CN101641910B - 铁道车辆用通信装置 - Google Patents

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CN101641910B CN2008800088316A CN200880008831A CN101641910B CN 101641910 B CN101641910 B CN 101641910B CN 2008800088316 A CN2008800088316 A CN 2008800088316A CN 200880008831 A CN200880008831 A CN 200880008831A CN 101641910 B CN101641910 B CN 101641910B
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Abstract

本发明涉及一种设于铁道车辆内的铁道车辆用通信装置。其中，确保对于信号质量较差的传输线路的适应性，以使数据传输的可靠性提高。该铁道车辆用通信装置包括节点装置(21)及与交换式集线器(32)连接的网络控制器(22-1、22-2)，所述节点装置(21)具备变换器(31-1、31-2)、及交换式集线器(32)，所述变换器(31-1、31-2)对构建于铁道车辆的各车辆之间的车辆间网络中流动的HDLC信号和构建于各车辆内的车辆内网络中流动的以太网(注册商标)信号之间进行相互的信号变换，所述交换式集线器(32)介于变换器(31-1)和变换器(31-2)之间，并分别连接这些变换器(31-1、31-2)。

Description

铁道车辆用通信装置
技术领域
本发明涉及一种设置于铁道车辆内、且提供铁道车辆通信系统的通信功能的铁道车辆用通信装置。
背景技术
以往，存在一种铁道车辆用通信装置，其组成部分包括具有载波侦听多路访问方式接口的结构控制部、使传输线路分叉的交换式集线器、及对交换式集线器的输入输出信号进行切断的开关，利用开关的连接及切断来控制传输线路的上行下行方向的通信状态，以识别列车内的通信设备的结构和连接形态(例如下述专利文献1)。
该专利文献1所示的铁道车辆用通信装置中，使用以1:1通信的方式连接通信装置之间的交换式集线器来避免发生故障，并且移除主通信装置以防止车辆内的通信停止，从而提高系统的可靠性。
专利文献1：日本专利特开2005-117373号公报
然而，上述专利文献1所示的铁道车辆用通信装置中，尽管对构建于车辆内或车辆间的传输线路或设备故障进行了考虑，但未对传输线路的信号质量进行考虑，因此会产生如下疑虑，即，传输数据是否可靠地传送到其它车辆的通信装置，或者是否会导致传输数据的重发频度增大以使传输速度降低等。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种确保对于信号质量较差的传输线路的适应性、且使数据传输的可靠性提高的铁道车辆用通信装置。
为了解决上述问题，以达到目的，本发明所涉及的铁道车辆用通信装置是对构建于铁道车辆的各车辆之间的车辆间网络中流动的第一传输信号及构建于该各车辆内的车辆内网络中流过的第二传输信号各进行传输处理的铁道车辆用通信装置，其特征为，包括：节点装置，该节点装置设于所述车辆中，且该节点装置具备第一信号变换器及第二信号变换器、以及二层交换机，所述第一信号变换器及所述第二信号变换器对所述第一传输信号和所述第二传输信号之间进行相互的信号变换并进行传输速度变换，所述二层交换机介于该第一信号变换器和该第二信号变换器之间，且分别连接该第一、第二信号变换器；及第一控制器，该第一控制器与所述二层交换机连接，且控制所述车辆间网络和所述车辆内网络之间的传输，所述第一信号变换器将从与本车辆相邻的一侧的车辆间网络接收到的所述第一传输信号变换成所述第二传输信号，发送到所述二层交换机，并且将从所述二层交换机接收到的所述第二传输信号变换成所述第一传输信号，发送到所述一侧的车辆间网络，所述第二信号变换器将从与本车辆相邻的另一侧的车辆间网络接收到的所述第一传输信号变换成所述第二传输信号，发送到所述二层交换机，并且将从所述二层交换机接收到的所述第二传输信号变换成所述第一传输信号，发送到所述另一侧的车辆间网络。
根据本发明所涉及的铁道车辆用通信装置，能确保对于信号质量较差的传输线路的适应性，并能使数据传输的可靠性提高。
附图说明
图1是表示安装有本发明优选的实施方式所涉及的铁道车辆用通信装置的铁道车辆用通信系统的简要结构图。
图2是表示本实施方式所涉及的铁道车辆用通信装置的结构及连接形态的图。
图3是表示设置于铁道车辆用通信装置内的节点装置的结构图。
图4是表示本实施方式的铁道车辆通信系统中的网络层次的图。
图5是表示变换器的结构的方框图。
图6是表示使自动联接器中作为起到应对接触不良的功能而设置的熔融(日文：フリッティング)电路进行动作的状态的图。
图7是将监视传输线路状态时的数据包的流动在与图5对应的结构图上示出的图。
图8是表示用于说明铁道车辆的连接状态及结构信息的一个连接例的图。
图9是表示图8所示的连接形态中设定的车辆状况信息的图。
图10是表示主系统的网络中的连接形态的确定过程的图。
图11是表示本实施方式的铁道车辆通信系统中的IP地址体系的一个例子的图。
图12是将基于已设定的IP地址的通信路径的一个例子在与图8对应的结构图上示出的图。
标号说明
10  铁道车辆
11  车辆群组
12、27  自动联接器
14  铁道车辆用通信装置
16、82、83  网络控制器
17  传输线路
20  铁道车辆用通信装置
21  节点装置
22  网络控制器
23、24、25  串行线路
26  并行接口电路
28  运行控制台
31  变换器
32  交换式集线器
33  旁路继电器
34  旁路线
51  以太网(注册商标)信号收发电路
52  缓冲存储器
53  HDLC信号收发电路
55  脉冲变压器
56  以太网(注册商标)控制器
57、58、59  FIFO型存储器
61  HDLC控制器
62  RS422收发器
63  脉冲变压器
64  电容
66  微处理器
67  WDT(看门狗定时器)
68  继电器
69  开关
70  电感线圈
具体实施方式
下面，参照附图详细说明本发明所涉及的铁道车辆用通信装置的优选实施方式。此外，本发明并不受以下的实施方式限定。
(铁道车辆通信系统的概况)
首先，说明安装有铁道车辆用通信装置的铁道车辆通信系统的概况。图1是表示安装有本发明优选的实施方式所涉及的铁道车辆用通信装置的铁道车辆通信系统的简要结构图。在该图所示的例子中，以两辆为单位被连接的车辆群组11-1(Married_pair_1：结合对1)及车辆群组11-2(Married_pair_2：结合对2)通过自动联接器(Automatic Coupler)12加以连接以构成铁道车辆10，铁道车辆10的各车辆中安装有包括节点装置(Node：节点)15及作为第一控制器的网络控制器16在内的铁道车辆用通信装置14(14-1、14-2)。安装于各车辆的铁道车辆用通信装置14通过传输线路17加以连接，构成铁道车辆10中的作为双重系统(冗余系统)网络的车辆间网络(TN-1、TN-2)。此外，在各车辆内设有与车辆间网络不同的车辆内网络(CN)，而该车辆内网络(CN)通过网络控制器16与车辆间网络(TN-1、TN-2)连接。
(铁道车辆用通信装置的结构)
接着，说明铁道车辆用通信装置的结构及连接形态。图2是表示本实施方式所涉及的铁道车辆用通信装置的结构及连接形态的图。该图中，铁道车辆用通信装置20的组成部分包括：构成双重系统(主系统、从系统)的一方的节点装置21-1；构成双重系统的另一方的节点装置21-2；及与节点装置21-1、21-2分别连接的网络控制器22-1、22-2等。另外，在铁道车辆用通信装置20内设有各种接口电路/线路(串行线路23～25、并行接口电路26)。这里，串行线路23与自动联接器27连接，是用于通过该自动联接器27的电接点与相邻的其它车辆群组的节点装置进行通信的接口，串行线路24是用于与同一车辆群组内的其它车辆的节点装置进行通信的接口。两者都为上述的车辆间网络(TN-1、TN-2)的承担一个通信功能的构成部。另一方面，串行线路25及并行接口电路26是用于向运行控制台28传输运行控制信息(刹车指令、速度信息、车门开闭信息)或者ATC的信号信息或其它运行信息等的线路/电路，是上述的车辆内网络(CN)内的承担一个通信功能的构成部。
节点装置21-1、21-2分别为独立的节点装置，节点装置21-1与串行线路23-1、24-1分别连接，节点装置21-2与串行线路23-2、24-2分别连接。各节点装置21间的数据传输中，使用后述的HDLC信号(第一传输信号)。另一方面，节点装置21和网络控制器22之间例如用10-BaseT的缆线加以连接。即，对于节点装置21和网络控制器22之间的数据传输，使用以太网(注册商标)信号(第二传输信号)。
此外，作为节点装置21和网络控制器22之间的网络接口，使用CSMA/CD(载波侦听多路访问/冲突检测)方式的一个连接方式即10-BaseT，但也可采用其它连接方式。例如，也可采用CSMA/CD(载波侦听多路访问/冲突检测)以外的、CSMA/ACK(确认)、CSMA/CA(冲突避免)、CSMA/CD/ACK(冲突检测/确认)、CSMA/CD/MACK(冲突检测/监听确认)、CSMA/NCACK(非冲突确认)等各种载波侦听多路访问方式，可使用与该方式相适的信号。这里，若使用10-BaseT，则可有效利用市场产品的应用配置较多从而通用性较佳的优点及缆线铺设的容易程度和成本、尺寸也较佳的优点，本系统中是优选的。
另外，当然也可对于各节点装置21间的数据传输，使用上述HDLC信号以外的信号。这里，HDLC信号具有如下优点，即，能以比特为单位进行数据传输控制且能利用CRC(循环冗余校验)进行严密的差错控制，本系统中作为可靠性较佳的传输控制方式是优选的。
(节点装置的结构)
接着，说明节点装置的结构。图3是设于铁道车辆用通信装置内的节点装置的结构图。该图中，节点装置21的组成部分包括：两个变换器31(31-1、31-2)；交换式集线器(SW-HUB)32；四个旁路继电器33(33-1～33-4)及两个旁路线34(34-1、34-2)。交换式集线器32例如可使用标准的以太网(注册商标)第二层(二层交换机)。
另外，作为变换器31优选的规格，可使用以下规格。
(1)功能：第一层(物理层)/第二层(数据链路层)中的信号变换(HDLC/以太网(注册商标))
(2)网络接口：10Base-T(或100Base-TX)
(3)串行链路接口：
(a)方式：施加DC偏置电压的AC耦合RS422方式(这里，可切换DC偏置电压的施加)
(b)差动电压：2V(4Vp-p)
(c)帧格式：HDLC(2.5Mbps)
(d)DC偏置电压：24V
旁路继电器33例如可使用常开型的机械继电器来构成。通过使用常开型的继电器，从而正常时因对于继电器的加力使得如图所示车辆间网络和变换器31连接。另一方面，在节点装置21发生故障或异常时，失去对于继电器的加力，车辆间网络与旁路线34连接，车辆间网络中流动的数据绕过节点装置21传送到相邻的节点装置。利用这些旁路继电器33及旁路线34，可防止节点装置21的故障、异常等波及到列车内的铁道车辆通信整体。此外，利用设于节点装置21内的故障检测单元来控制旁路继电器33。此外，对于故障检测单元的详细情况将在后面叙述。
(本系统中的通信协议)
接着，参照图3及图4说明铁道车辆通信系统中使用的通信协议。此外，图4是表示本实施方式的铁道车辆通信系统中的网络层次的图。
对于网络控制器(CPU/CNC)22和交换式集线器32之间的通信，使用以太网(注册商标)(第二层)及10Base-T(第一层)。同样地，在节点装置21内，对于交换式集线器32和变换器31之间的通信，也使用以太网(注册商标)(第二层)及10Base-T(第一层)。
另一方面，对于彼此相邻的变换器31之间的通信，使用以太网(注册商标)(第二层：LLC)HDLC(第二层：MAC)及RS422(第一层)。即，如图4所示，以太网(注册商标)帧被HDLC帧所封装。
这样，本实施方式的铁道车辆通信系统中，由于提供基于如图4所示的协议层次的通信环境，因此在网络控制器(CPU/CNC)间的上位层(网络层以上)中，能进行透明的通信，能确保车辆内的连接设备、以及与连接至本系统的其它系统的设备之间的较高的连接性。
(变换器的结构)
接着，说明变换器的结构。图5是表示变换器的结构的方框图。该图中，变换器31的组成部分包括：具有脉冲变压器55及以太网(注册商标)控制器56的以太网(注册商标)信号收发电路51；具有FIFO型存储器57～59的缓冲存储器52；具有HDLC控制器61、RS422收发器62、脉冲变压器63(63-1、63-2)及电容64(64-1、64-2)的HDLC信号收发电路53；用于控制变换器31的各构成部的作为第二控制器的微处理器(MPU)66；监视微处理器66的动作的看门狗定时器(以下成为“WDT”)67；由微处理器66励磁的继电器68；由继电器68进行导通/断开控制的开关69；及设于+24VDC线上的电感线圈70。
此外，图5所示的变换器31具有如下各功能。
(1)速度变换功能
(2)消息的中继优先功能
(3)自动联接器中的应对接触不良的功能
(4)故障检测功能
(5)传输线路状态监视功能
(6)连接形态自动识别功能
下面，分别说明各功能。
(速度变换功能)
图5中，HDLC信号收发电路53对HDLC帧进行生成/译码。另外，如上所述，HDLC帧将以太网(注册商标)帧封装后发送。另一方面，以太网(注册商标)信号收发电路51对以太网(注册商标)帧进行生成/译码，并且对信号速度进行变换(HDLC信号收发电路侧：10Mbps→2.5Mbps，交换式集线器侧：2.5Mbps→10Mbps)。此外，进行这种速度变换的理由如下。
如上所述，对于以太网(注册商标)帧的传输，使用10Base-T用的缆线(例如第五类等的双绞线缆线)。因而，传输信号的质量较高。另一方面，HDLC帧的传输中，经由连接车辆群组间的自动联接器，因此如后所述传输信号的质量劣化。因此，变换器31中，从以太网(注册商标)帧变换成HDLC帧时，进行从10Mbps向2.5Mbps的速度变换。
(消息的中继优先功能)
图5中，缓冲存储器52是用于吸收上述的传输速度差的存储器。构成缓冲存储器52的FIFO型存储器57是储存发送数据的存储器，储存优先级较高的数据。另一方面，尽管FIFO型存储器58是储存发送数据的存储器，但其与FIFO型存储器57不同，存储优先级较低的数据。另外，FIFO型存储器59是储存接收数据的存储器。这里，所谓储存在FIFO型存储器57中的优先级较高的数据例如为控制指令或重要故障等监视信息(Real time use：实时使用)。另一方面，所谓储存在FIFO型存储器58中的优先级较低的数据为过去的运行记录等储存信息(Non real time use：非实时使用)。
另外，储存在FIFO型存储器57中的优先级较高的数据例如是使用UDP(第四层)来进行传输的。另一方面，储存在FIFO型存储器58中的优先级较低的数据例如是使用TCP(第四层)来进行传输的。因此，以太网(注册商标)控制器56可基于上位层中使用的传输协议对优先级的高/低进行判断。此外，也可不采用这些方法，例如在数据帧内设置用于辨别优先级的字段，基于写入该字段的优先级信息来判断优先级的高低。
(自动联接器中的应对接触不良的功能)
使用图6说明本功能。这里，图6是表示使自动联接器中作为起到应对接触不良的功能而设置的熔融(Fritting)电路(以下称为“熔融电路”)进行动作的状态的图。该熔融电路的组成部分包括微处理器66、继电器68、开关69、电感线圈70及+24VDC电源。熔融的目的在于改善因自动联接器的接触面上的氧化膜而引起的接触不良。自动联接器的接触面上的氧化膜使自动联接器中的接触电阻增加，使传输信号的质量劣化。另一方面，通过对自动联接器施加+24VDC电压，从而氧化膜被破坏，自动联接器中的接触电阻减小，因此能改善传输信号的质量劣化。此外，微处理器(MPU)66使继电器68励磁以对开关69进行导通控制，从而对自动联接器进行+24VDC电压的施加。另外，对于自动联接器的+24VDC电压的施加在接收到来自相邻的变换器的信号之前一直进行，在接收到来自相邻的变换器的信号之后结束。另外，对自动联接器施加的电压并不局限于+24V，只要是能在预定的施加时间内使自动联接器的氧化膜破坏的电压即可，可根据自动联接器的材质等设定任意的电压。
(故障检测功能)
使用图5说明本功能。故障检测功能由设于变换器31内的WDT67实现。即，变换器31自身能检测出自身的故障。WDT67包括定时器电路，监视微处理器66的动作。例如，在定时器电路超时的情况下判断为微处理器66未进行动作，输出用于控制旁路继电器33的控制信号(故障(FAULT)信号)以使车辆间网络与旁路线34连接(参照图3)。另外，WDT67在变换器31的输出不正常的情况下，也输出故障信号以使旁路继电器33进行动作。这样，变换器31内的WDT67具有自我完成型的故障检测功能。
(传输线路状态监视功能)
使用图7说明本发明。这里，图7是将监视传输线路状态时的数据包的流动在与图5对应的结构图上示出的图。图7中，微处理器66对从HDLC信号收发电路53流出的数据包和向HDLC信号收发电路53流入的数据包进行监视。由微处理器66对数据包的监视例如能以被加1的串行编号的状态和HDLC帧的CRC为对象来进行。由微处理器66得到的监视结果例如通过RS232C等串行线路等被传送至网络控制器(CPU/CNC)22。此外，由网络控制器22收集到的监视信息可通过车辆内网络(CNC)显示在运行控制台28(参照图2)的显示器等上。
(连接形态自动识别功能)
使用图8～图10说明本功能。这里，图8是表示用于说明铁道车辆的连接状态及结构信息的一个连接例的图，图9是表示图8所示的连接形态中设定的车辆状况信息的图，图10是表示主系统的网络中的连接形态的确定过程的图。
(连接形态自动识别功能-相邻节点的辨别)
使用图8说明连接形态自动识别功能中的相邻节点的辨别动作。此外，相邻节点的辨别是在连接各装置且电源开启的状态、即在线的状态下进行的。
首先，说明图8所示的铁道车辆的连接状态及结构信息。图8中，由A-车辆、B-车辆构成的2辆连接的第一车辆群组(结合对1)和由A-车辆、B-车辆构成的2辆连接的第二车辆群组(结合对2)以将B-车辆之间加以连接的形态进行连接。即，采用如下结构，第一车辆群组的节点编号1的装置和第二车辆群组的节点编号2的装置与主系统的网络连接，第一车辆群组的节点编号2的装置和第二车辆群组的节点编号1的装置与从系统的网络连接。另外，对各车辆给予车辆编号。例如，对第一车辆群组的A-车辆、B-车辆分别给予“1010”、“1011”，对第二车辆群组的A-车辆、B-车辆分别给予“2020”、“2021”。
各节点装置中，利用相邻的变换器彼此间的信号收发来交换车辆编号及变换器的ID编号(以下称为“变换器ID编号”)。各网络控制器(CNC)从同一车辆内的四个变换器，通过RS232C的接口获取这些车辆编号及变换器ID编号的信息。网络控制器基于上述那样收集到的数据，识别车辆的连接状态。此外，图8中，对每一ID编号示出由网络控制器收集到的收集数据。例如，由于在网络控制器82-1的记录数据中不存在ID3及ID4的信息，因此能识别出具有ID3、ID4编号的变换器上什么也没连接。另外，网络控制器83-1的记录数据中收集有称为“2021，2，4”的数据以作为ID3，能识别出本车辆的“控制器ID3”上连接有“结合对2”的“B-车辆(2021)”的“节点2”中的“变换器ID4”。
(连接形态自动识别功能-车辆状况信息的设定)
使用图9说明联结形态自动识别功能中的车辆状况信息的设定动作。在识别出铁道车辆的连接状态及结构信息之后，各车辆的网络控制器(CNC)设定如下所示的信息以作为各节点中的车辆状况。
(1)自身的节点编号及车辆编号
(2)车辆群组内相邻节点(Intra-Pair_side：内部对侧)中
(a)车辆编号
(b)变换器ID编号(1～4中的任意数字)
(3)车辆群组间相邻节点(Inter-Pair_side：相互对侧)中
(a)车辆编号
(b)变换器ID编号(1～4中的任意数字)
(4)辨别车辆的端部(End)的信息(End：1)
图9中示出设定有与上述(1)～(4)相关的信息的车辆状况信息。例如，“A-车辆(1010)”的“节点1”中不存在车辆群组间相邻节点(相互对侧)，能识别出是位于车辆端部(End)的节点。另外，“B-车辆(2021)”的“节点2”中，能分别识别出在车辆群组内相邻节点(内部对侧)上连接有“车辆编号2020”的“变换器ID2”、以及在车辆群组间相邻节点(相互对侧)上连接有“车辆编号1011”的“变换器ID3”。
(连接形态自动识别功能-联结形态的确定)
使用图10说明联结形态识别功能的详细功能中的连接形态的确定动作。此外，图10中示出第一车辆间网络(主系统的网络)中的连接形态的确定过程。
另外，用以下步骤来进行连接形态的确定。
(1)首先，决定主站(主车辆)，并且决定主站的节点编号及车辆编号(步骤1)。此外，关于主站的决定，例如，若为与主系统(从系统)的网络连接的节点，则可将具有与该主系统(从系统)的网络连接的节点编号中最小的节点的车辆决定作为主站。
(2)步骤1中决定的主站的网络控制器(CNC)以UDP协议广播车辆状况信息。此时，被发送的车辆状况信息被附加在表示步骤1中生成的连接形态的帧的末尾(步骤2)。
(3)接着，具有被附加在帧的末尾的“节点编号”及“车辆编号”的站的网络控制器(CNC)基于所拥有的车辆状况信息，与步骤2相同地，以UDP协议广播预定信息(步骤3、步骤4)。
(4)通过向车辆间网络内的所有网络控制器(CNC)传送车辆状况信息，从而识别主系统及从系统的车辆间网络中的所有连接形态(步骤5)。
(IP地址的给予)
接着，使用图11及图12说明对网络控制器(CNC)设定的IP地址。这里，图11是表示本实施方式的铁道车辆通信系统中的IP地址体系的一个例子的图，图12是将基于已设定的IP地址的通信路径的一个例子在图8的结构图上示出的图。此外，如图12所示，对各网络控制器(CNC)分别各设定两个IP地址(节点1侧、节点2侧)。
如图11所示，IP地址所需的信息为车辆编号(Car_Number)、节点编号(Node_Number)、及ID编号(ID_in_a_car：车辆的ID)。这些信息中，ID编号为用于识别网络控制器(CNC)的识别编号，图11的例子中，对“CNC1”设定“0010”，对“CNC2”设定“0011”。另外，节点编号为用于识别节点装置的识别编号，图11的例子中，对“节点1”设定“0”，对“节点2”设定“1”。此外，本实施方式中，采用如图11所示的IP地址体系，但当然也可采用其它IP地址体系。
现考虑从“B-车辆(1011)”的“CNC1”经由“节点1”向“A-车辆(2020)”的“CNC1”发送预定的数据的情况。在这种情况下，需要“A-车辆(2020)”的“CNC1”的节点编号的信息，但由主系统的车辆间网络中的连接形态的信息(参照图10及图12)可知“A-车辆(2020)”的“CNC1”的节点编号为“2”。因此，用于从“B-车辆(1011)”的“CNC1”经由“节点1”向“A-车辆(2020)”的“CNC1”发送预定的数据的IP地址成为如图12所示的IP地址。
这样，安装在各车辆上的铁道车辆用通信装置的各网络控制器中，对与连接至车辆间网络的各节点装置之间的连接点设定预定的IP地址，能使用该IP地址进行所要的通信。因此，例如，仅通过向各节点装置的交换式集线器的空端口插入通用终端，便能与其它终端进行通信，并与连接至外部网络的终端进行通信，所述外部网络与车辆间网络连接。另外，由于进行基于标准规格的系统构建，因此能构成使用现有的通用协议和通用应用的显示装置、监视装置等，能降低对于系统构建和系统维护的成本。
如上所述，根据本实施方式的铁道车辆用通信装置，由于采用如下结构，即，在连接网络控制器的交换式集线器上连接对HDLC信号和以太网(注册商标)信号之间进行相互的信号变换的第一、第二变换器，因此能确保对于信号质量较差的传输线路的适应性，从而使数据传输的可靠性提高。
此外，本实施方式的铁道车辆用通信装置中，以双重系统来构成网络控制器，但也可采用无冗余系统的单一结构。
本实施方式中，以双重系统来构成车辆间网络，但也可采用无冗余系统的单一结构。在这种情况下，节点装置也成为单一结构。另外，在这种情况下，网络控制器无需为双重系统。
另外，本实施方式的铁道车辆用通信装置中，将以太网(注册商标)信号的传输速度设为10Mbps，将HDLC信号的传输速度设为2.5Mbps，但也可根据传输线路的状况改变HDLC信号的传输速度以使其比2.5Mbps大或小。
另外，本实施方式的铁道车辆用通信装置中，作为自动联接器的应对接触不良的对策，构成熔融电路，但在不使用自动联接器而构成通信传输线路的情况下，无需熔融电路。另外，即使在使用自动联接器的情况下，只要是在自动联接器的材质对于熔融的耐性较佳、且能利用进行速度变换的HDLC信号确保足够的传输质量的情况下，则也无需熔融电路。
工业上的实用性
如上所述，本发明所涉及的铁道车辆用通信装置作为能适用于铁道车辆通信系统中信号质量较差的传输线路的发明是有用的。

Claims (17)

1.一种铁道车辆用通信装置，对构建于铁道车辆的各车辆之间的车辆间网络中流动的第一传输信号及构建于该各车辆内的车辆内网络中流过的第二传输信号各进行传输处理，其特征在于，包括：
节点装置，该节点装置设于所述车辆中，具备第一信号变换器及第二信号变换器、以及二层交换机，所述第一信号变换器及所述第二信号变换器对所述第一传输信号和所述第二传输信号之间进行相互的信号变换并进行传输速度变换，所述二层交换机介于该第一信号变换器和该第二信号变换器之间，且分别连接该第一、第二信号变换器；及
第一控制器，该第一控制器与所述二层交换机连接，且控制所述车辆间网络和所述车辆内网络的信号传输，
所述第一信号变换器将从与本车辆相邻的一侧的车辆间网络接收到的所述第一传输信号变换成所述第二传输信号，发送到所述二层交换机，并且将从所述二层交换机接收到的所述第二传输信号变换成所述第一传输信号，发送到所述一侧的车辆间网络，
所述第二信号变换器将从与本车辆相邻的另一侧的车辆间网络接收到的所述第一传输信号变换成所述第二传输信号，发送到所述二层交换机，并且将从所述二层交换机接收到的所述第二传输信号变换成所述第一传输信号，发送到所述另一侧的车辆间网络。
2.如权利要求1所述的铁道车辆用通信装置，其特征在于，
所述第二传输信号被所述第一传输信号封装，并被发送到所述车辆间网络。
3.如权利要求1所述的铁道车辆用通信装置，其特征在于，
所述节点装置具有用于吸收所述第一、第二传输信号的传输速度差的至少两种缓冲存储器。
4.如权利要求3所述的铁道车辆用通信装置，其特征在于，
所述两种缓冲存储器的一方为储存优先级较高的数据的高优先级缓冲存储器，其另一方为储存优先级较低的数据的低优先级存储器。
5.如权利要求1所述的铁道车辆用通信装置，其特征在于，
所述各信号交换器包括监视所述第一传输信号的流动的第二控制器，
所述第二控制器将所述第一传输信号的监视结果通过层交换机传送到所述第一控制器。
6.如权利要求5所述的铁道车辆用通信装置，其特征在于，
所述铁道车辆中，至少一部分车辆间通过自动联接器连接，并且利用所述自动联接器的电接点部来构建传输线路，该传输线路形成所述一部分车辆间的车辆间网络，此时，
所述各信号变换器中包括用于施加预定直流电压的直流电压施加电路，
所述第二控制器控制所述直流电压施加电路以向所述自动联接器的电接点部施加所述预定直流电压。
7.如权利要求6所述的铁道车辆用通信装置，其特征在于，
所述预定直流电压的施加期间是基于所述第一传输信号的监视结果而进行的。
8.如权利要求5所述的铁道车辆用通信装置，其特征在于，
所述节点装置包括：
第一开关，该第一开关被插入构成车辆间网络的、一侧的一方的传输线路和所述第一信号变换器的接收端之间；
第二开关，该第二开关被插入构成车辆间网络的、另一侧的一方的传输线路和所述第二信号变换器的接收端之间；
第三开关，该第三开关被插入所述一侧的另一方的传输线路和所述第一信号变换器的发送端之间；
第四开关，该第四开关被插入所述另一侧的另一方的传输线路和所述第二信号变换器的接收端之间；
第一旁路线，该第一旁路线用于连接所述一侧的一方的传输线路和所述另一侧的一方的传输线路；及
第二旁路线，该第二旁路线用于连接所述一侧的另一方的传输线路和所述另一侧的另一方的传输线路，
所述各信号变换器分别包括对所述第二控制器的故障进行检测的故障检测部，
所述各故障检测部在判断出作为故障检测对象的所述第二控制器发生故障时，将所述第一、第二开关的连接控制切换至所述第一旁路线侧，且将所述第三、第四开关的连接控制切换至所述第二旁路线侧。
9.如权利要求8所述的铁道车辆用通信装置，其特征在于，
所述第一至第四开关是常开型的继电器。
10.如权利要求1所述的铁道车辆用通信装置，其特征在于，
所述二层交换机是交换式集线器。
11.如权利要求1所述的铁道车辆用通信装置，其特征在于，
所述第一传输信号为HDLC信号，所述第二传输信号为以太网信号。
12.如权利要求11所述的铁道车辆用通信装置，其特征在于，
所述以太网信号的传输速度为10Mbps或100Mbps，所述HDLC信号的传输速度为2.5Mbps。
13.如权利要求1所述的铁道车辆用通信装置，其特征在于，
包括两台所述节点装置和两台所述第一控制器，
所述两台节点装置中的一方的节点装置与所述两台第一控制器分别连接，并且所述另一方的节点装置与所述两台第一控制器分别连接，构成冗余双重系统。
14.如权利要求1所述的铁道车辆用通信装置，其特征在于，
对所述信号变换器至少给予车辆编号及信号变换器自身的ID编号，以作为用于对铁道车辆的连接结构加以识别的信息。
15.如权利要求1所述的铁道车辆用通信装置，其特征在于，
对所述信号变换器给予辨别车辆端部的信息，以作为用于对铁道车辆的连接结构加以识别的信息。
16.如权利要求14所述的铁道车辆用通信装置，其特征在于，
对所述第一控制器的与所述节点装置的连接点设定预定的IP地址以进行运用。
17.如权利要求16所述的铁道车辆用通信装置，其特征在于，
所述IP地址是基于所述车辆编号、所述节点装置的辨别编号及所述第一控制器的辨别编号而设定的。
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