CN104205883B - 无线通信网络系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无线通信网络系统，其具有：按将移动体的移动路径分割成多个的每一控制区域隔开规定间隔配置多个并在相邻的区域彼此之间依次进行无线通信的传播型的固定站、和进行无线通信网络的控制等的1台控制站。而且，相邻的控制区域的控制站彼此通过有线电缆连接。另外，控制站和移动体采用经由与控制站通过有线连接的固定站进行通信，同时经由与控制站通过有线连接的其它固定站进行通信的、冗长结构。

Description

无线通信网络系统

技术领域

本发明涉及用于管理移动体的无线通信网络系统。

背景技术

为管理列车等移动体，提案有日本特开2002－12150号公报(专利文献1)中所记载的无线通信网络系统。该无线通信网络系统具有：按将移动体的移动路径分割成多个的每一控制区域管理移动体的地上装置、与地上装置通过有线连接的基点无线电收发器、以及，隔开规定间隔配置的多个沿线无线电收发器。而且，用于管理移动体的指令等的信息在通过有线从地上装置传送到基点无线电收发器后，通过时分多址方式(TDMA)在相邻的沿线无线电收发器依次传送，一直传送至控制区域的边界(末端)。另外，在无线通信网络系统中，为实现即使沿线无线电收发器发生故障也能够向移动体传送信息，采用不仅将信息传送至相邻的沿线无线电收发器，而且还传送至更前方的沿线无线电收发器，将信息传送路径双重化的冗长结构。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002－12150号公报

发明所要解决的课题

但是，在相邻的控制区域间，例如为了继续移动体的管理，必须对位于移动体的移动目的地的控制区域的地上装置传送移动体的运行信息等。在现有的无线网络系统中，由于该运行信息也通过利用无线的TDMA传送，所以地上装置间的信息传送负荷较高。另外，由于为了应对沿线无线电收发器的故障而采用冗长结构，所以必须要通过沿线无线电收发器双重传送同一信息，使得沿线无线电收发器的信息传送负荷也变高。

发明内容

因此，本发明的目的在于，在无线网络系统中，维持将信息传送路径双重化的冗长结构，并且减轻信息传送负荷。

用于解决课题的技术方案

无线通信网络系统具有：按将移动体的移动路径分割成多个的每一控制区域隔开规定间隔配置多个并在相邻的区域彼此之间依次进行无线通信的传播型的固定站、和与固定站的至少1台通过有线连接并经由其它固定站与移动体进行通信的控制站。而且，相邻的控制区域的控制站彼此通过有线进行连接，控制站和移动体采用经由与控制站通过有线连接的1台固定站进行通信，并且经由与控制站通过有线连接的其它固定站进行通信的、冗长结构。

发明效果

可以在维持将信息传送路径双重化的冗长结构的同时，减轻信息传送负荷。

附图说明

图1是无线通信网络系统的第一实施方式的概要图。

图2是规定通信调度的帧、时隙的说明图。

图3是第一实施方式的无线通信网络系统的作用的说明图。

图4是第一实施方式的无线通信网络系统的无线电收发器发生了故障的情况下的作用的说明图。

图5是无线通信网络系统的第二实施方式的概要图。

图6是无线通信网络系统的第三实施方式的概要图。

图7是无线通信网络系统的第四实施方式的概要图。

图8是无线通信网络系统的第五实施方式的概要图。

标记说明

10：列车(移动体)

20：移动路径

30：控制区域

40：基点控制装置(控制站)

50(50A、50B)：车载无线电收发器

60：沿线无线电收发器(固定站)

70：有线电缆

80：有线电缆

90：有线电缆

具体实施方式

以下，参照附图来详细说明用于实施本发明的实施方式。

首先，说明无线通信网络系统的概要。

无线通信网络系统具有：按将移动体的移动路径分割成多个的每一控制区域隔开规定间隔配置多个并在相邻的区域彼此之间依次进行无线通信的传播型的固定站、和与固定站的至少1台通过有线连接并经由其它固定站与移动体进行通信的控制站。而且，在无线通信网络系统中，相邻的控制区域的控制站之间通过有线连接。另外，在无线通信网络系统中，鉴于固定站可能发生故障，因而控制站和移动体之间采用经由与控制站通过有线连接的1台固定站进行通信，同时经由与控制站通过有线连接的其它固定站进行通信的冗长结构。在此，控制站与分别配置于控制区域的边界的2台固定站和配置于控制区域的中间的2台固定站的至少一方通过有线连接。此外，“控制区域的中间”是指除控制区域的边界之外的部分。

其次，对无线通信网络系统的具体的实施方式进行说明。

[第一实施方式]

图1表示无线通信网络系统的第一实施方式的一个示例。

在将作为移动体的列车10的移动路径20(铁道线路)分割成多个的各控制区域30，利用1台作为控制站SC(Station Computer)的基点控制装置40进行无线通信网络的控制和列车10的管理等。在位于列车10的行进方向及其相反方向的端部分别搭载有车载无线电收发器50(50A及50B)。列车10的车载无线电收发器50A及50B分别为了预防故障等而双重化，与分别搭载于列车10的前后的车载装置(未图示)通过有线进行连接。另外，在列车10的移动路径20上，隔开规定间隔ΔL配置有多个沿线无线电收发器60(固定站)。为消减沿线无线电收发器60的必要台数，配置沿线无线电收发器60的规定间隔ΔL例如可以设为在相邻的沿线无线电收发器60可进行无线通信的距离内仅配置1台的间隔，但不限于此。各沿线无线电收发器60采用根据规定的通信调度以自身分配的通信定时在相邻的沿线无线电收发器60之间依次发送的利用TDMA的传播型的无线通信方式。

在此，参照图2说明通信调度的一个示例。

通信调度具有以4帧为1个周期的控制周期，用于规定车载无线电收发器50及沿线无线电收发器60的通信定时等。1帧具有规定时间(例如500[ms])，由将其均等地10等分的10个时间窗构成。时间窗由26个时隙构成，对各时隙分别赋予时隙编号TS0～25。时间窗包含一个测距时隙、2个车载时隙、3个周期时隙、4个车载中继时隙、以及，12个的数据传送时隙。

测距时隙一体地使用时隙TS0～4，规定进行测距的定时。车载时隙单个地使用时隙TS5～6，规定车载无线电收发器50进行发送的定时。同步时隙单个地使用时隙TS7～9，规定进行同步捕捉·维持的定时。车载中继时隙单个地使用时隙TS10～13，规定车载无线电收发器50进行中继的定时。数据传送时隙单个地使用时隙TS14～25，规定沿线无线电收发器60进行数据传送的定时。此外，在各时隙，为实现TDMA而规定了时间上不重复的定时。

而且，车载无线电收发器50及沿线无线电收发器60以仅在由时隙规定的定时许可向其它无线电收发器的发送，在其以外的时间可接收其它无线电收发器的数据的方式进行控制。此时，在车载无线电收发器50及沿线无线电收发器60中，由于取得该计时功能即时钟的同步，所以可这样进行。

另外，相邻的控制区域30的基点控制装置40彼此为了使信息传送效率为良好的连接而例如通过同轴电缆或光缆等有线电缆70连接。因此，为了在相邻的控制区域30之间例如继续进行列车10的管理，通过有线电缆70传送列车10的运行信息等，因此，可以减轻沿线无线电收发器60的信息传送负荷。而且，时间窗能够有富余，例如能够增加1台基点控制装置40可管理的列车10的台数。

另外，基点控制装置40经由有线电缆80与位于控制区域30的中间的沿线无线电收发器60连接，并且，经由从有线电缆70的中途分支的有线电缆90与分别配置于控制区域30的两端的边界CZI的2台沿线无线电收发器60连接。通过有线电缆80连接于基点控制装置40的沿线无线电收发器60例如设置在车站的站台上，因此，为了可进行与位于其配置方向的沿线无线电收发器60进行通信，而分别设置于站台的两端部。

在此，为与其它沿线无线电收发器60区别开，将通过有线电缆70、80及90与基点控制装置40连接的沿线无线电收发器60称作“基点无线电收发器60”。另外，在不需要区分基点无线电收发器60及沿线无线电收发器60的情况下，将其称作“无线电收发器60”。

接着，说明由上述结构构成的无线通信网络系统的作用。

在此，为便于说明，如图3所示，在各控制区域30，沿从左侧至右侧的方向按顺序设置有12台基点无线电收发器60A、沿线无线电收发器60B～60E、2台基点无线电收发器60F及60G、沿线无线电收发器60H～60K以及基点无线电收发器60L。另外，无线电收发器60A～60L进行的信息传送中包含：作为从基点控制装置40向各无线电收发器60A～60L发送的消息的“指令”、以及作为从各无线电收发器60A～60L向基点控制装置40发送(回复)的消息的“报告”。

基点控制装置40将指令从由有线电缆80连接的基点无线电收发器60F及60G发送至位于控制区域30的边界CZI的基点无线电收发器60A及60L，同时接收从各无线电收发器60A～60L发送来的报告。在基点控制装置40发送指令的情况下，基点控制装置40通过有线向基点无线电收发器60F及60G发送指令。接收到从基点无线电收发器40发送来的指令的基点无线电收发器60F及60G在通过时隙规定的定时(以下称作“规定定时”。)通过无线分别向相邻的沿线无线电收发器60E及60H发送指令。接收到指令的沿线无线电收发器60E及60H在规定定时通过无线分别向相邻的沿线无线电收发器60D及60I发送指令。而且，通过依次重复这样的步骤，指令如箭头A所示被分别传送至位于控制区域30的边界CZI的基点无线电收发器60A及60L。

另外，各无线电收发器60A～60L例如在通过指令指示返送报告的情况下，在接收到指令后，在规定定时，在位于控制区域30的中间的基点无线电收发器60F及60G侧向相邻的无线电收发器60B～60K发送报告。而且，当报告传送至基点无线电收发器60F及60G时，则该报告在规定定时经由有线电缆80被发送到基点控制装置40。因此，来自各无线电收发器60A～60L的报告如箭头B所示一直传送至基点控制装置40。

此时，例如列车10在沿线无线电收发器60J及60K之间行驶时，从沿线无线电收发器60J通过无线发送的指令不仅向相邻的沿线无线电收发器60K传送，而且向搭载于列车10的后部的车载无线电收发器50B传送。另外，从沿线无线电收发器60K通过无线发送的指令不仅向相邻的基点无线电收发器60L传送，而且向搭载于列车10的前部的车载无线电收发器50A传送。传送到列车10的车载无线电收发器50A及50B的指令被分别发送给车载装置，并且仅处理按规定规则选择的指令。

包含由列车10的车载装置所处理的指令的处理结果等的报告，在规定定时分别通过无线向位于车载无线电收发器50A及50B可无线通信的范围的沿线无线电收发器60K及60J发送。接收到来自车载无线电收发器50A的报告的沿线无线电收发器60K，在规定定时通过无线将报告向相邻的沿线无线电收发器60J发送。接收到该报告的沿线无线电收发器60J在规定定时将报告通过无线向相邻的沿线无线电收发器60I发送。然后，该报告被依次传送至位于控制区域30的中间的基点无线电收发器60G之后，在规定定时经由有线电缆80向基点控制装置40发送。另一方面，接收到来自列车10的车载无线电收发器50B的报告的沿线无线电收发器60J，在规定定时将报告向相邻的沿线无线电收发器60I发送，通过同样的处理将报告传送至基点控制装置40。

在此，如图4所示，对配置于控制区域30的无线电收发器60A～60L中的沿线无线电收发器60K产生故障的情况进行考察。

无线电收发器60A～60L的故障发生可如下检测。即，无线电收发器60A～60L在通过指令请求生成报告的情况下，生成将接触报告、无线电收发器状态报告及无线电收发器间链接状态报告汇总而成的报告。基点控制装置40对配置于控制区域30的各无线电收发器60A～60L发送(发信)规定次数(例如12次)的请求生成报告的指令。然后，基点控制装置40在从发送了请求生成报告的指令的无线电收发器60A～60L一次也没有返回报告的情况、即没有响应的情况下，诊断为该无线电收发器发生故障。此外，基点控制装置40在诊断为无线电收发器发生故障后，如果从该无线电收发器返回报告，则诊断为该无线电收发器的故障恢复。

基点控制装置40例如将用于管理列车10的指令经由有线电缆80发送给基点无线电收发器60F及60G。该情况下，由于沿线无线电收发器60K发生故障，所以基点无线电收发器60G的右方的信息传送路会由沿线无线电收发器60J切断，而不能向沿线无线电收发器60K及基点无线电收发器60L传送信息。因此，基点控制装置40在检测到沿线无线电收发器60K的故障后，不仅向基点无线电收发器60F及60G发送指令，而且还如虚线箭头C所示那样向通过有线电缆70及90连接的基点无线电收发器60L发送指令，且可从此无线通信指令。此外，虚线箭头D表示从基点无线电收发器60L向基点控制装置40返回报告的信息传送路径。

据此，例如在沿线无线电收发器60K的附近行驶的列车10，可以通过车载无线电收发器50A接收从基点无线电收发器60L发送来的指令，并且可以通过车载无线电收发器50B接收从沿线无线电收发器60J发送来的指令。因此，即使在配置于控制区域30的中间的基点无线电收发器60F的左方或基点无线电收发器60G的右方，沿线无线电收发器60B～60E及60H～60K的任意一个发生故障，列车10也能够从两个信息传送路径接收指令，可以在维持将信息传送路径双重化的冗长结构的同时，减轻信息传送负荷。

总之，基点控制装置40在沿线无线电收发器60B～60E及60H～60K的任意一个均没有发生故障的情况下，经由通过有线连接的基点无线电收发器60F及60G与列车10进行通信，另一方面，在沿线无线电收发器60B～60E及60H～60K的任意一个发生了故障的情况下，经由通过有线连接的基点无线电收发器60F或60G或60A或60L与列车10进行通信。

另外，配置于控制区域30的无线电收发器60A～60L由于不需要将信息传送至相邻的两个之前的无线电收发器，所以可以加宽其设置间隔，通过设置台数的消减，也可以实现成本降低、工期缩短等。

此外，配置于控制区域30的无线电收发器不限于图示的台数，也可以为除此之外的台数(以下相同)。

[第二实施方式]

图5表示无线通信网络系统的第二实施方式的一个示例。

配置于控制区域30的基点无线电收发器60A、60F、60G及60L通过有线电缆70、80及90与基点控制装置40连接，但可能因故障等而无法与其它沿线无线电收发器60B、60E、60H及60K进行通信。因此，在第二实施方式的无线通信网络系统中，以之前的第一实施方式为基础，采用将基点无线电收发器60A、60F、60G及60L双重化的结构。

据此，在基点无线电收发器60A、60F、60G或60L中，即使双重化的无线电收发器的一方发生故障，也能够进行向其它无线电收发器的通信，能够确保无线通信网络系统的可靠性。

此外，关于无线通信网络系统的其它结构、作用、效果以及沿线无线电收发器60B～60E或60H～60K的任意一个发生了故障的情况的作用，由于与之前的第一实施方式相同，所以省略其说明。根据需要，请参照之前的第一实施方式的说明(以下相同)。

[第三实施方式]

图6表示无线通信网络系统的第三实施方式的一个示例。

在第三实施方式的无线通信网络系统中，以之前的第二实施方式为基础，配置于控制区域30的边界CZI的基点无线电收发器60A及60L分别经由与相邻的控制区域30的基点无线电收发器60L及60A共用的有线电缆70及90与基点控制装置40连接。

该情况下，在控制区域30的边界CZI，为确保基点无线电收发器60A或60L发生了故障时的信息传送路径，配置属于两个控制区域30的基点无线电收发器60A及60L的间隔设为配置其它无线电收发器的规定间隔ΔL的一半。另外，基点无线电收发器60A及60L和与其相邻的沿线无线电收发器60B及60K的间隔也设为规定间隔ΔL的一半。而且，在配置于控制区域30的边界CZI的基点无线电收发器60A或60L发生了故障的情况下，通过从相邻的控制区域30的基点无线电收发器60L或60A发送指令，可以向与发生了故障的基点无线电收发器60A或60L相邻的沿线无线电收发器60B或60K传送指令。

据此，在控制区域30的边界CZI设置基点无线电收发器60A及60L的工程变得简单，可以实现成本降低、工期缩短等。

[第四实施方式]

图7表示无线通信网络系统的第四实施方式的一个示例。

在第四实施方式的无线通信网络系统中，以之前的第二实施方式或第三实施方式为基础，仅将配置于控制区域30的中间的基点无线电收发器60E及60F通过有线电缆80与基点控制装置40连接。

据此，可消减配置于控制区域30的基点无线电收发器的台数，可实现成本降低、工期缩短等。

而且，在配置于控制区域30的沿线无线电收发器60A～60D及60G～60J中，例如沿线无线电收发器60I发生了故障的情况下，通过如下所述的方式，实现将信息传送路径双重化的冗长结构。

即，基点控制装置40经由有线电缆80向基点无线电收发器60E及60F发送指令。接收到指令的基点无线电收发器60E及60F分别通过无线向相邻的沿线无线电收发器60D及60G发送指令。接收到指令的沿线无线电收发器60D及60G分别通过无线向相邻的沿线无线电收发器60C及60H发送指令。通过这样，图中，将指令一直传送至在位于基点无线电收发器60E的左方的边界CZI配置的沿线无线电收发器60A。另一方面，由于位于基点无线电收发器60F的右方的沿线无线电收发器60I发生故障，所以不能从沿线无线电收发器60H向沿线无线电收发器60I传送指令。

该情况下，检测到沿线无线电收发器60I的故障的基点控制装置40如虚线箭头C所示，经由通过有线电缆70连接的相邻的控制区域30的基点控制装置40向相邻的控制区域30的基点无线电收发器60E发送指令。接收到该指令的基点无线电收发器60E通过无线向相邻的沿线无线电收发器60D发送指令。然后，越过边界CZI将指令传送至沿线无线电收发器60I发生了故障的控制区域30的沿线无线电收发器60J。

因此，即使仅配置于控制区域30的中间的基点无线电收发器60E及60F通过有线与基点控制装置40连接，也能够实现双重化的信息传送路径。

此外，作为基点无线电收发器，不限于配置于控制区域30的中间的无线电收发器，也可以是配置于其边界CZI的无线电收发器。

[第五实施方式]

图8表示无线通信网络系统的第五实施方式的一个示例。

在第五实施方式的无线通信网络系统中，以图5所示的第二实施方式为基础，仅将配置于控制区域30的边界CZI的2台基点无线电收发器60A及60I通过有线电缆70及90与基点控制装置40连接。

据此，可以消减配置于控制区域30的基点无线电收发器的台数，可以实现成本降低、工期缩短等。

而且，在配置于控制区域30的沿线无线电收发器60B～60H中例如沿线无线电收发器60C发生了故障的情况下，通过如下所述的方式，实现将信息传送路径双重化的冗长结构。

即，基点控制装置40经由有线电缆70及90向基点无线电收发器60A发送指令。接收到指令的基点无线电收发器60A通过无线向相邻的沿线无线电收发器60B发送指令。在此，由于沿线无线电收发器60C发生故障，所以不能从沿线无线电收发器60B向沿线无线电收发器60C传送指令。

因此，如虚线箭头C所示，检测到沿线无线电收发器60C的故障的基点控制装置40经由有线电缆70及90向基点无线电收发器60I发送指令。接收到指令的基点无线电收发器60I通过无线向相邻的沿线无线电收发器60H发送指令。接收到指令的沿线无线电收发器60H通过无线向相邻的沿线无线电收发器60G发送指令。然后，重复这样的步骤，将指令传送至沿线无线电收发器60D。

因此，即使仅配置于控制区域30的边界CZI的2台基点无线电收发器60A及60I通过有线与基点控制装置40连接，也能够实现双重化的信息传送路径。

此外，在各实施方式中，可以将其一部分置换为其它实施方式中说明的结构，另外，也可以将多个实施方式中说明的结构适宜组合。

Claims (9)

1.一种无线通信网络系统，其特征在于，具有：传播型的固定站，其在将移动体的移动路径分割成多个的每一控制区域隔开规定间隔的同时在所述控制区域内配置有多个，并在相邻的彼此之间依次进行无线通信；控制站，其与所述固定站中的至少分别配置在所述控制区域两端的2台通过有线连接，并经由其它所述固定站与所述移动体进行通信，

相邻的所述控制区域的所述控制站彼此通过有线连接，

所述控制站和所述移动体采用经由与所述控制站通过有线连接的1台所述固定站沿着所述移动路径的一个方向进行通信的信息传送路径，以及经由与所述控制站通过有线连接的其它所述固定站沿着所述移动路径的其他方向进行通信的信息传送路径，构成冗长结构。

2.如权利要求1所述的无线通信网络系统，其特征在于，

分别配置在所述控制区域两端的所述固定站，相对于配置在相邻的所述控制区域的一端的所述固定站，夹持所述控制区域的边界而配置。

3.如权利要求1所述的无线通信网络系统，其特征在于，

所述控制站与分别配置于所述控制区域的两端的2台所述固定站以及配置于所述控制区域的中间的2台所述固定站通过有线连接。

4.如权利要求1所述的无线通信网络系统，其特征在于，

与所述控制站通过有线连接的所述固定站被多路复用。

5.如权利要求1所述的无线通信网络系统，其特征在于，

所述固定站在相邻的所述固定站之间可无线通信的距离内仅配置1台。

6.如权利要求1～5中任一项所述的无线通信网络系统，其特征在于，

所述控制站在所述固定站未发生故障的情况下，经由通过有线连接的1台所述固定站与所述移动体进行通信，另一方面，在所述固定站发生了故障的情况下，经由通过有线连接的1台所述固定站或通过有线连接的其他所述固定站与所述移动体进行通信。

7.如权利要求6所述的无线通信网络系统，其特征在于，

所述控制站对所述固定站发送响应指令，在该固定站没有响应的情况下，判定为所述响应指令的接收方即所述固定站发生故障。

8.如权利要求7所述的无线通信网络系统，其特征在于，

所述控制站对所述固定站发送多次响应指令。

9.如权利要求7所述的无线通信网络系统，其特征在于，

所述控制站在判断为所述固定站已发生了故障之后，如果从所述固定站收到应答时，则判断为该固定站的故障已经得到恢复。