CN101572640B - 铁路车辆用传输装置及铁路车辆用传输系统 - Google Patents

Abstract

一种铁路车辆用传输装置及铁路车辆用传输系统，在多个车辆间经由网络进行数据的交接，该装置具备：多个作为传输中继器的干线收发器(5a、5b)，执行数据信号的收发；传输中继器控制装置(4)，控制多个干线收发器(5a、5b)的每一个的数据信号的收发；1个以上的放大电路(6a、6b)，对由多个干线收发器(5a、5b)的某一个所发送的数据信号进行放大；1个以上的降压电路(7a、7b)，使接收到的数据信号降压，并输出给多个干线收发器(5a、5b)的某一个，并且和1个以上的放大电路(6a、6b)某一个的输出侧相连接。而且，上述传输中继器控制装置(4)，当使多个干线收发器(5a、5b)的某一个发送数据信号时，对放大所发送的数据信号的放大电路(5a)的输出侧所连接的降压电路(7a)降压比进行控制。

Description

铁路车辆用传输装置及铁路车辆用传输系统

发明领域

本发明涉及在连结多台车辆的铁路车辆间进行数据交接的铁路车辆用传输装置及铁路车辆用传输系统。

背景技术

一般而言，铁路车辆连结多台车辆来构成，在各车辆间进行各种数据的收发。此时，数据的收发最好在各车辆间形成网络来执行。根据采用的网络方式等要求的不同，有时作为发送用和接收用的传输通路需要2对电缆(双绞电缆或同轴电缆等)。但是，在铁路车辆的情况下，各车辆间的布线需要尽力减少装备线数或连接器的针脚数。

专利文献1公开了一种铁路车辆用传输装置，在本车辆内可以采用基于2对双绞电缆的CSMA/CD方式，其他的车辆间可以通过1对双绞电缆来构建网络。

专利文献1的以往的铁路车辆用传输装置具备：传输中继器，搭载于各车辆中，接收从其他车辆传输来的数据，并且重复发送该数据；传输通路，由在传输中继器间连接的一对双绞电缆来形成。另外，传输中继器具备：干线发送器，对1对双绞电缆发送数据；干线接收器，从1对双绞电缆接收数据；传输中继器控制装置，执行干线发送器和干线接收器之间的切换，在传输中继器间进行数据收发，并且通过在传输中继器间进行专用的数据包交换来判断相邻传输中继器的有无，并构建网络；传输收发器，和传输中继器控制装置通过2对双绞电缆进行连接，执行数据的发送和接收；传输站，连接于传输收发器上，执行数据的交接。

另外，在该以往的铁路车辆用传输装置中，搭载于各车辆中的传输中继器在由1对双绞电缆所形成的传输通路上连接为总线状。而且，传输中继器在传输通路上流动用来确认相邻传输中继器有无的链路数据包和避免冲突所需的令牌数据包。为此，以往的铁路车辆用传输装置在CSMA/CD方式的双绞连接的网络上，也可以避免传输中继器中的数据冲突，并且可以消除传输中继器的连接级数限制。另外还有，传输中继器能够以低延迟重复发送数据。

也就是说，该以往的铁路车辆用传输装置通过1对双绞电缆的传输通路连接传输中继器，在各个传输中继器中设置干线用发送器及干线接收器。而且，在传输中继器内，发送和接收的传输通路使用分开的2对双绞电缆。但是，在传输中继器间，发送和接收的传输通路在干线用发送器及干线接收器中切换1对双绞电缆来使用。因此，各车辆用的布线得以简单化。

专利文献1日本特开2005-80253号公报

但是，在铁路车辆中构建的网络为了能够进行车辆的混编及分离，需要经由电连结器进行传输。从而，伴随车辆的混编及分离的执行，经常发生传输通路在一般的地面设备中不发生的那种连接状态和开放状态的反复。

采用专利文献1所述的以往铁路车辆用传输装置的铁路车辆，为了减少装备线数，通过1对双绞电缆实施装置间的通信。此时，以往的铁路车辆用传输装置通过同一电缆实施和其他装置之间的发送和接收。因此，存在因上述那样的传输通路连接状态/开放状态的反复而使进行通信的传输中继器受到不良影响的可能性。具体而言，在传输通路为开放状态时传输中继器发送了数据的情况下，所发送的数据信号在传输通路的开放端进行反射。因此，过大的电压波形的信号施加给传输中继器，存在使传输中继器破坏的可能性。也可考虑使电压降低以便传输通路在开放端也不使传输中继器破坏。但是，此时的数据信号损失车辆被混编的正常连接时的噪声容限，装置间为长距离时存在难以进行通信的可能性。

发明内容

本发明用来解决上述以往技术的问题，其要解决的技术问题为，提供一种铁路车辆用传输装置及铁路车辆用传输系统，可以削减装备布线数，并且在不损失噪声容限的情况下保护传输中继器。

为了解决上述课题，本发明第1方面所涉及的铁路车辆用传输装置，在多个车辆间经由网络进行数据交接，其特征为，具备：多个传输中继器，执行数据信号的发送和接收；以及控制装置，控制上述多个传输中继器的每一个中的数据信号的发送和接收；1个以上的放大电路对由上述多个传输中继器的某一个所发送的数据信号进行放大，1个以上的降压电路使接收到的数据信号降压并输出给上述多个传输中继器的某一个，并且，和上述1个以上的放大电路的某一个的输出侧相连接，上述控制装置，当使上述多个传输中继器的某一个发送数据信号时，对放大所发送的数据信号的上述放大电路的输出侧所连接的上述降压电路的降压比进行控制。

根据本发明的第1方面，可以削减装备布线数，并且，在不损失噪声容限的情况下保护接收电路。

附图说明

图1是表示采用本发明实施例1方式的铁路车辆用传输系统的铁路车辆结构的附图。

图2是表示本发明实施例1方式的铁路车辆用传输装置详细结构的框图。

图3是表示本发明实施例1方式的铁路车辆用传输装置中的降压电路详细结构的框图。

图4是表示本发明实施例2方式的铁路车辆用传输装置中的降压电路详细结构的框图。

具体实施方式

下面，根据附图，说明本发明的铁路车辆用传输装置及铁路车辆用传输系统的实施方式。

(实施例1)

首先，说明实施例1方式的结构。在此，以由1号车、2号车、3号车的3辆铁路车辆构成的列车为例，进行说明。实施例1的铁路车辆用传输系统如图1所示，设置多个本发明的铁路车辆用传输装置(铁路车辆用传输装置1a、1b、1c)。而且，使共用了发送用传输通路和接收用传输通路的传输通路3b、3c在各铁路车辆用传输装置间连接为总线状。各铁路车辆用传输装置1a、1b、1c分别设置于各车辆中。另外，两端的传输装置1a、1c分别通过传输通路3a、3d连接于电连结器2a、2b上。该传输通路3a、3d用于在和其他的车辆混编时，经由电连结器2a、2b和其他车辆中所搭载的铁路车辆用传输装置之间进行通信，是和传输通路3b、3c同样共用了发送用传输通路和接收用传输通路的传输通路。各传输通路3a、3b、3c、3d例如可以使用1对电缆(双绞电缆、同轴电缆等)来构成。

图2所示的铁路车辆用传输装置1具有和图1中的铁路车辆用传输装置1a、1b、1c相同的结构。

铁路车辆用传输装置1是如图2所示，用来在多个车辆间经由网络执行数据交接的装置，具备2个端口的干线收发器5a、5b、放大电路6a、6b、降压电路7a、7b、变压器8a、8b、1个端口以上(在本号车不进行数据交接时为0个端口以上)的传输站9及传输中继器控制装置4。

干线收发器(传输中继器)5a、5b在铁路车辆用传输装置1内设置多个，执行数据信号的发送和接收。例如，干线收发器5a、5b用于通过由10BASE-T/100BASE-TX标准(ISO8802-3：2000)所规定的电压来发送数据信号，并且接收从搭载于其他车辆的铁路车辆用传输装置所发送的数据信号，由担负通用的10BASE-T或100BASE-TX物理层的PHY来构成。该干线收发器5a分别通过1对电缆连接于放大电路6a和降压电路7a上。

传输中继器控制装置4控制干线收发器5a、5b各自中数据信号的收发。

放大电路6a、6b在铁路车辆用传输装置1内设置1个以上，将由干线收发器5a、5b所发送的数据信号放大并输出。放大电路6a通过1对电缆连接至变压器8a。

降压电路7a、7b在铁路车辆用传输装置1内设置1个以上。而且，降压电路7a、7b使接收到的数据信号降压，并输出给干线收发器5a、5b，并且，和放大电路6a、6b的输出侧连接。例如，降压电路7a使从外部的传输通路3经由变压器8a接收到的数据信号降压为干线收发器输入电压并输出给干线收发器5a，并且和放大电路6a的输出侧连接。另外，降压电路7a通过1对电缆连接至变压器8a。

传输中继器控制装置4，当使干线收发器5a、5b发送数据信号时，对放大所发送的数据信号的放大电路6a、6b的输出侧所连接的降压电路7a、7b的降压比进行控制。例如，传输中继器控制装置4，当使干线收发器5a发送数据信号时，对放大所发送的数据信号的放大电路6a的输出侧所连接的降压电路7a的降压比，进行控制。

图3表示本发明实施例1的铁路车辆用传输装置1中传输通路3、传输中继器控制装置4、干线收发器5a、放大电路6a、降压电路7a及变压器8a的结构。此时，在传输中继器控制装置4的相反侧，如图2所示，干线收发器5b、放大电路6b、降压电路7b及变压器8b按同样的结构进行了配置，表示相同的作用。

降压电路7a如图3所示，由切断电路11和电压降低电路12来构成。另外，放大电路6a由通用的运算放大器10构成。

而且，切断电路(开关部)11，对干线收发器5a，切换降压电路7a接收到的数据信号输出的接通/断开。也就是说，切断电路11是用来将降压电路7a从干线收发器5a电切断的电路，可以采用通用的模拟开关来构成。

传输中继器控制装置4，当使干线收发器5a发送数据信号时，使连接于放大所发送的数据信号的放大电路6a的输出侧的降压电路7a所具有的切断电路11断开。

另外，电压降低电路12例如可以由利用电阻的分压电路构成，按指定的比率使所输入的信号降低并输出。这里，所谓指定的比率可以考虑，例如设定为使由放大电路6a放大后的信号恢复为原来大小的比率。作为1例，在放大电路6a具有2倍放大率时，电压降低电路12使所输入的信号降低为二分之一。另外，如果由电压降低电路12得到的降压比率设定得比放大电路6a的放大率小，则对于传输装置间为长距离的情形，也可以应对。

变压器8a的初级侧连接于放大电路6a及降压电路7a，使由放大电路6a得到的发送信号和降压电路7a的接收信号相结合，并且次级侧连接至外部的传输通路3。该变压器8a是一种脉冲变压器，在和外部之间实施绝缘，只通过发送数据信号及接收数据信号。变压器8b也相同。

另外，传输站9在实施例1中，安装到铁路车辆用传输装置1内。但是，传输站9也可以设置于传输装置1之外。再者，传输站9也可以具备多个。

下面，使用图3来说明如上所构成的实施例1方式的作用。首先，对于对其他车辆中所设置的传输装置发送数据的情形进行说明。传输中继器控制装置4控制干线收发器5a的数据信号的收发。具体而言，传输中继器控制装置4执行使干线收发器5a发送数据信号的控制。此时，传输中继器控制装置4断开放大所发送的数据信号的放大电路6a的输出侧所连接的降压电路7a的切断电路11。

干线收发器5a根据传输中继器控制装置4的指令，按规定值的电压制作发送数据，输出给放大电路6a。

放大电路6a通过运算放大器10把从干线收发器5a所发送的数据信号放大，并进行输出。从放大电路6a所输出的数据信号，经由变压器8a对传输通路3进行发送，并且也对降压电路7a进行输出。其原因为，因为本发明中的铁路车辆用传输系统通过共用了发送用传输通路和接收用传输通路的传输通路3(例如1对双绞电缆)进行通信，所以在发送数据信号的发送通路(放大电路6a的输出侧)上连接着接收数据信号的接收通路(降压电路7a的输入侧)。

从放大电路6a所输出的数据信号，其目的为，经由传输通路3对其他车辆中所设置的铁路车辆用传输装置发送数据。因此，对同一传输装置内的降压电路7a输出的数据信号是不需要的。如上所述，传输中继器控制装置4当使干线收发器5a发送数据信号时，断开降压电路7a具有的切断电路11。从而，在同一传输装置内由放大电路6a输出并输入降压电路7a的数据信号，由电压降低电路12按指定的比率使之降低进行输出，但是因为切断电路11为断开，所以电连接被切断。因此，该数据信号不到达干线收发器5a。

这里，考虑图3所示的传输通路3与图1所示的1号车传输通路3a对应的情形。在其他的铁路车辆未与连接于传输通路3a上的电连结器2a混编时，传输通路3为开放状态。而且，若干线收发器5a在开放状态下进行发送，则由放大电路6a所输出的数据信号经由变压器8a在传输通路3中因反射而增大，再经由变压器8a输入降压电路7a。降压电路7a内的电压降低电路12按指定的比率使所输入的信号降低，输出给干线收发器5a。但是，因反射而增大的信号依然较大，存在超过干线收发器5a规定电压的可能性。但是，如上所述切断电路11在数据发送时已控制成断开。因此，干线收发器5a和降压电路7a被电切断，由电压降低电路12所输出的信号被断路。如上，干线收发器5a被保护，使其与因开放状态导致的反射而增大的数据信号发送电压隔绝。

下面，对于接收由设置于其他车辆中的传输装置所发送的数据的情形，进行说明。由设置于其他车辆中的传输装置所发送的数据信号，从传输通路3经由变压器8a输入降压电路7a。

降压电路7a内的电压降低电路12按指定的比率使所输入的数据信号降低到规定的电压，并输出给切断电路11。

这里，传输中继器控制装置4在数据信号的发送之时以外(也就是接收时)，将降压电路7a的切断电路11控制为接通状态。从而，此时切断电路11处于连接状态，所输入的数据信号按原状输出给干线收发器5a。

按上述方法，干线收发器5a可以接收从设置于其他车辆中的传输装置所发送的数据信号。

如上所述，根据本发明实施例1方式所涉及的铁路车辆用传输装置1及铁路车辆用传输系统，在发送时将降压电路7a内的切断电路11控制为断开，切断电连接。因此，在通过图3所示的共用发送用传输通路和接收用传输通路的传输通路3(例如1对双绞电缆)进行通信的铁路车辆用传输系统中，即便在传输通路3中发生异常变为开放端的情况下或在混编/分离时传输通路3变为开放状态的情况下，干线收发器5a也被保护，使其与因传输通路3开放端上的反射而使振幅增大后的信号隔绝。

另外，不需要考虑因反射而输入过大的电压的情况而预先将电压降低电路12的降压比设定得较大。因此，不用损失车辆被混编的正常连接时的噪声容限(也就是说不使耐噪声性能恶化)，即使装置间为长距离也可以无问题地进行通信。

另外，通过采用本发明的铁路车辆用传输装置1，可以保护接收电路，使其与因反射造成的过大电压隔绝。因此，可以构建利用共用了发送用传输通路和接收用传输通路的传输通路3的铁路车辆用传输系统，能够减少装备布线。

(实施例2)

本发明实施例2的铁路车辆用传输系统具有和实施例1相同的结构，如图1所示，设置多个本发明的铁路车辆用传输装置(铁路车辆用传输装置1a、1b、1c)。而且，使共用了发送用传输通路和接收用传输通路的传输通路3b、3c在各铁路车辆用传输装置间连接为总线状。

另外，各铁路车辆用传输装置1a、1b、1c具有和实施例1相同的结构，图2表示详细的结构。

在图4所示本发明实施例2的铁路车辆用传输装置1中的降压电路7a中，相对于图3所示的实施例1，不同之处为降压电路7a由可变电压降低电路13构成。

可变电压降低电路13按可变的比率使所输入的信号降低，并输出。这里，由可变电压降低电路13得到的电压下降可变比率由传输中继器控制装置4进行控制。

传输中继器控制装置4，当使干线收发器5a发送数据信号时，进行控制，以使连接于放大所发送的数据信号的放大电路6a输出侧的降压电路7a所具有的可变电压降低电路13的降压比变为最大。

其他的结构和实施例1的结构相同，省略其重复的说明。

下面，使用图4来说明如上所构成的本实施方式作用。首先，对于对其他车辆中所设置的传输装置发送数据的情形，进行说明。传输中继器控制装置4控制干线收发器5a中的数据信号的收发。具体而言，传输中继器控制装置4进行控制，以使干线收发器5a发送数据信号。此时，传输中继器控制装置4进行控制，以使连接于放大所发送的数据信号的放大电路6a输出侧的降压电路7a所具备的可变电压降低电路13降压比变为最大。

干线收发器5a根据传输中继器控制装置4的指令，按规定值的电压制作发送数据，输出给放大电路6a。

放大电路6a由运算放大器10把从干线收发器5a所发送的数据信号放大，并输出。从放大电路6a所输出的数据信号经由变压器8a对传输通路3进行发送，并且也对降压电路7a进行输出。

如上所述，传输中继器控制装置4，当使干线收发器5a发送数据信号时，进行控制以使降压电路7a具有的可变电压降低电路13的降压比变为最大。从而，在同一传输装置内，从放大电路6a所输出的数据信号若输入到降压电路7a中，则通过可变电压降低电路13降低为振幅尽可能小的信号，并输出。

干线收发器5a在传输通路3为开放状态下进行了发送时，由放大电路6a所输出的数据信号，经由变压器8a在传输通路3的开放端因反射而增大，再经由变压器8a输入降压电路7a。但是，降压电路7a内的可变电压降低电路13被控制为降压比变为最大。因此，所输入的信号降低为振幅尽可能小的信号，并输出。按上述方法，干线收发器5a被保护，使其与因反射而增大的数据信号发送电压隔绝。

还有，可变电压降低电路13的最大降压比只要以超过干线收发器5a的规定电压的电压不会从降压电路7a输入干线收发器5a为条件进行设定即可。例如，因反射造成的发送电压增加的量假设是约2倍，则设计者只要选定可变电压降低电路13的降压比可变范围，构成为保护干线收发器5a足够的降压电路7a，就可以。

下面，对于接收从设置于其他车辆中的传输装置所发送的数据的情形，进行说明。由设置于其他车辆中的传输装置所发送的数据信号从传输通路3经由变压器8a，输入降压电路7a。

降压电路7a中的可变电压降低电路13，以指定的比率将所输入的数据信号降低至规定的电压，并输出给干线收发器5a。

这里，传输中继器控制装置4在发送之时以外(也就是接收时)，将降压电路7a的可变电压降低电路13控制为指定的降压比。此时可变电压降低电路13的降压比为，在传输通路3不是开放状态而是正常连接于其他传输装置上时，降压至适于干线收发器5a处理由其他传输装置所发送的数据信号的电压值的比率。

按上述方法，干线收发器5a可以接收由设置于其他车辆中的传输装置所发送的数据信号。

如上所述，根据本发明实施例2方式所涉及的铁路车辆用传输装置1及铁路车辆用传输系统，可以获得和实施例1的效果相同的效果。

再者，和实施例1不同，在实施例2中，并不是发送时的数据信号在降压电路7a中被完全切断。因此，例如传输中继器控制装置4可以通过确认经由放大电路6a及可变电压降低电路7a返回到干线收发器5a中的数据信号，从而来监视是否正确发送了从干线收发器5a所发送的数据信号。

产业上的可利用性

本发明所涉及的铁路车辆用传输装置及铁路车辆用传输系统，能够用于在连结多台车辆的铁路车辆间经由网络进行数据交接的铁路车辆用传输装置及铁路车辆用传输系统。

Claims (6)

1.一种铁路车辆用传输装置，在多个车辆间经由网络进行数据交接，

具备：

多个传输中继器，执行数据信号的发送和接收；以及

控制装置，控制上述多个传输中继器的每一个中的数据信号的发送和接收；

其特征为，

1个以上的放大电路对由上述多个传输中继器的某一个所发送的数据信号进行放大，

1个以上的降压电路使接收到的数据信号降压并输出给上述多个传输中继器的某一个，并且，和上述1个以上的放大电路的某一个的输出侧相连接，

上述控制装置，当使上述多个传输中继器的某一个发送数据信号时，对放大所发送的数据信号的上述放大电路的输出侧所连接的上述降压电路的降压比进行控制。

2.如权利要求1所述的铁路车辆用传输装置，其特征为，

上述1个以上的降压电路的每一个具备开关部，该开关部对上述多个传输中继器的某一个，切换接收到的数据信号的输出的接通/断开，

上述控制装置，当使上述多个传输中继器的某一个发送数据信号时，使放大所发送的数据信号的上述放大电路的输出侧所连接的上述降压电路所具备的上述开关部断开。

3.如权利要求1所述的铁路车辆用传输装置，其特征为，

上述控制装置，当使上述多个传输中继器的某一个发送数据信号时，进行控制，以使得放大所发送的数据信号的上述放大电路的输出侧所连接的上述降压电路的降压比为最大。

4.一种铁路车辆用传输系统，设有多个铁路车辆用传输装置，该铁路车辆用传输装置在多个车辆间经由网络进行数据交接，

上述铁路车辆用传输装置具备：

多个传输中继器，执行数据信号的发送和接收；以及

控制装置，控制上述多个传输中继器的每一个中的数据信号的发送和接收；

其特征为，

1个以上的放大电路对由上述多个传输中继器的某一个所发送的数据信号进行放大，

1个以上的降压电路使接收到的数据信号降压并输出给上述多个传输中继器的某一个，并且，和上述1个以上的放大电路的某一个的输出侧相连接，

上述控制装置，当使上述多个传输中继器的某一个发送数据信号时，对放大所发送的数据信号的上述放大电路的输出侧所连接的上述降压电路的降压比进行控制，

共用了发送用传输通路和接收用传输通路的传输通路，在上述铁路车辆用传输装置间进行连接。

5.如权利要求4所述的铁路车辆用传输系统，其特征为，

上述1个以上的降压电路的每一个具备开关部，该开关部对上述多个传输中继器的某一个，切换接收到的数据信号的输出的接通/断开，

上述控制装置，当使上述多个传输中继器的某一个发送数据信号时，使放大所发送的数据信号的上述放大电路的输出侧所连接的上述降压电路所具备的上述开关部断开。

6.如权利要求4所述的铁路车辆用传输系统，其特征为，

上述控制装置，当使上述多个传输中继器的某一个发送数据信号时，进行控制，以使得放大所发送的数据信号的上述放大电路的输出侧所连接的上述降压电路的降压比为最大。

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