线通信路并开始上述认证处理，从而与多个车上无线控制装置分别进行监视的方式相比，实现能够有效地进行多个无线通信路的无线电波状态以及车上无线控制装置的机器状态的监视、与实施认证处理的开始的效果。
此外，通过本发明，具有认证重试功能，其在一定时间内没有完成上述认证处理的情况下或在上述认证处理中无线通信中断的情况下，使上述认证中的处理中断/结束，上述统辖装置选择其他的无线通信路并重新开始上述认证处理，切换上述无线通信路并再次执行上述认证请求以及上述认证处理，从而在无线通信状态或无线机/天线的状态差的情况下也切换到其他的无线通信路并执行认证处理，因此在该认证处理为必要的状況下，实现能够有效地使用多个无线通信路的效果。
此外，通过本发明，经由一个无线通信路完成上述认证处理时，许可上述车上无线控制装置的上述列车控制系统内的数据通信，上述车上无线控制装置的统辖装置使认证结束信息以及加密密钥在其他的无线通信路中共享，剩余的无线通信路的数据通信被许可/开始，上述列车控制系统中的数据通信开始工作，从而实现没有实施认证处理的无线通信路的数据加密也确保安全性的效果。也即，地上控制装置以及1列车间的多个无线通信路的数据全部，通过与认证处理相同的加密密钥被保护，分别分配其他的加密密钥，实现消除地上控制装置侧的解密处理变大的问题的效果。
附图说明
图1为本发明的实施例1的车上—地上间系统结构图。
图2为本发明的实施例1的无线通信路中的数据通信流程图。
图3为本发明的实施例1的各机器间的认证处理时的流序图。
图4为本发明的实施例1的无线通信路中的认证处理时的数据通信流程图。
符号的说明
8 天线
10 地上控制装置
11 地上无线控制装置(AP)
12 车上控制装置
13 车上无线控制装置(STA)
14 AP主机(master)
20 从地上控制装置10向AP111，112，113，114的数据通信
21 从STA131向车上控制装置12的数据传输
22 从STA132向车上控制装置12的数据传输
23 从STA133向车上控制装置12的数据传输
24 从STA134向车上控制装置12的数据传输
30 从车上控制装置12向STA131，132，133，134的数据传输
31 从AP111向地上控制装置10的数据传输
32 从AP112向地上控制装置10的数据传输
33 从AP113向地上控制装置10的数据传输
34 从AP114向地上控制装置10的数据传输
41 STA131与AP111间的无线通信路
42 STA132与AP112间的无线通信路
43 STA133与AP113间的无线通信路
44 STA134与AP114间的无线通信路
60 认证处理时的数据传输流程
61 认证处理后的加密密钥共享时的数据传输流程
111 AP1
112 AP2
113 AP3
114 AP4
131 STA1
132 STA2
133 STA3
134 STA4
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行说明。
本发明的代表的实施方式中，无线通信路上的数据为了具有隐匿性而被加密。1列车—地上控制装置间的各无线通信路中，通过相同的加密密钥对相同的控制数据进行加密，在各无线通信路中传输相同的信息。从地上控制装置看时在与1列车之间具有多个通信路，但由于相同的控制数据由相同的加密密钥被加密，因此各无线通信路中装载的数据是相同的数据。预先决定优先地使用数据的无线通信路，在无线通信路陷入中断时或非有效的数据到来时通过采用控制地使用其他无线通信路上的数据的方式，能够防止多个无线通信路所进行的数据的接收发送/列车控制/列车管理数据的长大化/复杂化。
为了防止来自系统外部的对无线通信路的冒充访问，进行认证处理。通过该认证处理，由地上控制装置所生成的加密密钥被向车上控制装置通知。每当列车起动(立ち上げ)时、系统进入时、行驶中的定期的加密密钥更新时，认证处理在列车—地上控制装置间被实施。
认证处理识别经由无线通信路的来自列车的认证请求，判断是否许可对列车的系统内的进入。在许可时，将用于无线通信路上数据的加密的加密密钥对列车进行通知。该处理，从地上控制装置侧看时，在位于与1列车之间的多个无线通信路中从各无线通信路产生认证请求时，仅为了1列车认证而认证请求受理无线通信路的数目，在多个列车的认证时，地上控制装置侧的处理变得复杂化/负荷大。进行认证处理的无线通信路变为多个中的一个，从而通过每1列车进行1无线通信路的认证请求，来减少地上控制装置中的处理负荷。
无线通信路，由于噪声所产生的电波干涉、天线设置位置所引起的电波特性的不同、与地上基站之间的距离、无线控制装置/天线等的故障而有产生不进行数据通信的现象的可能性。在本系统中，通过具有多个无线通信路，与这些数据通信不可相对应。
认证处理由一个无线通信路进行实施，但对于由于上述那样的无线通信不可的现象而无线控制装置不能实施认证处理的可能性，通过实施下述的多个无线通信路的切换处理来进行对应：(A)如果认证处理在一定时间内没有结束，则车上控制装置对其他无线控制装置切换认证处理/认证请求。(B)通过车上控制装置掌握无线控制装置的机器状态/无线状态的数据通信状态，来指定实施认证处理的无线通信路。
通过本发明的代表的实施方式，由于1列车的车上控制装置与地上控制装置间通过多个无线通信路进行数据通信，因此确保数据通信的冗余性，此外执行通过采用具有多个无线通信路中的一个无线通信路的列车—地上控制装置间的安全认证，实现可靠/适当的认证，通过将在此得到的加密密钥在其他的无线通信路中也共享并开始数据通信，保证在冗余性的无线通信路中的数据的安全性。
列车加速时、系统进入时、加密密钥更新时进行的认证处理，选择多个无线通信路中的一个无线通信路来实施，因此在无线通信状态或无线机/天线的状态差的情况下也切换到其他无线通信路并执行认证处理，因此该认证处理在必要的状況下，能够有效地使用于多个无线通信路。
与所有的无线通信路实施认证处理的方式相比，通过将认证处理集中到一个无线通信路，从而可对每一列车的认证处理所施加的负荷变小。这可以说进行一路线上的多个编成的列车的管理的地上控制装置侧中的负荷降低的效果大。
在所有多个无线通信路中进行认证处理时，分别分配其他的加密密钥，地上控制装置侧的解密处理变大，但通过本发明的一个无线通信路认证列车的方式中，车上控制装置使通过该认证处理得到的加密密钥对其他车上无线控制装置进行分配共享，从而也确保了没有实施认证处理的无线通信路的数据加密。也即地上控制装置—1列车间的多个无线通信路的数据全部通过与认证处理相同的加密密钥来被保护。
以下，采用图面对本发明的实施例详细地进行说明。
【实施例1】
图1表示本发明的实施例1的车上—地上间系统结构图。图1中，设置列车90、随着双方向的数据通信生成对列车90的信息的地上控制装置10和用于实施无线通信的地上无线控制装置AP111(以下、地上无线控制装置：AP)，作为地上设备。在地上控制装置10与AP111之间，在路线沿线上配置有几个地上无线控制装置的统辖装置AP主机14。
在图1中，设置有成为列车90的统辖装置的车上控制装置12与用于实施无线通信的车上无线控制装置STA131(以下称为车上无线控制装置：STA。)作为车上设备。在本实施例中，采用下述结构，即将4台即STA131、STA132、STA133、STA134搭载在列车90中，在车上控制装置12以及地上控制装置10之间存在4条无线通信路。在此，各个STA与AP111、AP112、AP113、AP114确立无线通信路。
各个无线通信路使用不同的CH(信道)，通过分别具有天线8的车上无线控制装置STA131，132，133，134与分别具有天线8的设置环境不同的基站AP111，112，113，114进行通信，从而按照无线通信路的环境不同的方式被设定，在根据无线电波环境或车上无线控制装置STA的动作状态而无线传输路已切断时，将来自其他的车上无线控制装置STA的数据使用于车上控制装置12的数据处理中。
图2为本发明的实施例1的无线通信路中的数据通信流程图。图2中，列车90与地上设备进行数据通信。地上控制装置10想要向一个列车发送的信息首先向AP主机14发送。由该AP主机14实施了加密处理的信息向各AP111～114发送。各AP111～114发送对确立了无线通信的各STA131～134加密后的列车控制信息，接收它们后的各STA131～134向对数据解密后的车上控制装置12发送。
此外，列车90侧对地上发送信息时，车上控制装置12在各STA131～134传送向要对地上发送的信息。各STA131～134向确立加密后的无线通信路的AP111～114发送。AP111～114将已接收的数据通知AP主机14，由AP主机14实施解密。来自被解密的车上控制装置12的信息从AP主机14向地上控制装置10通知。
车上控制装置12通常采用来自一个STA的信息并使用于控制，但引起信息的缺少或没有信息更新的非有效的信息接收的现象、无线通信路中的数据通信中断的现象时，采用其他的STA所接收的信息并用于控制。通过该无线通信路的冗余化，避免来自地上控制装置10的信息中断。
由于无线通信路为开放式网络，因此实施数据的加密，实现数据的隐匿化。为了加密而必需的加密密钥由地上控制装置10按每个列车90生成，通过列车加速时或者列车的系统进入时的认证处理而从地上控制装置10传送到车上控制装置12。
图3表示本发明的实施例1的各机器间的认证处理时的流程图。首先，由车上控制装置12生成没有规则性的随机数。车上控制装置12选择实施认证的STA13，通过传送所生成的随机数，来进行认证请求。STA13经由无线通信路向AP主机14发送随机数。采用预先在STA13、AP主机14双方中被共享的认证用的认证密钥，AP主机14对随机数进行加密。将该数据发送给STA13，STA13实施解密。STA13再次从车上控制装置12获取先获取的随机数，通过认证密钥与加密/解密后的随机数进行比较，来确认是否一致。
接下来，由地上控制装置10生成没有规则性的随机数。地上控制装置10向AP主机14传送所生成的随机数。AP主机14经由确保认证处理中的无线通信路的AP11向STA13发送随机数。采用预先在STA13，AP主机14双方中共享的认证用的认证密钥，STA13对随机数进行加密。将该数据向AP主机14发送，AP主机14实施解密。AP主机14再次从地上控制装置10获取先获取随机数，通过认证密钥与加密/解密后的随机数进行比较，来确认是否一致。
上述两个随机数加密/解密顺序中确认随机数的一致后，认证结束，通过地上控制装置10加密按每个列车规定的加密密钥，经由由AP主机14、STA13所构成的无线通信路，向车上控制装置12通知。
车上控制装置12将伴随认证结束所获取的密钥对没有实施认证处理的其他STA进行共享处理，通知认证结束。伴随与此，开始4台STA全部的无线通信。
图4表示本发明的实施例1的无线通信路的认证处理时的数据通信流程图。图4中，使STA131进行认证处理。在一个无线通信路41中，由图3中所示的流程进行认证处理。在认证处理在一定时间以内没有完成的情况下或者中途无线状态的恶化、STA131的故障发生了的情况下，车上控制装置12实施认证处理中断/结束处理，通过对STA132提出认证处理请求，切换实施认证处理的STA。由此，能够构成认证重试(retry)功能。
通过认证处理由地上控制装置10通知的加密密钥，通过车上控制装置12在其他的STA(132，133，134)中被共享。由此，由于任一个无线通信路能够进行完成认证处理并采用所分配的加密密钥的数据通信，因此能够保护四个无线通信路所有的数据通信不被外部窃听。
认证由一个无线通信路/STA实施。如果在一定时间以内完成了认证的加密密钥没有对车上控制装置12通知，则实施认证中断/结束处理，具有对其他的STA切换认证请求的进行重试(retry)的功能。
通过本发明的该方式，即使在实施认证的无线通信路为一个的情况下，假设即使电波状态的恶化或STA故障产生也切换进行认证的STA而能实施认证处理。
在不使用本发明的情况下，在每个无线通信路实施认证处理时，尽管为一个列车认证，但需要进行4次认证处理，AP主机14/地上控制装置10的处理负荷变大。
在不使用本发明时，进而在列车加速时无线通信路的状态变差，在不能实施认证处理的无线通信路中，不能进行数据通信直到无线状态变为良好为止。在这方面，除了车上控制装置12随着数据通信的列车控制等，按照无线状況的认证处理也成为需要的作为系统的执行(performance)负荷变大。
采用本发明的实施例1的列车控制系统，由掌握一个无线通信路的STA实施认证处理，并且使通过认证处理得到的加密密钥在掌握其他无线通信路的STA中共享，从而在不实施认证处理的STA中也使加密密钥共享化，从而实施数据的加密/解密。由此，认证时即使不能确立无线通信的STA由其他一台的STA完成认证时，为了共享加密密钥而在行驶中确立无线通信时，实现能够直接实施加密的数据所引起的数据通信的效果。
【产业上的利用可能性】
本发明能利用于铁道·单轨·路面电车(LRT：Light Rail Transit)等的移动体中的信号安全系统中，但不限于铁道车辆，能够适用于在开放式网络上实现多个无线通信路数据通信的冗余化、想要高可靠传输的系统中。
Claims (7)
1.一种列车控制系统，在规定的路径上移动的多个车上无线控制装置与在规定的路径沿线上设置的多个地上无线控制装置之间进行无线通信，在上述多个车上无线控制装置与上述多个地上无线控制装置间使不同的通信频率的多个无线通信路并行并同时进行无线通信，上述列车控制系统的特征在于，
选择上述多个无线通信路中的一个无线通信路并实施认证请求以及认证处理，在上述多个车上无线控制装置中将在上述认证处理时得到的加密密钥作为公共的加密密钥，来进行上述多个车上无线控制装置与上述多个地上无线控制装置间的数据通信的加密。
2.根据权利要求1所述的列车控制系统，其特征在于，
切换上述所选择的无线通信路来实施上述车上无线控制装置在对上述列车控制系统内的进入时、或者上述车上无线控制装置在初期加速时所必需的上述认证请求以及认证处理。
3.根据权利要求2所述的列车控制系统，其特征在于，
选择一个无线通信路来实施认证请求的上述车上无线控制装置的统辖装置，为了上述认证处理而生成随机数，将该随机数仅传送给进行认证请求并实施认证处理的无线通信路。
4.根据权利要求2所述的列车控制系统，其特征在于，
多个位于无线通信路上的数据，采用地上统辖装置生成并经由上述地上无线控制装置而向上述车上无线控制装置进行通知的加密密钥来实施加密，该加密密钥在由一个无线通信路实施认证时由上述地上无线控制装置被通知，上述地上无线控制装置的统辖装置，按照将该加密密钥也使用于不实施认证的其他的无线通信路中的数据加密中的方式使该加密密钥在各车上无线控制装置中共享，从而能对上述车上无线控制装置以及上述地上无线控制装置间的所有的多个无线通信路上的数据进行加密。
5.根据权利要求1或权利要求2所述的列车控制系统，其特征在于，
上述车上无线控制装置的统辖装置监视上述多个无线通信路的无线电波状态以及车上无线控制装置的机器状态，决定实施上述认证处理的一个无线通信路并使上述认证处理开始。
6.根据权利要求5所述的列车控制系统，其特征在于，
具有认证重试功能，其在上述认证处理在一定时间内没有完成的情况下或无线通信在上述认证处理中中断的情况下，使上述认证中的处理中断/结束，上述统辖装置选择其他的无线通信路并使上述认证处理重新开始，切换上述无线通信路并重新进行上述认证请求以及上述认证处理。
7.根据权利要求5所述的列车控制系统，其特征在于，
经由一个无线通信路来完成上述认证处理时，上述车上无线控制装置的上述列车控制系统内的数据通信被许可，上述车上无线控制装置的统辖装置使认证结束信息以及加密密钥在其他的无线通信路中共享，从而剩余的无线通信路的数据通信被许可/开始，上述列车控制系统中的数据通信开始工作。
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Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102497429A (zh) * | 2011-12-13 | 2012-06-13 | 南京恩瑞特实业有限公司 | 轨道交通中车地数据传输多重冗余处理方法 |
| CN103459234A (zh) * | 2011-04-05 | 2013-12-18 | 西门子公司 | 用于列车安全系统的密钥管理的系统和方法 |
| CN103764479A (zh) * | 2011-09-21 | 2014-04-30 | 西门子公司 | 运行列车控制系统车辆侧的接收装置的方法和车辆侧的接收装置 |
| CN104097645A (zh) * | 2013-04-15 | 2014-10-15 | 株式会社日立制作所 | 列车控制系统 |
| CN104768151A (zh) * | 2015-04-16 | 2015-07-08 | 北京交通大学 | 基于车地无线通信系统的接入密钥修改方法 |
| CN105025479A (zh) * | 2015-07-27 | 2015-11-04 | 北京交通大学 | 城市轨道交通系统车地无线通信认证密钥配置系统及方法 |
| CN105142137A (zh) * | 2015-07-27 | 2015-12-09 | 北京交通大学 | 城市轨道交通系统车地无线通信认证密钥配置系统及方法 |
| CN106068216A (zh) * | 2014-03-06 | 2016-11-02 | 西门子公司 | 用于控制与cbtc系统连接的轨道车辆的方法和具有至少一个轨道车辆的cbtc系统 |
| CN106347413A (zh) * | 2016-09-27 | 2017-01-25 | 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 | 一种单一车载信号主机控车方法及系统 |
| CN111148073A (zh) * | 2020-04-03 | 2020-05-12 | 北京全路通信信号研究设计院集团有限公司 | 一种车地通信传输信息的密钥管理方法及系统 |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102209366B (zh) * | 2010-03-31 | 2013-09-18 | 中兴智能交通（无锡）有限公司 | 一种车载通信方法和系统 |
| RU2444455C2 (ru) * | 2010-06-03 | 2012-03-10 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | Система передачи данных для обеспечения управления движением поезда в тоннеле |
| RU2011104435A (ru) * | 2011-02-09 | 2012-08-20 | Закрытое акционерное общество "АЭРО-КОСМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ" (RU) | Система контроля безопасности и связи пассажирского поезда |
| DE102011084344A1 (de) * | 2011-10-12 | 2013-04-18 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur Laufzeitoptimierung bei paketorientierter Mobilfunkübertragung von Datentelegrammen |
| DE102011118076B4 (de) | 2011-11-04 | 2024-04-18 | Airbus Operations Gmbh | Verfahren zur deutlichen Steigerung der Verfügbarkeit drahtloser Verbindungen |
| DE102012218143B4 (de) | 2012-10-04 | 2021-11-18 | Siemens Mobility GmbH | Bediensystem zur Bedienung von Funktionseinheiten bei einem Schienenfahrzeug |
| CN103052030B (zh) * | 2012-12-10 | 2016-05-11 | 成都瑞杰斯特科技有限公司 | 列车车载通信网重连方法及重连系统 |
| JP5885654B2 (ja) * | 2012-12-28 | 2016-03-15 | 株式会社東芝 | 列車制御システム |
| US9128815B2 (en) | 2013-01-14 | 2015-09-08 | Thales Canada Inc | Control system for vehicle in a guideway network |
| JP6001467B2 (ja) * | 2013-01-28 | 2016-10-05 | 株式会社日立製作所 | 信号保安システム |
| JP6241067B2 (ja) * | 2013-05-16 | 2017-12-06 | 三菱電機株式会社 | 無線装置 |
| DE102014226902A1 (de) * | 2014-12-23 | 2016-01-14 | Siemens Aktiengesellschaft | Einrichtung einer sicheren Datenübertragungsverbindungim Schienenverkehr |
| WO2017187632A1 (ja) | 2016-04-28 | 2017-11-02 | 三菱電機株式会社 | 車上装置、地上データ管理装置、地車間通信セキュリティシステム及び地車間通信方法 |
| WO2018025365A1 (ja) | 2016-08-04 | 2018-02-08 | 三菱電機株式会社 | 無線列車制御システム及び無線列車制御方法 |
| IT201600116085A1 (it) | 2016-11-17 | 2018-05-17 | Ansaldo Sts Spa | Apparato e metodo per la gestione in sicurezza di comunicazioni vitali in ambiente ferroviario |
| JP6395944B1 (ja) * | 2017-02-10 | 2018-09-26 | 三菱電機株式会社 | 車上無線システム |
| CN107968707B (zh) * | 2017-10-20 | 2020-11-24 | 北京全路通信信号研究设计院集团有限公司 | 一种用于对密钥进行分类存储的方法及系统 |
| DE102018209875A1 (de) * | 2018-06-19 | 2019-12-19 | Siemens Mobility GmbH | Verfahren zur Datenübertragung innerhalb eines Schienenfahrzeugs und/oder zwischen dem Schienenfahrzeug und zumindest einer externen Einheit, Kommunikationssystem, Schienenfahrzeug und Verband |
| KR102185389B1 (ko) * | 2018-10-29 | 2020-12-01 | 한국철도기술연구원 | 철도차량 원격 시험 시스템 |
| JP7174172B2 (ja) * | 2019-05-31 | 2022-11-17 | 株式会社日立製作所 | 列車制御システム、列車制御デバイス、および列車制御方法 |
| US11713065B2 (en) * | 2019-10-17 | 2023-08-01 | Thales Canada Inc. | Method for CBTC system migration using autonomy platform |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4310644A1 (de) * | 1993-04-01 | 1994-10-06 | Deutsche Aerospace | Verfahren zur Verringerung der Bitfehlerrate bei der Übertragung digitaler Daten über Funk und Anordnung zum Durchführen des Verfahrens |
| WO1998041435A1 (fr) | 1997-03-19 | 1998-09-24 | Hitachi, Ltd. | Procede et systeme de regulation de train par radio |
| JP4371629B2 (ja) * | 2002-04-25 | 2009-11-25 | 日本電気株式会社 | グループ暗号通信方法、認証方法、計算機及びプログラム |
| IL157886A0 (en) * | 2003-09-11 | 2009-02-11 | Bamboo Mediacasting Ltd | Secure multicast transmission |
| JP2005318448A (ja) * | 2004-04-30 | 2005-11-10 | Yahata Denki Sangyo Kk | 誘導無線通信システム |
| JP4619858B2 (ja) * | 2004-09-30 | 2011-01-26 | 株式会社日立製作所 | 分散環境における暗号鍵更新方法、暗号鍵更新システム、暗号鍵更新システムを構成する無線基地局 |
| JP2007013754A (ja) * | 2005-07-01 | 2007-01-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 基地局、移動局、サーバ、及びこれらを用いた移動体通信システム |
| JP4710579B2 (ja) * | 2005-12-06 | 2011-06-29 | 日本電気株式会社 | 列車無線妨害電波回避システム、および、列車内無線端末 |
-
2007
- 2007-09-18 JP JP2007240874A patent/JP4471996B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2008
- 2008-08-15 EP EP08252720A patent/EP2039583B1/en not_active Not-in-force
- 2008-08-15 AT AT08252720T patent/ATE518718T1/de not_active IP Right Cessation
- 2008-08-20 CN CN2008102110778A patent/CN101391616B/zh active Active
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103459234A (zh) * | 2011-04-05 | 2013-12-18 | 西门子公司 | 用于列车安全系统的密钥管理的系统和方法 |
| CN103459234B (zh) * | 2011-04-05 | 2016-07-06 | 西门子公司 | 用于列车安全系统的密钥管理的系统和方法 |
| US9356635B2 (en) | 2011-09-21 | 2016-05-31 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for operating a vehicle-side receiver device of a train control system and vehicle-side receiver device |
| CN103764479A (zh) * | 2011-09-21 | 2014-04-30 | 西门子公司 | 运行列车控制系统车辆侧的接收装置的方法和车辆侧的接收装置 |
| CN103764479B (zh) * | 2011-09-21 | 2016-08-24 | 西门子公司 | 运行列车控制系统车辆侧的接收装置的方法和车辆侧的接收装置 |
| CN102497429B (zh) * | 2011-12-13 | 2014-08-06 | 南京恩瑞特实业有限公司 | 轨道交通中车地数据传输多重冗余处理方法 |
| CN102497429A (zh) * | 2011-12-13 | 2012-06-13 | 南京恩瑞特实业有限公司 | 轨道交通中车地数据传输多重冗余处理方法 |
| CN104097645A (zh) * | 2013-04-15 | 2014-10-15 | 株式会社日立制作所 | 列车控制系统 |
| CN106068216A (zh) * | 2014-03-06 | 2016-11-02 | 西门子公司 | 用于控制与cbtc系统连接的轨道车辆的方法和具有至少一个轨道车辆的cbtc系统 |
| CN104768151A (zh) * | 2015-04-16 | 2015-07-08 | 北京交通大学 | 基于车地无线通信系统的接入密钥修改方法 |
| CN105142137A (zh) * | 2015-07-27 | 2015-12-09 | 北京交通大学 | 城市轨道交通系统车地无线通信认证密钥配置系统及方法 |
| CN105025479A (zh) * | 2015-07-27 | 2015-11-04 | 北京交通大学 | 城市轨道交通系统车地无线通信认证密钥配置系统及方法 |
| CN105142137B (zh) * | 2015-07-27 | 2018-10-12 | 北京交通大学 | 城市轨道交通系统车地无线通信认证密钥配置系统及方法 |
| CN105025479B (zh) * | 2015-07-27 | 2019-03-05 | 北京交通大学 | 城市轨道交通系统车地无线通信认证密钥配置系统及方法 |
| CN106347413A (zh) * | 2016-09-27 | 2017-01-25 | 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 | 一种单一车载信号主机控车方法及系统 |
| CN111148073A (zh) * | 2020-04-03 | 2020-05-12 | 北京全路通信信号研究设计院集团有限公司 | 一种车地通信传输信息的密钥管理方法及系统 |
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