CN101485153B - 铁路车辆用传送系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种铁路车辆用传送系统，可以构筑冗余性高且维护性优良的列车内网络，针对多个车辆的每一个设置的传送器(1)分别具备：传送中继器控制装置(4)，控制传送端口；传送站(7)，根据该传送中继器控制装置的指示设定本传送器内的传送站地址，并且进行与传送端口的数据收发；以及旁路装置(8)，用于即使在传送中继器控制装置或传送端口故障的情况下也维持与该传送器两侧相邻的相邻传送器间的传送路径(3)，传送器各自的传送站即使在其他传送器的旁路装置动作的情况下，也根据来自传送中继器控制装置的指示自动地设定本传送器内的传送站地址。

Description

铁路车辆用传送系统

技术领域

本发明涉及铁路车辆用传送系统。

背景技术

在以往的铁路车辆用传送系统中使用的传送装置以及与该传送系统连接的电气部件中设置地址设定用开关，利用该开关的设定通过手动来设定传送装置以及电气部件的地址。

在这样构成的铁路车辆用传送系统中，即使在铁路车辆内构筑网络的情况下，由于传送装置中设置的传送站与电气部件中设置的传送站的地址成为相互不重叠的唯一的地址、即独一无二(unique)的地址，所以可以区分是来自哪个传送站的信息。

但是，在采用当前广泛使用的IPV4(16进制4位)，而在以往的铁路车辆用传送系统中构成列车内的网络的情况下，需要在传送装置以及电气部件中设置地址设定用的多个开关，并且为了容纳多个开关而需要小型的开关。因此，操作人员容易错误地进行传送系统的地址登记操作，而操作本身也困难。因此，期望实现列车内的网络的构筑操作容易的铁路车辆用传送系统。

在日本特开平08-237288号公报(专利文献1)中，记载有如下技术：在构成列车的多台车辆中分别设置传送站，并针对各车辆的传送站的每一个依次设定不同的站序号。但是，该专利文献1记载的传送站如果在地址设定时存在宕机(down)的传送站，则在实际的列车号车与传送站的地址中产生偏差，难以应用于根据传送站的地址确定故障装置并进行显示或记录的铁路车辆监视装置。

专利文献1：日本特开平08-237288号公报

发明内容

本发明是鉴于上述以往技术的问题点而完成的，其目的在于提供一种铁路车辆用传送系统，可以构筑冗余性高且维护性优良的铁路车辆内网络。

本发明提供一种铁路车辆用传送系统，具有：传送器，针对多个车辆的每一个设置，且具有多个传送端口，并根据规定的指示向必要的传送端口发送从任意一个传送端口接收到的数据；以及传送路径，连接于相邻的上述传送器之间，通过网络进行列车内的数据交换，其特征在于，上述传送器分别具备：传送中继器控制装置，控制上述传送端口；传送站，根据该传送中继器控制装置的指示设定本传送器内的传送站地址，并且进行与上述传送端口的数据收发；以及旁路装置，用于即使在上述传送中继器控制装置或传送端口故障的情况下也维持与该传送器两侧相邻的相邻传送器之间的传送路径，上述传送器各自的传送站即使在其他传送器的旁路装置动作的情况下，也根据来自上述传送中继器控制装置的指示来设定本传送器内的传送站地址。

根据本发明的铁路车辆用传送系统，可以在列车内构筑冗余性高且维护性优良的网络。

附图说明

图1是使用了本发明的第一实施方式的铁路车辆用传送系统的铁路车辆的框图。

图2是上述实施方式的铁路车辆用传送系统中采用的传送器的框图。

图3是上述传送器收发的数据信号的堆栈图。

图4是示出上述实施方式的铁路车辆用传送系统中的出厂状态下的各传送器的地址设定例的框图。

图5是示出上述实施方式的铁路车辆用传送系统中的电源接通时的各传送器的邻站确认动作的框图。

图6是示出上述实施方式的铁路车辆用传送系统中的1号车传送器的地址设定动作的框图。

图7是示出上述实施方式的铁路车辆用传送系统中的2号车传送器的地址设定动作的框图。

图8是示出上述实施方式的铁路车辆用传送系统中的3号车传送器的地址设定动作的框图。

图9是示出上述实施方式的铁路车辆用传送系统中的4号车传送器的地址设定动作的框图。

图10是示出上述实施方式的铁路车辆用传送系统中的5号车传送器的地址设定动作的框图。

图11是示出上述实施方式的铁路车辆用传送系统中的所有传送器的地址设定完成时的动作的框图。

图12是示出在上述实施方式的铁路车辆用传送系统中，3号车传送器故障状态下的电源接通时的各传送器的邻站确认动作的框图。

图13是示出在上述实施方式的铁路车辆用传送系统中，3号车传送器故障状态下的4号车传送器的地址设定动作的框图。

图14是示出在上述实施方式的铁路车辆用传送系统中，3号车传送器故障状态下的所有传送器的地址设定完成时的动作的框图。

图15是使用了本发明的第二实施方式的铁路车辆用传送系统的铁路车辆的框图。

图16是上述实施方式的铁路车辆用传送系统中采用的传送器的框图。

图17是上述传送器存储的传送路径间距离数据表。

图18是示出上述实施方式的铁路车辆用传送系统中的电源接通时的各传送器的邻站确认动作的框图。

图19是示出在上述实施方式的铁路车辆用传送系统中2号车传送器故障状态下的3号车传送器的地址设定动作的框图。

图20是示出上述实施方式的铁路车辆用传送系统中的所有传送器的地址设定完成时的动作的框图。

具体实施方式

以下，根据附图对本发明的实施方式进行详细说明。

(第一实施方式)

图1示出本发明的第一实施方式的铁路车辆用传送系统的结构，图2示出上述铁路车辆用传送系统的传送器的结构。

在本实施方式中，针对每个车辆搭载n台(n为2以上的任意整数)的传送器1a、1b、...、1n，通过传送路径3a、3b、...、3(n-1)实现点到点连接，而进行数据的收发。另外，用于显示以及设定列车的状态的显示器2a、2b分别与开头车和末尾车的传送器1a、1n连接。另外，以下，在说明上无需传送器、传送路径的识别的情况下、而且对于所有装置共同的情况下，用传送器1、传送路径3进行说明。

由传送器1收发的数据如图3所示，由MAC地址、IP头、TCP头(或UDP头)、数据信息、CRC校验数据(FCS)构成。

另外，如图2所示，传送器1构成为包括：二端口的干线传送发送器5a、5b；二端口的干线传送接收器6a、6b；进行本号车的数据交换的传送站7；控制各传送端口的传送中继器控制装置4；以及物理地连接于设置在该传送器1的两侧的传送路径3之间的旁路装置8。旁路装置8在传送器1中产生致命性的错误的情况、电源未接通时动作，用于通过物理地连接上游侧传送路径与下游侧传送路径而防止网络被分断，其由机械继电器构成。

另外，传送站7也可以处于传送器1内也可以处于传送器1外。另外，传送站7也可以是多个。另外，在本实施方式的铁路车辆用传送系统中，设为将IPV4的专用地址、类别C用作传送站地址进行说明，但其也可以使用类别B、类别A，还可以使用IPV6等。

接下来，对上述结构的铁路车辆用传送系统的动作进行说明。另外，为了易于理解说明，此处说明成5台1a～1e的传送器(即n＝5)与该系统连接。

在未设定出厂时的传送站地址的情况下，如图4所示，所有传送器1a～1e具有作为默认的(192.168.0.0)的地址。该出厂时状态的地址成为在所有传送器1a～1e中共同的状态。

如图5所示，如果在地址设定前的状态下接通了传送系统的电源，则传送站1a～1e分别向下游侧发送邻站确认信号，并等待来自下游侧的邻站确认响应的输入。传送中继器控制装置4测定从邻站确认信号发送到邻站确认响应为止的时间、和对干线传送接收器6a输入的信号的振幅。

然后，传送器1a～1e如果分别从上游侧接收到邻站确认信号，则分别在规定的定时发送邻站确认响应。从上游侧接收到邻站确认信号的各传送器1i(i＝a～e)判断成在上游侧存在传送器1，从下游侧接收到邻站确认响应的传送器1i判断为在下游侧存在传送器1。在图5的例子中，1号车的传送器1a判断为仅在下游侧存在传送器1，传送器1b、1c、1d判断为在上游侧/下游侧都存在传送器1，传送器1e判断为仅在上游侧存在传送器1。

传送器1a～1e分别根据所测定出的时间和振幅判断旁路装置8是否动作。例如，如图12所示，在3号车的传送器1c宕机的状态下，如果接通了该系统的电源，则来自传送器1b的邻站确认信号通过传送器1c的旁路装置8，而由传送器1d的干线传送接收器6a接收，来自传送器1d的邻站确认响应由传送器1b的干线传送接收器6b接收。此时，传送器1b的传送中继器控制装置4相对规格值仅延迟用下式定义的Tdel时间而接收邻站确认响应。

Tdel＝2×T1×L1(ns)

T1：每单位距离的信号延迟时间(ns)

L1：传送器间的传送路径长度(m)

一般在双绞电缆中，T1大约为5ns。因此，如果将传送器1c-1d间的距离L1设成大约25m的一定长度，则Tdel成为250ns。因此，在传送器1b检测出与规定值相比大约延迟250ns的情况下，判断为1个传送器进行了旁路。另外，在延迟大约为500ns的情况下判断为2个传送器连续进行了旁路。

这样，传送器1a～1e分别掌握系统的电源接通时的相邻站的旁路装置是否为动作中，并保持该状态。

首先，从传送器1a～1e分别判断为未使旁路装置8动作的情况进行说明。如图6所示，1号车的传送器1a无法检测上游侧的传送器1，所以等待来自显示器2a的地址设定开始指令。传送器1a如果从显示器2a接收到地址设定开始指令，则判断为本身为开头车，设定作为1号车的传送站地址的(192.168.0.1)。

接下来，如图7所示，1号车的传送器1a如果设定本身的传送站地址，则对2号车的传送器1b发送本传送站地址(192.168.0.1)、旁路装置8的动作状况和地址设定开始指令。2号车的传送器1b如果接收到地址开始指令，则根据旁路装置8的动作状况和接收传送站地址来决定本传送器1b的传送站地址。在图7的例子中，由于是旁路装置未动作以及接收地址＝192.168.0.1，所以将作为接收地址加一的地址的(192.168.0.2)设定成传送站地址。

同样地，如图8、图9所示，传送器1c、传送器1d分别设定(192.168.0.3)、(192.168.0.4)的传送站地址。

如图10所示，作为最末尾车的5号车上的传送器1e将本传送站地址设定成(192.168.0.5)。然后，如图11所示，传送器1e确认成在下游侧不存在传送器1，所以向上游侧发送通知所有传送器1a～1e的传送站地址设定完成的地址设定完成信号。于是，各传送器1a、1b、1c、1d通过接收地址设定完成信号而确认完成了地址设定操作。在该状态下，传送器1a～1e分别取得(192.168.0.1)、(192.168.0.2)、(192.168.0.3)、(192.168.0.4)、(192.168.0.5)的唯一地址而作为传送地址。

另外，在本实施方式中，将地址设定的开始设为来自显示器2a的指令，但也可以通过使开始的触发成为拼接信号，而在分割/拼接时也自动地重新分配各传送器1的传送站地址，而可以重构网络。另外，通过在电源接通时实施，还可以使地址设定自动化。

接下来，对在本实施方式的铁路车辆用传送系统中，如图12所示3号车的传送器1c宕机的状态下接通了该系统的电源时的地址设定动作进行说明。在该情况下，2号车的传送器1b保持在电源接通时的旁路装置的动作判定中作为邻站的3号车的传送器1c的旁路装置8为动作中的信息。

首先，传送器1a、1b的地址设定与正常时相同，按照图6、图7的步骤进行。

如图13所示，2号车的传送器1b如果设定本身的传送站地址，则对4号车的传送器1d发送本传送站地址(192.168.0.2)、旁路装置动作中(1个传送器旁路)和地址设定开始指令。4号车的传送器1d如果接收到地址开始指令，则由于是旁路装置动作中以及接收地址＝192.168.0.2，所以将接收地址加二的(192.168.0.4)设定成传送站地址。

由5号车的传送器1e按照图10、图11的步骤进行本传送站地址的设定。这样，最终，除了宕机中的传送器1c，各号车的传送器1a、1b、1d、1e与正常时同样地设定与车号唯一对应的传送站地址，完成地址设定。

另外，在宕机的传送器1c恢复的情况下，传送器1c的传送站地址成为(192.168.0.0)。因此，该铁路车辆用传送系统在对网络追加了地址设定未结束的(192.168.0.0)的传送站地址的情况下，通过再次重新分配地址而使各传送器1a～1e各自的传送站地址成为(192.168.0.1)、(192.168.0.2)、(192.168.0.3)、(192.168.0.4)、(192.168.0.5)，在所追加的传送器1c以外的传送器地址中未产生变更。

这样构成的本实施方式的铁路车辆用传送系统中，可将各传送器1的传送站地址自动设定成唯一地址。另外，即使在存在故障的传送器1的情况下也对剩余传送器1重新分配与正常时相同的传送站地址，所以不会在实际的列车号车与传送站地址中产生偏差。因此，根据本实施方式的铁路车辆用传送系统，可以冗余性高且迅速地构筑网络。

另外，在本实施方式中通过仅向下游侧发送邻站确认信号进行了说明，但还可以向下游侧/上游侧这两方进行发送。于是在该情况下，即使在地址设定开始指令中不包括有无旁路动作也可以进行判别。

另外，在本实施方式中，通过在地址设定指令中发送有无旁路和本传送站地址而进行了说明，但也可以采用通过在地址设定指令中发送应设定的传送站地址，从而无需发送有无旁路的信息本身的方法。

(第二实施方式)

图15示出本发明的第二实施方式的铁路车辆用传送系统的结构，图16示出上述铁路车辆用传送系统的传送器的结构。

在本实施方式中，针对每个车辆搭载n台(n为2以上的任意整数)的传送器1a、1b、...、1n，通过传送路径3a、3b、...、3(n-1)实现点到点连接，而进行数据的收发。另外，用于显示以及设定列车的状态的显示器2a、2b分别与开头车和末尾车的传送器1a、1n连接。另外，以下，在说明上无需传送器、传送路径的识别的情况下、而且对于所有装置共同的情况下，用传送器1、传送路径3进行说明。

另外，如图16所示，传送器1构成为包括：二端口的干线传送发送器5a、5b；二端口的干线传送接收器6a、6b；进行本号车的数据交换的传送站7；控制各传送端口的传送中继器控制装置4；物理地连接于设置在该传送器1的两侧的传送路径3之间的旁路装置8；以及存储各传送器1间的传送路径3的路径长度的传送路径长度存储装置9。旁路装置8在传送器1中产生致命性的故障的情况、电源未接通时动作，用于通过物理地连接上游侧传送路径与下游侧传送路径而防止网络被分断，其由机械继电器构成。图17例示出传送路径长度存储装置9所存储的各传送路径3a～3(n-1)的传送路径长度。

另外，传送站7也可以处于传送器1内也可以处于传送器1外。另外，传送站7也可以是多个。另外，在本实施方式的铁路车辆用传送系统中，设为将IPV4的专用地址、类别C用作传送站地址进行说明，但其也可以使用类别B、类别A，还可以使用IPV6等。

接下来，对上述结构的铁路车辆用传送系统的动作进行说明。另外，为了易于理解说明，此处说明成5台1a～1e的传送器(即n＝5)与该系统连接，传送器1a～1e通过传送路径3a～3d以图17所示的传送路径长度连接。在未设定出厂时的传送站地址的情况下，如图4所示，所有传送器1a～1e具有作为默认的(192.168.0.0)的地址。该出厂时状态的地址通过成为在所有传送器1a～1e中共同的状态。

接下来，在本实施方式的铁路车辆用传送系统中，对旁路装置8动作时的向传送器1设定传送站地址的方法进行说明。

图18示出在2号车的传送器1b宕机的状态下接通了该系统的电源的情况。来自传送器1a的邻站确认信号通过传送器1b的旁路装置8，而由传送器1c的干线传送接收器6a接收，来自传送器1c的邻站确认响应由传送器1c的干线传送接收器6b接收。此时，传送器1a的传送中继器控制装置4相对规格值仅延迟用下式定义的Tdel1时间而接收邻站确认响应。

Tdel1＝2×T1×L1(ns)

T1：每单位距离的信号延迟时间(ns)

L1：传送器间的长度(m)

一般在双绞电缆中，T1大约为5ns，所以针对1m的传送路径发生大约10ns的延迟。传送器1a的传送中继器控制装置4对传送路径长度存储装置9的距离数据、与根据所测定出的Tdel1计算出的传送器1a和传送器1b之间的传送路径长度L1进行比较。如果Tdel1大约为450ns，则由于与传送路径长度存储装置9的传送器1a与传送器1b之间的传送路径(＝45m)相等，所以判断为传送器1b的旁路装置8未动作。如果Tdel1大约为750ns，则由于与传送距离存储装置9的传送器1a与传送器1b之间的传送路径长度(＝45m)不一致，所以进而与加上传送器1b和传送器1c之间的传送路径长度(＝30m)的距离L1(＝75m)进行比较。此处，由于Tdel1与距离L1一致，所以传送中继器控制装置4判断为传送器1b的旁路装置8动作。同样地，传送器1c检测大约200ns的Tdel1，传送器1d检测大约350ns的Tdel1，所以传送器1c、1d都判断为旁路装置8未动作。

如图19所示，1号车的传送器1a如果设定本身的传送站地址(192.168.0.1)，则对3号车的传送器1c发送本传送站地址(192.168.0.1)、旁路装置动作中(1个传送器旁路)和地址设定开始指令。3号车的传送器1c如果接收到地址开始指令，则由于是旁路装置动作中以及接收地址＝192.168.0.1，所以将作为接收地址加二的(192.168.0.3)设定成传送站地址。

同样地，如图20所示，4号车的传送器1d从3号车的传送器1c接收地址开始指令，根据旁路装置未动作中以及接收地址＝192.168.0.3设定本传送站地址(192.168.0.4)。同样地，5号车的传送器1e设定本传送站地址(192.168.0.5)。5号车的传送器1e如果设定本号车的传送站地址，则对所有传送器1，发送表示地址设定动作完成的地址设定完成信号。这样，最终，除了宕机中的传送器1b以外，与正常时同样地设定与号车唯一对应的传送站地址。

另外，在宕机的传送器1b恢复的情况下，传送器1b的传送站地址成为(192.168.0.0)。因此，该铁路车辆用传送系统在对网络追加了地址设定未结束的(192.168.0.0)的传送站地址的情况下，通过再次重新分配地址而使各传送器1a～1e各自的传送站地址成为(192.168.0.1)、(192.168.0.2)、(192.168.0.3)、(192.168.0.4)、(192.168.0.5)，在所追加的传送器1b以外的传送器地址中未产生变更。

在这样构成的本实施方式的铁路车辆用传送系统中，即使在未等间隔地设置各传送器1的情况下，也可以自动地将各传送器1的传送站地址设定成唯一的地址。另外，即使在存在故障的传送器1的情况下也对剩余的传送器1重新分配与正常时相同的传送站地址，所以不会在实际的列车号车与传送站地址中产生偏差。因此，根据本实施方式的铁路车辆用传送系统，可以冗余性高且迅速地构筑网络。

另外，在本实施方式中，通过在地址设定指令中发送有无旁路和本传送站地址而进行了说明，但也可以采用通过发送应设定的传送站地址且不发送有无旁路的方法。进而，在本实施方式中，作为存储在传送路径长度存储装置9的数据用传送器1间的传送路径长度来进行了说明，但也可以是存储邻站确认响应的延迟时间Tdel1的方法。

Claims (3)

1.一种铁路车辆用传送系统，具有：传送器，针对多个车辆的每一个设置，且具有多个传送端口，并根据规定的指示向必要的传送端口发送从任意一个传送端口接收到的数据；以及传送路径，连接于相邻的上述传送器之间，通过网络进行列车内的数据交换，其特征在于，

上述传送器分别具备：传送中继器控制装置，控制上述传送端口；传送站，根据该传送中继器控制装置的指示设定本传送器内的传送站地址，并且进行与上述传送端口的数据收发；以及旁路装置，用于即使在上述传送中继器控制装置或传送端口故障的情况下也维持与该传送器两侧相邻的相邻传送器之间的传送路径，

上述传送器各自的传送站即使在其他传送器的旁路装置动作的情况下，也根据来自上述传送中继器控制装置的指示来设定本传送器内的传送站地址。

2.根据权利要求1所述的铁路车辆用传送系统，其特征在于，上述传送器各自的传送站在该系统的电源接通时，测定从发送用于确认是否存在相邻传送站的邻站确认信号到返回响应为止的时间，在响应延迟超过规定时间的情况下判断为相邻的传送器的旁路装置动作并保持旁路装置的动作信息，否则，保持未动作信息，

在向相邻传送器发送传送站地址设定指令时，将上述保持的旁路装置的动作信息或者未动作信息与本传送站地址一起发送，

在从相邻传送器接收到传送站地址设定指令时，

在该传送站地址设定指令中包含有相邻传送器的传送站地址以及旁路装置的动作信息的情况下，将对上述相邻传送器的传送站地址加二而得到的地址设定成本传送器的传送站地址，

在该传送站地址设定指令中包含有相邻传送器的传送站地址以及旁路装置的未动作信息的情况下，将对上述相邻传送器的传送站地址加一而得到的地址设定成本传送器的传送站地址。

3.根据权利要求1所述的铁路车辆用传送系统，其特征在于，上述传送器各自的传送中继器控制装置存储该系统内的多个传送器各自的与相邻传送器之间的传送路径长度的信息，

上述传送器各自的传送站在向相邻传送器发送传送站地址设定指令时，测定从发送用于确认是否存在相邻传送器的邻站确认信号到返回邻站确认响应为止的时间，根据上述系统内的多个传送器各自的与相邻传送器之间的传送路径长度的信息和上述测定数据，判断相邻传送器的旁路装置是否动作，将上述旁路装置的动作/未动作信息与本传送站地址一起发送，

在从相邻传送器接收到传送站地址设定指令时，

在该传送站地址设定指令中包含有相邻传送器的传送站地址以及旁路装置的动作信息的情况下，将对上述相邻传送器的传送站地址加二而得到的地址设定成本传送器的传送站地址，

在该传送站地址设定指令中包含有相邻传送器的传送站地址以及旁路装置的未动作信息的情况下，将对上述相邻传送器的传送站地址加一而得到的地址设定成本传送器的传送站地址。

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