DE112021006642T5

DE112021006642T5 - Zustandsüberwachungseinrichtung, drahtlose bodeneinrichtung, integrierte drahtlose einrichtung, ausfallrisiko-bestimmungsverfahren, steuerschaltung und speichermedium

Info

Publication number: DE112021006642T5
Application number: DE112021006642.0T
Authority: DE
Inventors: Tetsuya Aoyama; Yuji Miyake
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2021-02-26
Filing date: 2021-02-26
Publication date: 2023-10-26
Also published as: WO2022180800A1; JP7229433B2; JPWO2022180800A1; US20230336264A1

Abstract

Eine Zustandsüberwachungseinrichtung (400) überwacht Zustände von drahtlosen Bodeneinrichtungen und einer integrierten Bodeneinrichtung, die ein drahtloses Zug-Sicherungssystem bilden, unter Anwendung eines Zeitmultiplexschemas. Die Einrichtung (400) weist auf: eine drahtgebundene Verbindungseinheit (451), um ein Ergebnis einer Messung eines Fehlers zwischen einem Übertragungs-Timing eines Signals in der drahtlosen Bodeneinrichtung und einer Referenzzeit von der drahtlosen Bodeneinrichtung zu erwerben; eine Verschlechterter-Zustand-Bestimmungseinheit (454), die auf der Grundlage des Fehlers einen Zustand verschlechterter Leistung der drahtlosen Bodeneinrichtung bestimmt.

Description

GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Zustandsüberwachungseinrichtung, eine drahtlose Bodeneinrichtung, eine drahtlose integrierte Einrichtung, ein Ausfallrisiko-Bestimmungsverfahren, eine Steuerschaltung und ein Speichermedium, wobei die Zustandsüberwachungseinrichtung einen Zustand einer drahtlosen Einrichtung in einem drahtlosen Zug-Sicherungssystem überwacht, das einen Zug durch Verwendung von Funkkommunikation steuert.
Hintergrund
Ein Zeitmultiplexschema ist eines von Multiplexschemata, bei denen ein Übertragungspfad gleichzeitig von einer Vielzahl von drahtlosen Einrichtungen genutzt wird. Ein drahtloses Kommunikationssystem, welches das Zeitmultiplexschema anwendet, muss die Übertragungs-/Empfangs-Timings aller drahtlosen Einrichtungen im System durch Zeitsynchronisierung synchronisieren.
Als Beispiel für ein drahtloses Kommunikationssystem, welches das Zeitmultiplexschema anwendet, ist ein drahtloses Kommunikationssystem für ein drahtloses Zug-Sicherungssystem bekannt. In diesem drahtlosen Kommunikationssystem setzt ein mobiles Objekt, das mit einer drahtlosen integrierten Einrichtung ausgestattet ist, innerhalb eines Kommunikationsbereichs, der eine Vielzahl von drahtlosen Bodeneinrichtungen umfasst, die Kommunikation fort, während ein Handover zum Umschalten der drahtlosen Bodeneinrichtung, um ein Verbindungsziel zu sein, mit Bewegung des sich bewegenden Objekts durchgeführt wird. Außerdem synchronisiert dieses drahtlose Kommunikationssystem die Übertragungs-/Empfangs-Timings zwischen den drahtlosen Bodeneinrichtungen und zwischen der drahtlosen Bodeneinrichtung und der drahtlosen integrierten Einrichtung, um Umschalten eines für die Signalübertragung und den Signalempfang zu nutzenden Frequenzkanals zu erreichen und Unterbrechung der Kommunikation aufgrund des Handover zu vermeiden.
In dem drahtlosen Zug-Sicherungssystem führen die drahtlose Bodeneinrichtung, welche entlang einer Bahnstrecke aufgestellt ist, und die drahtlose integrierte Einrichtung, welche in einem Zug installiert ist, drahtlose Kommunikation miteinander durch, so dass Verkehrsoperationen und Geschwindigkeit des Zuges auf der Grundlage der durch die drahtlose Kommunikation übertragenen Informationen gesteuert werden. Für das drahtlose Zug-Sicherungssystem ist kein drahtloses Kommunikationsschema zwischen der drahtlosen Bodeneinrichtung und der drahtlosen integrierten Einrichtung definiert, aber ein System, das Funk im 2,4-GHz-Band nutzt, ist gängige Praxis. Bei dem drahtlosen Zug-Sicherungssystem, welches das 2,4-GHz-Band nutzt, werden die drahtlosen Bodeneinrichtungen aufgrund ihrer Funkeigenschaften alle paar 100 Meter entlang einer Bahnstrecke aufgestellt. Darüber hinaus sind die drahtlosen integrierten Einrichtungen in der Regel in Wägen an beiden Enden der gesamten Zugkomposition installiert, das heißt in einem ersten Wagen und einem letzten Wagen.
Für die Wartung und den Austausch von Einrichtungen dieser zahlreichen drahtlosen Bodeneinrichtungen und integrierten drahtlosen Einrichtungen müssen Wartungspläne erstellt und der Austausch sichergestellt werden, weshalb die Erfassung einer Zustandsänderung der drahtlosen Einrichtung wichtig ist. Berücksichtigt man darüber hinaus die Unterschiede zwischen Installationsumgebungen der drahtlosen Einrichtungen und zusätzliche Installation oder Austausch der drahtlosen Einrichtungen während des Betriebs der Einrichtung, so weisen die drahtlosen Einrichtungen ihre jeweiligen individuellen Unterschiede in den Details der säkularen Veränderungen auf, das heißt die Verschlechterung der Komponenten und die Veränderung der Umgebung durch Eisenpulver, Winddruck oder dergleichen sowie die Geschwindigkeiten der säkularen Veränderungen aus einer langfristigen Perspektive. In den letzten Jahren hat die zustandsbasierte Wartung, bei welcher das Timing der Wartung von Ausrüstung in Abhängigkeit von einem Zustand bestimmt wird, an Aufmerksamkeit gewonnen. Zum Beispiel offenbart Patentliteratur 1 ein System, das Signale sammelt, die Messungen von einer Vielzahl von Typen von Erfassungsmitteln für physikalische Größen anzeigen, die in Ausstattung in einer Transformationsanlage vorgesehen sind, und einen verschlechterten Zustand der Ausstattung bestimmt, indem als ein Index ein Restwert genutzt wird, der durch Durchführung statistischer Verarbeitung auf die gesammelten Messungen erhalten wird.
REFERENZLISTE
PATENTLITERATUR
Patentliteratur 1: Japanisches Patent Nr. 6474564
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TECHNISCHES PROBLEM
Das in der Patentliteratur 1 offenbarte System bestimmt den verschlechterten Zustand der Anlage durch Analyse von Temperatur, Druck, elektrischem Energie und Umgebungstemperatur der Anlage. In dem drahtlosen Zug-Sicherungssystem, das eine Zeitsynchronisation zwischen den drahtlosen Einrichtungen erfordert, können jedoch nur physikalische Größen, die von einer einzelnen Anlage erhalten werden, wie etwa die Temperatur, der Druck, der elektrische Energie und die Umgebungstemperatur der Anlage, kein Ausfallrisiko für einen Kommunikationsdienst des gesamten Systems bestimmen.
Die vorliegende Offenbarung wurde in Anbetracht der oben genannten Umstände gemacht, und eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung besteht darin, eine Zustandsüberwachungseinrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, eine Einrichtung zu extrahieren, die eine gewisse Instandhaltung beziehungsweise Wartung erfordert, die mit einer säkularen Änderung in einem drahtlosen Zug-Sicherungssystem verbunden ist.
LÖSUNG DES PROBLEMS
Um das oben genannte Problem zu bewältigen und die Aufgabe zu lösen, stellt die vorliegende Offenbarung eine Zustandsüberwachungseinrichtung bereit, die Zustände von drahtlosen Bodeneinrichtungen und einer drahtlosen integrierten Einrichtung, die ein drahtloses Zug-Sicherungssystem bilden, das ein Zeitmultiplexschema anwendet, überwacht, wobei die Zustandsüberwachungseinrichtung umfasst: eine drahtgebundene Verbindungseinheit, um ein Ergebnis einer Messung eines Fehlers zwischen einem Übertragungs-Timing eines Signals in der drahtlosen Bodeneinrichtung und einem Referenz-Timing von der drahtlosen Bodeneinrichtung zu erwerben; eine Verschlechterter-Zustand-Bestimmungseinheit, um auf der Grundlage des Fehlers einen Zustand verschlechterter Leistung der drahtlosen Bodeneinrichtung zu bestimmen.
VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Die Zustandsüberwachungseinrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung hat den vorteilhaften Effekt, dass sie in der Lage ist, eine mit dem säkularen Wechsel verbundene wartungsbedürftige Einrichtung in dem drahtlosen Zug-Sicherungssystem zu extrahieren.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine Darstellung, welche ein Beispiel für eine Konfiguration eines drahtlosen Zug-Sicherungssystems gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt.
2 ist eine Darstellung, welche ein Beispiel für eine funktionelle Konfiguration einer drahtlosen Bodeneinrichtung zeigt.
3 ist eine Darstellung, welche ein Beispiel für eine Hardware-Konfiguration der drahtlosen Bodeneinrichtung zeigt.
4 ist eine Darstellung, welche ein weiteres Beispiel für die Hardwarekonfiguration der drahtlosen Bodeneinrichtung zeigt.
5 ist eine Darstellung, welche ein Beispiel für eine funktionelle Konfiguration einer internen drahtlosen Einrichtung zeigt.
6 ist eine Darstellung, welche ein Beispiel für eine Hardware-Konfiguration der drahtlosen integrierten Einrichtung zeigt.
7 ist eine Darstellung, welche ein weiteres Beispiel für die Hardware-Konfiguration der drahtlosen integrierten Einrichtung zeigt.
8 ist eine Darstellung, welche ein Beispiel für eine funktionelle Konfiguration einer Zustandsüberwachungseinrichtung zeigt.
9 ist eine Darstellung, welche ein Beispiel für eine Hardware-Konfiguration der Zustandsüberwachungseinrichtung zeigt.
10 ist eine Darstellung, welche ein weiteres Beispiel für die Hardwarekonfiguration der Zustandsüberwachungseinrichtung zeigt.
11 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel für eine Operation, welche Zeitkorrektur der drahtlosen Bodeneinrichtung deaktiviert, und eine Operation, welche die Zeitkorrektur aktiviert, darstellt.
12 ist eine Darstellung, welche ein Beispiel für ein Einstellungsergebnis einer Zeitkorrekturfunktion auf der Grundlage eines Verkehrsbetriebsstatus in der drahtlosen Bodeneinrichtung zeigt.
13 ist eine Darstellung, welche ein Beispiel für eine von der drahtlosen Bodeneinrichtung durchgeführte Zeitkorrekturoperation darstellt.
14 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel für den Gesamtbetrieb des drahtlosen Zug-Sicherungssystems in einem Status zeigt, in dem die Zeitkorrekturfunktion der drahtlosen Bodeneinrichtung deaktiviert ist.
15 ist eine Tabelle, die ein Beispiel für Pfadinformationen zeigt, die von einer Zustandsüberwachungseinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform zurückgehalten werden.
16 ist eine Darstellung, welche ein Beispiel für eine Korrekturoperation für ein Referenz-Timing darstellt, die von einer drahtlosen integrierten Einrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform durchgeführt wird.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachfolgend werden eine Zustandsüberwachungseinrichtung, eine drahtlose Bodeneinrichtung, eine drahtlose integrierte Einrichtung, ein Ausfallrisiko-Bestimmungsverfahren, eine Steuerschaltung und ein Speichermedium gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Einzelnen beschrieben.
Erste Ausführungsform.
1 ist eine Darstellung, welche ein Beispiel für eine Konfiguration eines drahtlosen Zug-Sicherungssystems gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt. Wie in 1 dargestellt, umfasst das drahtlose Zug-Sicherungssystem gemäß der ersten Ausführungsform drahtlose Bodeneinrichtungen 200, 210, 220 und 230, die auf dem Boden aufgestellt sind, eine drahtlose integrierte Einrichtung 300, die in einem Zug 110 installiert ist, und eine Zustandsüberwachungseinrichtung 400. Die drahtlosen Bodeneinrichtungen 200 und 210 werden entlang einer Bahntrasse 100 aufgestellt, und die drahtlosen Bodeneinrichtungen 220 und 230 werden entlang einer Bahntrasse 101 aufgestellt. Die drahtlosen Bodeneinrichtungen 200 bis 230 und die drahtlose integrierte Einrichtung 300 bilden ein drahtloses Kommunikationssystem, auf das ein Zeitmultiplexschema angewendet wird.
In dem in 1 dargestellten drahtlosen Zug-Sicherungssystem bewegt sich die im Zug 110 installierte drahtlose integrierte Einrichtung 300 auf der Trasse 100, während Steuerinformationen an eine der drahtlosen Bodeneinrichtungen 200 bis 230 übertragen und von diesen empfangen werden. Die drahtlose Bodeneinrichtung, für welche die Steuerinformationen von der drahtlosen integrierten Einrichtung 300 übertragen und empfangen werden, ist eine drahtlose Bodeneinrichtung, das sich am nächsten zu einer antennenorientierten Fläche auf ein und derselben Trasse befindet. Die antennenorientierte Fläche ist so ausgerichtet, dass sie in eine durch einen fetten Pfeil gekennzeichnete Bewegungsrichtung des Zuges zeigt, und im Falle einer in 1 dargestellten Positionsbeziehung die drahtlose integrierte Einrichtung 300 die Steuerinformationen an die drahtlose Bodeneinrichtung 200 überträgt und die Steuerinformationen von dieser empfängt.
Das Zustandsüberwachungseinrichtung 400 ist mit jedem der drahtlosen Bodeneinrichtungen 200 bis 230 über ein drahtgebundenes Netz 151 verbunden, um die Übertragung der Steuerinformationen zu vermitteln und Zustände der drahtlosen integrierten Einrichtung 300 und der drahtlosen Bodeneinrichtungen 200 bis 230 zu überwachen. Es sei angemerkt, dass in den Zeichnungen, die in der folgenden Beschreibung genutzt werden, die gleichen Referenzsymbole die gleichen oder entsprechende Teile bezeichnen.
2 ist eine Skizze, die ein Beispiel für eine funktionale Konfiguration der drahtlosen Bodeneinrichtung 200 darstellt. Die drahtlose Bodeneinrichtung 200 weist auf: eine Funk-Übertragungs-/Empfangseinheit 251, die ein Funksignal an die drahtlose integrierte Einrichtung 300 übermittelt und ein Funksignal von dieser empfängt; eine Signalmesseinheit 252, die ein Funksignal-Timing misst; eine Funksteuereinheit 253, die eine Funkleitung steuert; eine drahtgebundene Übertragungs-/Empfangseinheit 254, die ein Signal an die Zustandsüberwachungseinrichtung 400 überträgt und ein Signal von dieser empfängt, eine drahtgebundene Steuereinheit 255, die eine drahtgebundene Leitung steuert, und eine Zeitverwaltungseinheit 256, die eine interne Zeit der drahtlosen Bodeneinrichtung 200 verwaltet. Das von der Signalmesseinheit 252 gemessene Funksignal-Timing bezieht sich auf ein Timing, zu dem die drahtlose Bodeneinrichtung 200 ein Funksignal übermittelt, und auf Timings, zu denen die anderen drahtlosen Bodeneinrichtungen, das heißt die drahtlosen Bodeneinrichtungen 210 bis 230, ihre jeweiligen Funksignale übermitteln. Die Zeitverwaltungseinheit 256 hat eine Funktion des Korrigierens der verwalteten internen Zeit auf der Grundlage der von außerhalb erworbenen Informationen. Eine funktionelle Konfiguration jedes der drahtlosen Bodeneinrichtungen 210 bis 230 ist im Wesentlichen die gleiche wie die der drahtlosen Bodeneinrichtung 200.
3 ist eine Darstellung, welche ein Beispiel für eine Hardwarekonfiguration der drahtlosen Bodeneinrichtung 200 zeigt. Die drahtlose Bodeneinrichtung 200 umfasst eine Übertragungs-/Empfangsantenne 201, eine Funkschnittstelle 202, eine Timing-Generierungsschaltung 203, eine drahtgebundene Schnittstelle 204, einen Arbeitsspeicher 205, einen Prozessor 206 und eine Energieversorgungsschaltung 207.
Die Funkschnittstelle 202 ist eine Kommunikationsschaltung, die mit der Übertragungs-/Empfangsantenne 201 verbunden ist und Funksignalverarbeitung durchführt. Die drahtgebundene Schnittstelle 204 ist eine Schaltung, die mit dem drahtgebundenen Netz 151 verbunden ist und die Kommunikationsverarbeitung mit dem Zustandsüberwachungseinrichtung 400 durchführt. Die Timing-Generierungsschaltung 203 ist eine Schaltung, die ein Timing generiert, zu dem jede Einheit der drahtlosen Bodeneinrichtung 200 Verarbeitung ausführen sollte, und die beispielsweise ein Taktsignal generiert. Der Arbeitsspeicher 205 entspricht zum Beispiel einem nicht-flüchtigen oder flüchtigen Halbleiterspeicher, wie etwa ein Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM), ein Nur-Lese-Speicher (ROM) oder ein Flash-Speicher, oder einer Magnetplatte oder dergleichen. Der Prozessor 206 ist eine Zentraleinheit (CPU), ein Mikroprozessor oder dergleichen. Die Energieversorgungsschaltung 207 ist eine Schaltung, welche die Einheiten der drahtlosen Bodeneinrichtung 200 mit Energie versorgt. Es sei angemerkt, dass die drahtlosen Bodeneinrichtungen 210 bis 230 jeweils eine ähnliche Hardware-Konfiguration aufweisen.
Die in 2 dargestellte Funk-Übertragungs-/Empfangseinheit 251 wird durch die Übertragungs-/Empfangsantenne 201 und die Funkschnittstelle 202 realisiert. Die in 2 dargestellte drahtgebundene Übertragungs-/Empfangseinheit 254 wird durch die drahtgebundene Schnittstelle 204 realisiert.
Die in 2 dargestellte Signalmesseinheit 252, die Funksteuereinheit 253, die drahtgebundene Steuereinheit 255 und die Zeitverwaltungseinheit 256 werden von dem Prozessor 206 implementiert, der ein Programm zur Durchführung der Operationen dieser Einheiten ausführt. Die Funktionen der Signalmesseinheit 252, der Funksteuereinheit 253, der drahtgebundenen Steuereinheit 255 und der Zeitverwaltungseinheit 256 werden als ein Programm beschrieben und sind im Arbeitsspeicher 205 gespeichert. Der Prozessor 206 liest das im Arbeitsspeicher 205 gespeicherte Programm aus und führt es aus, um so die Funktionen der Signalmesseinheit 252, der Funksteuereinheit 253, der drahtgebundenen Steuereinheit 255 und der Zeitverwaltungseinheit 256 zu realisieren. Man kann auch sagen, dass das Programm einen Computer veranlasst, einen Vorgang oder ein Verfahren für die Signalmesseinheit 252, die Funksteuereinheit 253, die drahtgebundene Steuereinheit 255 und die Zeitverwaltungseinheit 256 auszuführen. Der Arbeitsspeicher 205 wird auch als ein temporärer Arbeitsspeicher genutzt, wenn der Prozessor 206 verschiedene Typen von Verarbeitungen durchführt.
Obwohl 3 die Hardwarekonfiguration für den Fall zeigt, dass die drahtlose Bodeneinrichtung 200 durch die Verwendung des Prozessors 206 und des Arbeitsspeichers 205, welche Allzweckkomponenten sind, implementiert wird, kann die drahtlose Bodeneinrichtung 200 auch durch die Verwendung einer dedizierten Verarbeitungsschaltung anstelle des Prozessors 206 und des Arbeitsspeichers 205 implementiert werden.
4 ist eine Darstellung, welche ein weiteres Beispiel für die Hardwarekonfiguration der drahtlosen Bodeneinrichtung 200 zeigt. Die in 4 dargestellte Hardware wird durch Ersetzen des in 3 dargestellten Arbeitsspeichers 205 und des Prozessors 206 durch eine dedizierte Verarbeitungsschaltung 208 erhalten. Die Verarbeitungsschaltung 208 ist eine einzelne Schaltung, eine zusammengesetzte Schaltung, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA) oder eine Schaltung, der aus einer Kombination derselben erhalten wird. In einem Fall, in dem die drahtlose Bodeneinrichtung 200 durch die in 4 dargestellte Hardwarekonfiguration implementiert ist, werden die Signalmesseinheit 252, die Funksteuereinheit 253, die drahtgebundene Steuereinheit 255 und die Zeitverwaltungseinheit 256 durch die Verarbeitungsschaltung 208 implementiert. Obwohl die drahtlose Bodeneinrichtung 200 beschrieben wurde, haben auch die drahtlosen Bodeneinrichtungen 210 bis 230 eine ähnliche Hardware-Konfiguration.
Es sei angemerkt, dass ein Teil der Funktionen der Signalmesseinheit 252, der Funksteuereinheit 253, der drahtgebundenen Steuereinheit 255 und der Zeitverwaltungseinheit 256 durch eine dedizierte Verarbeitungsschaltung implementiert werden kann, die der in 4 dargestellten Verarbeitungsschaltung 208 entspricht, während der restliche Teil davon durch einen Allzweckspeicher und einen Prozessor implementiert wird, die dem in 3 dargestellten Arbeitsspeicher 205 und dem Prozessor 206 entsprechen.
5 ist eine Darstellung, welche ein Beispiel für eine funktionelle Konfiguration der drahtlosen integrierten Einrichtung 300 zeigt. Die drahtlose integrierte Einrichtung 300 umfasst eine Funk-Übertragungs-/Empfangseinheit 351, die ein Funksignal an die drahtlosen Bodeneinrichtungen 200 bis 230 überträgt und von diesen empfängt, eine Signalmesseinheit 352, die einen Funksignal-Timing misst, eine Funksteuereinheit 353, die eine Funkleitung steuert, eine drahtgebundene Übertragungs-/Empfangseinheit 354, die ein Signal an eine andere im Zug 110 installierte Einrichtung (nicht abgebildet) überträgt und von dieser empfängt, eine drahtgebundene Steuereinheit 355, die eine drahtgebundene Leitung steuert, und eine Zeitverwaltungseinheit 356, die eine interne Zeit der internen drahtlosen Einrichtung 300 verwaltet.
6 ist eine Darstellung, welche ein Beispiel für eine Hardware-Konfiguration der internen drahtlosen Einrichtung 300 zeigt. Die drahtlose Bodeneinrichtung 300 ist aus einer Übertragungs-/Empfangsantenne 301, eine Funkschnittstelle 302, eine Timing-Generierungsschaltung 303, eine drahtgebundene Schnittstelle 304, einen Arbeitsspeicher 305, einen Prozessor 306 und einer Energieversorgungsschaltung 307 gebildet.
Die Funkschnittstelle 302 ist eine Kommunikationsschaltung, die mit der Übertragungs-/Empfangsantenne 301 verbunden ist und Funksignalverarbeitung durchführt. Die drahtgebundene Schnittstelle 304 ist eine Schaltung, die mit einem drahtgebundenen Netz verbunden ist, das in dem Zug 110 installiert ist, und Kommunikationsverarbeitung miteinander oder anderen Einrichtungen in dem Zug 110 durchführt. Die Timing-Generierungsschaltung 303 ist eine Schaltung, die ein Timing generiert, zu dem jede Einheit der drahtlosen Bodeneinrichtung 300 Verarbeitung durchführt, und generiert beispielsweise ein Taktsignal. Der Arbeitsspeicher 305 entspricht zum Beispiel einem nicht-flüchtigen oder flüchtigen Halbleiterspeicher, wie etwa ein RAM, ein ROM oder ein Flash-Speicher, einer Magnetplatte oder dergleichen. Der Prozessor 306 ist eine CPU, ein Mikroprozessor oder dergleichen. Die Energieversorgungsschaltung 307 ist eine Schaltung, welche die Einheiten der drahtlosen Bodeneinrichtung 300 mit Energie versorgt.
Die in 5 dargestellte Funk-Übertragungs-/Empfangseinheit 351 wird durch die Übertragungs-/Empfangsantenne 301 und die Funkschnittstelle 302 realisiert. Die in 5 dargestellte drahtgebundene Übertragungs-/Empfangseinheit 354 wird durch die drahtgebundene Schnittstelle 304 realisiert.
Die in 5 dargestellte Signalmesseinheit 352, die Funksteuereinheit 353, die drahtgebundene Steuereinheit 355 und die Zeitverwaltungseinheit 356 werden durch den Prozessor 306 implementiert, der ein Programm zum Betrieb dieser Einheiten ausführt. Die Funktionen der Signalmesseinheit 352, der Funksteuereinheit 353, der drahtgebundenen Steuereinheit 355 und der Zeitverwaltungseinheit 305 werden als ein Programm beschrieben und das Programm wird im Arbeitsspeicher 305 gespeichert. Der Prozessor 306 liest das im Arbeitsspeicher 305 gespeicherte Programm aus und führt es aus, um so die Funktionen der Signalmesseinheit 352, der Funksteuereinheit 353, der drahtgebundenen Steuereinheit 355 und der Zeitverwaltungseinheit 356 zu realisieren. Man kann auch sagen, dass das Programm einen Computer veranlasst, einen Vorgang oder ein Verfahren für die Signalmesseinheit 352, die Funksteuereinheit 353, die drahtgebundene Steuereinheit 355 und die Zeitverwaltungseinheit 356 auszuführen. Der Arbeitsspeicher 305 wird auch als ein temporärer Speicher genutzt, wenn der Prozessor 306 verschiedene Arten von Verarbeitungen ausführt.
Obwohl 6 die Hardwarekonfiguration für den Fall zeigt, dass die drahtlose integrierte Einrichtung 300 durch die Verwendung des Prozessors 306 und des Arbeitsspeichers 305, welche Allzweckkomponenten sind, implementiert wird, kann die drahtlose integrierte Einrichtung 300 auch durch die Verwendung einer dedizierten Verarbeitungsschaltung anstelle des Prozessors 306 und des Arbeitsspeichers 305 implementiert werden.
7 ist eine Darstellung, welche ein weiteres Beispiel für die Hardware-Konfiguration der drahtlosen integrierten Einrichtung 300 zeigt. Die in 7 dargestellte Hardwarekonfiguration wird erzielt, indem der in 6 dargestellte Arbeitsspeicher 305 und der Prozessor 306 durch eine dedizierte Verarbeitungsschaltung 308 ersetzt werden. Die Verarbeitungsschaltung 308 ist eine einzelne Schaltung, eine zusammengesetzte Schaltung, eine ASIC, ein FPGA oder eine Schaltung, die aus einer Kombination derselben erhalten wird. In einem Fall, in dem die drahtlose integrierte Einrichtung 300 durch die in 7 dargestellte Hardwarekonfiguration implementiert ist, werden die Signalmesseinheit 352, die Funksteuereinheit 353, die drahtgebundene Steuereinheit 355 und die Zeitverwaltungseinheit 355 durch die Verarbeitungsschaltung 308 implementiert.
Es sei angemerkt, dass ein Teil der Funktionen der Signalmesseinheit 352, der Funksteuereinheit 353, der drahtgebundenen Steuereinheit 355 und der Zeitverwaltungseinheit 356 durch eine dedizierte Verarbeitungsschaltung implementiert werden kann, die der in 7 dargestellten Verarbeitungsschaltung 308 entspricht, während der restliche Teil davon durch einen Allzweckspeicher und einen Prozessor implementiert wird, die dem in 6 dargestellten Arbeitsspeicher 305 und dem Prozessor 306 entsprechen.
8 ist eine Darstellung, welche ein Beispiel für eine funktionelle Konfiguration der Zustandsüberwachungseinrichtung 400 zeigt. Die Zustandsüberwachungseinrichtung 400 umfasst eine drahtgebundene Verbindungseinheit 451, eine Bestimmungseinheit 452, die Zustände der drahtlosen Bodeneinrichtungen 200 bis 230 bestimmt, eine Ausgabeeinheit 455, die ein Ergebnis der Bestimmung der Bestimmungseinheit 452 ausgibt, und eine Datenrückhalteeinheit 456. Die Bestimmungseinheit 452 umfasst eine Betriebsanweisungseinheit 453, die einen Verkehrsbetriebsstatus des Zuges bestimmt und eine Betriebsanweisung an die drahtlosen Bodeneinrichtungen 200 bis 230 ausgibt, und eine Verschlechterter-Zustand-Bestimmungseinheit 454, die verschlechterte Zustände der drahtlosen Bodeneinrichtungen 200 bis 230 bestimmt. Die Datenrückhalteeinheit 455 hält einen Verkehrsbetriebsinformationssatz 461, in dem Verkehrsbetriebsinformationen des Zuges aufgezeichnet sind, einen Pfadinformationssatz 462, in dem eine Positionsbeziehung der drahtlosen Bodeneinrichtungen 200 bis 230 aufgezeichnet ist, und einen Historieninformationssatz 463, in dem Messergebnisse aus der Vergangenheit aufgezeichnet sind, zurück. Die im Historieninformationssatz 463 aufgezeichneten Messergebnisse sind von der Signalmesseinheit 252 erhaltene Messergebnisse, die von den drahtlosen Bodeneinrichtungen 200 bis 230 erworben wurden.
9 ist eine Darstellung, welche ein Beispiel für eine Hardware-Konfiguration der Zustandsüberwachungseinrichtung 400 zeigt. Die Zustandsüberwachungseinrichtung 400 ist aus einer drahtgebundenen Schnittstelle 401, einem Arbeitsspeicher 402, einem Prozessor 403 und einer Energieversorgungsschaltung 404 gebildet.
Die drahtgebundene Schnittstelle 401 ist eine Schaltung, die mit dem drahtgebundenen Netz 151 verbunden ist und Kommunikationsverarbeitung mit den drahtlosen Bodeneinrichtungen 200 bis 230 durchführt. Der Arbeitsspeicher 402 entspricht zum Beispiel einem nicht-flüchtigen oder flüchtigen Halbleiterspeicher, wie etwa ein RAM, ein ROM oder ein Flash-Speicher, einer Magnetplatte oder dergleichen. Der Prozessor 403 ist eine CPU, ein Mikroprozessor oder dergleichen. Die Energieversorgungsschaltung 404 ist eine Schaltung, welche die Einheiten der drahtlosen Bodeneinrichtung 400 mit Energie versorgt.
Die in 8 dargestellte drahtgebundene Verbindungseinheit 451 wird durch die drahtgebundene Schnittstelle 401 realisiert. Die in 8 dargestellte Bestimmungseinheit 452 und die Ausgabeeinheit 455 werden durch den Prozessor 403 implementiert, der ein Programm zur Durchführung von Operationen dieser Einheiten ausführt. Die Funktionen der Bestimmungseinheit 452 und der Ausgabeeinheit 455 sind als ein Programm beschrieben, und das Programm ist im Arbeitsspeicher 402 gespeichert. Der Prozessor 403 implementiert die Funktionen der Bestimmungseinheit 452 und der Ausgabeeinheit 455 indem das im Arbeitsspeicher 402 gespeicherte Programm gelesen und ausgeführt wird. Man kann auch sagen, dass das Programm einen Computer veranlasst, einen Vorgang oder ein Verfahren für die Bestimmungseinheit 452 und die Ausgabeeinheit 455 auszuführen. Der Arbeitsspeicher 402 wird auch als ein temporärer Speicher genutzt, wenn der Prozessor 403 verschiedene Aren von Verarbeitungen durchführt.
Obwohl 9 die Hardwarekonfiguration für den Fall zeigt, in dem die Zustandsüberwachungseinrichtung 400 durch die Verwendung des Prozessors 403 und des Arbeitsspeichers 402, welche Allzweckkomponenten sind, implementiert wird, kann die Zustandsüberwachungseinrichtung 400 auch durch die Verwendung einer dedizierten Verarbeitungsschaltung anstelle des Prozessors 403 und des Arbeitsspeichers 402 implementiert werden.
10 ist eine Darstellung, welche ein weiteres Beispiel für die Hardwarekonfiguration der Zustandsüberwachungseinrichtung 400 zeigt. Die in 10 dargestellte Hardwarekonfiguration wird durch Ersatz des Arbeitsspeichers 402 und des Prozessors 403, wie in 9 dargestellt, mit einer dedizierten Verarbeitungsschaltung 405 erhalten. Die Verarbeitungsschaltung 405 ist eine einzelne Schaltung, eine zusammengesetzte Schaltung, eine ASIC, ein FPGA oder eine Schaltung, der aus einer Kombination aus diesen erhalten wird. In einem Fall, in dem die Zustandsüberwachungseinrichtung 400 durch die in 10 dargestellte Hardwarekonfiguration implementiert ist, werden die Bestimmungseinheit 452 und die Ausgabeeinheit 455 durch die Verarbeitungsschaltung 405 implementiert.
Es ist zu beachten, dass ein Teil der Funktionen der Bestimmungseinheit 452 und der Ausgabeeinheit 455 durch eine dedizierte Verarbeitungsschaltung implementiert sein kann, welcher der in 10 dargestellten Verarbeitungsschaltung 405 entspricht, während der restliche Teil davon durch einen Allzweckspeicher und einen Prozessor implementiert ist, die dem in 9 dargestellten Arbeitsspeicher 402 und dem Prozessor 403 entsprechen.
Als nächstes werden Operationen der drahtlosen Bodeneinrichtungen 200 bis 230, der drahtlosen integrierten Einrichtung 300 und der Zustandsüberwachungseinrichtung 400 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
Die drahtlose integrierte Einrichtung 300 ist mit der drahtlosen Bodeneinrichtung 200 verbunden, um die Übertragung und den Empfang von Steuerinformationen durchzuführen. Die drahtlose integrierte Einrichtung 300 setzt die Übertragung und den Empfang der Steuerinformationen fort, während die drahtlose Bodeneinrichtung umgeschaltet wird, welche ein Verbindungsziel in Verbindung mit der Bewegung des Zuges 110 ist. Im Falle des Zeitmultiplexschemas synchronisieren nicht nur die drahtlose integrierte Einrichtung 200 und die drahtlose Bodeneinrichtung 300, sondern auch alle drahtlosen Bodeneinrichtungen ihre internen Zeiten, wodurch ein Umschalten des Verbindungsziels der drahtlosen Bodeneinrichtung 300 realisierbar wird. Die internen Zeiten werden verwendet, um die Übertragungs-/Empfangs-Timings in den drahtlosen Bodeneinrichtungen 200 bis 230 und der drahtlosen integrierten Einrichtung 300 zu bestimmen. Daher kommt es zu einer Abweichung bei den Übertragungs-/Empfangs-Timings von Signalen, wenn die internen Zeiten zwischen den Einrichtungen nicht synchronisiert sind, was zu einem möglichen Kommunikationsausfallzustand führen kann. Als ein Mittel zur Zeitsynchronisation wird beispielsweise eine Zeitsynchronisation unter Verwendung einer absoluten Zeit, die durch ein globales Positionsbestimmungssystem (GPS) oder dergleichen erhalten wird, eine Zeitsynchronisation auf der Grundlage einer relativen Zeit unter Verwendung eines Funksignals zwischen der drahtlosen Bodeneinrichtung 200 und der drahtlosen integrierten Einrichtung 300 oder zwischen der drahtlosen Bodeneinrichtung 200 und einer anderen drahtlosen Bodeneinrichtung oder eine Kombination dieser Zeitsynchronisationen eingesetzt. Durch Durchführen von Zeitsynchronisation können die Signalübertragungs-Timings der drahtlosen Bodeneinrichtungen 200 bis 230 und der drahtlosen integrierten Einrichtung 300 synchronisiert und eine äußerst zuverlässige drahtlose Kommunikation erreicht werden. In der folgenden Beschreibung kann die Zeitsynchronisation von Fall-zu-Fall-Zeitkorrektur bezeichnet werden.
Darüber hinaus kann die Signalmesseinheit 252 der drahtlosen Bodeneinrichtung 200 den Übertragungs-timing der drahtlosen Bodeneinrichtung 210 überwachen, indem ein von der drahtlosen Bodeneinrichtung 210 über die Funk-Übertragungs-/Empfangseinheit 251 übertragenes Signal empfangen wird. In ähnlicher Weise können die drahtlosen Bodeneinrichtungen 210 bis 230 jeweils den Übertragungs-Timing einer anderen der drahtlosen Bodeneinrichtungen überwachen, die sich in einem Bereich befindet, in dem die drahtlose Bodeneinrichtung ein Signal überwachen kann. Es können sich zwei oder mehr drahtlose Bodeneinrichtungen in dem Bereich befinden, in dem eine bestimmte der drahtlosen Bodeneinrichtungen ein Signal überwachen kann.
Um eine Timing-Differenz, d.h. eine Zeitlücke, zu einer benachbarten drahtlosen Bodeneinrichtung über einen längeren Zeitraum zu überwachen, ist es vorteilhaft, eine Funktion der Zeitkorrektur vorübergehend zu stoppen. Daher ist in der vorliegenden Ausführungsform die Zeitkorrektur während einer Zeitspanne deaktiviert, in welcher der Zug außer Betrieb ist, z. B. nachts, oder während einer Zeitspanne innerhalb der Betriebszeiten des Zuges, wenn sich die drahtlose integrierte Einrichtung nicht in einem Abdeckungsbereich jeder drahtlosen Bodeneinrichtung befindet. Die Zustandsüberwachungseinrichtung 400 bestimmt ein Ausfallrisiko aufgrund einer säkularen Veränderung jeder drahtlosen Bodeneinrichtung auf der Grundlage des Betrags einer Zeitlücke, die von jeder der drahtlosen Bodeneinrichtungen 200 bis 230 in einem Zeitraum gemessen wird, in dem die Zeitkorrektur deaktiviert ist.
Es wird ein Verfahren zur Deaktivierung und Aktivierung der Zeitkorrektur der drahtlosen Bodeneinrichtungen 200 bis 230 beschrieben. Die drahtlosen Bodeneinrichtungen 200 bis 230 deaktivieren und aktivieren die Zeitkorrektur in Übereinstimmung mit einer Anweisung der Zustandsüberwachungseinrichtung 400. Als ein Beispiel wird eine Operation des Deaktivierens der Zeitkorrektur der drahtlosen Bodeneinrichtung 200 und eine Operation des Aktivierens der Zeitkorrektur derselben beschrieben.
11 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel für die Operation des Deaktivierens der Zeitkorrektur der drahtlosen Bodeneinrichtung 200 und der Operation des Aktivierens der Zeitkorrektur derselben darstellt.
In der Zustandsüberwachungseinrichtung 400 bestimmt die Betriebsanweisungseinheit 453 der Bestimmungseinheit 452, ob oder ob nicht die Zeitkorrektur der drahtlosen Bodeneinrichtung 200 deaktiviert werden soll, auf der Grundlage des Verkehrsbetriebsinformationssatzes 461. Das heißt, die Betriebsanweisungseinheit 453 bezieht sich auf die Verkehrsbetriebsinformationen 461 und überwacht, ob oder ob nicht ein Betriebsstatus des gesamten Systems von einem Status „in Betrieb“ zu einem anderen Status von „nicht in Betrieb“ gewechselt hat. Der „Betriebsstatus des Gesamtsystems“ ist ein Betriebsstatus eines Eisenbahnsystems und ist ein Status von „in Betrieb“ in einem Fall, in dem der Zug in Betrieb ist, oder mit anderen Worten, in einem Fall, in dem zumindest eine der drahtlosen Bodeneinrichtungen mit der drahtlosen integrierten Einrichtung 300 in dem drahtlosen Zug-Sicherungssystem kommuniziert. Wenn die Tatsche festgestellt wird, dass der Betriebsstatus des gesamten Systems vom Status „in Betrieb“ in den Status „nicht in Betrieb“ gewechselt hat, übermittelt die Betriebsanweisungseinheit 453 eine Zeitkorrektur-Umschaltmeldung an die integrierte Bodeneinrichtung 200, wie in 11 dargestellt (Schritt S101). Die Zeitkorrektur-Umschaltmeldung enthält in diesem Fall die Information, welche anzeigt, dass die Zeitkorrektur deaktiviert ist.
Auf Empfangen der Zeitkorrektur-Umschaltmeldung einschließlich der Information, welche anzeigt, dass die Zeitkorrektur deaktiviert ist, deaktiviert die drahtlose Bodeneinrichtung 200 die Zeitkorrektur. Danach setzt die drahtlose Bodeneinrichtung 200 die Überwachung der Differenz zwischen der internen Zeit, die von der Zeitverwaltungseinheit 256 verwaltet wird, in der drahtlosen Bodeneinrichtung 200, und der Zeit, die von der anderen der drahtlosen Bodeneinrichtungen verwaltet wird, fort, bis eine Zeitkorrektur-Umschaltmeldung empfangen wird, welche eine Information enthält, die anzeigt, das die Zeitkorrektur aktiviert ist. Die Differenz zwischen der internen Zeit und der von der anderen drahtlosen Bodeneinrichtung verwalteten Zeit wird auf der Grundlage des Übertragungs-Timings der anderen drahtlosen Bodeneinrichtung berechnet. Die drahtlosen Bodeneinrichtungen 200 bis 230 übertragen jeweils ein Steuersignal in vorgegebenen Zyklen. Daher misst die Signalmesseinheit 252 der drahtlosen Bodeneinrichtung 200 einen Fehler zwischen dem Timing, zu dem die drahtlose Bodeneinrichtung 200 das Steuersignal überträgt, und dem Timing, zu dem die andere drahtlose Bodeneinrichtung, zum Beispiel die drahtlose Bodeneinrichtung 210, das Steuersignal übermittelt, und berechnet die Differenz zwischen der von der Zeitverwaltungseinheit 256 verwalteten internen Zeit und der von der anderen drahtlosen Bodeneinrichtung verwalteten Zeit unter Verwendung des gemessenen Fehlers.
Darüber hinaus überträgt die Betriebsanweisungseinheit 453 eine Zeitkorrektur-Umschaltmeldung an die drahtlose Bodeneinrichtung 200, wenn diese sich auf den Verkehrsbetriebsinformationssatz 461 bezieht und die Tatsache feststellt, dass der Betriebsstatus des gesamten Systems von einem Zustand „nicht in Betrieb“ zu einem Status „in Betrieb“ gewechselt hat, um der drahtlosen Bodeneinrichtung 200 zu melden, dass die Zeitkorrekturfunktion aktiviert ist. Das heißt, die Betriebsanweisungseinheit 453 übermittelt an die integrierte Bodeneinrichtung 200 die Zeitkorrektur-Umschaltmeldung, die eine Information enthält, welche anzeigt, dass die Zeitkorrektur aktiviert ist.
Auch wenn der Betriebsstatus des gesamten Systems „in Betrieb“ ist, übermittelt die Betriebsanweisungseinheit 453 eine Zeitkorrektur-Umschaltmeldung mit einer Information, die anzeigt, dass die Zeitkorrektur deaktiviert ist, an die drahtlose Bodeneinrichtung 200 und deaktiviert die Zeitkorrekturfunktion, wenn aus dem Verkehrsbetriebsinformationssatz 461 bestimmt wird, dass jetzt eine Zeitspanne ist, in der eine Boden-zu-Fahrzeug-Kommunikationsfunktion in der drahtlosen Bodeneinrichtung 200 nicht notwendig ist. Die hier erwähnte Boden-zu-Fahrzeug-Kommunikation bezieht sich auf die Kommunikation zwischen der drahtlosen Bodeneinrichtung 200 und der drahtlosen integrierten Einrichtung 300. Wenn sich beispielsweise das gesamte System in dem Betriebsstatus befindet, es aber eine Zeitspanne gibt, in welcher der Zug nicht in einem Abschnitt fährt, in dem die drahtlose Bodeneinrichtung 200 installiert ist, bestimmt die Bestimmungseinheit 452 der Zustandsüberwachungseinrichtung 400, dass die Boden-zu-Fahrzeug-Kommunikationsfunktion in dieser Zeitspanne nicht notwendig ist. Wenn der Zeitraum, in dem die Boden-zu-Fahrzeug-Kommunikationsfunktion nicht notwendig ist, endet, übermittelt die Betriebsanweisungseinheit 453 die Zeitkorrektur-Umschaltmeldung einschließlich der Information, die anzeigt, dass die Zeitkorrektur aktiviert ist, um daraufhin die Zeitkorrekturfunktion der drahtlosen Bodeneinrichtung 200 zu aktivieren.
12 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel für den Status der Zeitkorrekturfunktion der drahtlosen Bodeneinrichtung 200 zeigt, der durch den oben erläuterten Vorgang erhalten wird. Wie in 12 dargestellt, ist die Zeitkorrekturfunktion in Zeiträumen aktiviert, in denen die Boden-zu-Fahrzeug-Kommunikation „EIN“ ist. Wie soeben beschrieben, weist die Betriebsanweisungseinheit 453 der Zustandsüberwachungseinrichtung 400 die drahtlose Bodeneinrichtung 200 an, die drahtlose Bodeneinrichtung 200 zu veranlassen, die Zeitkorrekturfunktion in der Zeitspanne zu deaktivieren, in der die drahtlose Bodeneinrichtung 200 nicht mit der drahtlosen integrierten Einrichtung 300 kommuniziert. 12 ist eine Darstellung, welche ein Beispiel für ein Einstellungsergebnis einer Zeitkorrekturfunktion auf der Grundlage eines Dienststatus in der drahtlosen Bodeneinrichtung 200 zeigt.
13 ist eine Darstellung, welche ein Beispiel für eine von der drahtlosen Bodeneinrichtung 200 durchgeführte Zeitkorrekturoperation darstellt. Wie in 13 dargestellt, führt die drahtlose Bodeneinrichtung 200 in einem Fall, in dem die von der Zustandsüberwachungseinrichtung 400 empfangene Zeitkorrektur-Umschaltmeldung anzeigt, dass die Zeitkorrekturfunktion aktiviert ist ((A) in 13), eine Zeitkorrektur in Bezug auf ein Referenz-Timing durch. Bei dem Referenz-Timing handelt es sich um eine absolute Zeit, die mit Hilfe eines GPS oder dergleichen erhalten wird, um ein Timing, das auf der Grundlage der absoluten Zeit generiert wird, um ein Übertragungs-Timing eines Steuersignals durch die andere der drahtlosen Bodeneinrichtungen oder dergleichen. Bei der Zeitkorrekturoperation korrigiert die Zeitverwaltungseinheit 256 der drahtlosen Bodeneinrichtung 200 die verwaltete interne Zeit so, dass diese mit der absoluten Zeit übereinstimmt, in einem Fall, in dem das Referenz-Timing beispielsweise die absolute Zeit ist. In einem Fall, in dem das Referenz-Timing das Übertragungs-Timing des Steuersignals durch die andere der drahtlosen Bodeneinrichtungen ist, korrigiert die Zeitverwaltungseinheit 256 der drahtlosen Bodeneinrichtung 200 die verwaltete interne Zeit, so dass das Signalübertragungs-Timing, das auf der Grundlage der internen Zeit innerhalb der drahtlosen Bodeneinrichtung 200 erzeugt wird, mit dem Referenz-Timing übereinstimmt. Es sei angemerkt, dass der in 13 dargestellte Leistungsgarantiebereich ein Bereich ist, in dem der Betrieb des drahtlosen Kommunikationssystems garantiert ist, und dass das Risiko eines Auftretens eines Kommunikationsausfalls steigt, wenn die Zeitlücke außerhalb dieses Bereichs fällt.
Wenn die von der Zustandsüberwachungseinrichtung 400 empfangene Zeitkorrektur-Umschaltmeldung anzeigt, dass die Zeitkorrekturfunktion deaktiviert ist ((B) in 13), misst die drahtlose Bodeneinrichtung 200 die Zeitlücke. insbesondere misst die Signalmesseinheit 252 der drahtlosen Bodeneinrichtung 200 die Zeitlücke auf der Grundlage einer Differenz zwischen dem Timing, das durch periodisches Überwachen des Signalübertragungs-Timings der anderen drahtlosen Bodeneinrichtung erhalten wird, und dem Signalübertragungs-Timing der Funk-Übertragungs-/Empfangseinheit 251 der drahtlosen Bodeneinrichtung 200. Die drahtlose Bodeneinrichtung 200 übermittelt ein Ergebnis der Messung der Zeitlücke an die Zustandsüberwachungseinrichtung 400. Die Signalmesseinheit 252 der drahtlosen Bodeneinrichtung 200 kann die Zeitlücke in Bezug auf jede der drahtlosen Bodeneinrichtungen messen, indem die der Messung unterzogene drahtlose Bodeneinrichtung umgeschaltet wird.
Als nächstes wird ein Beispiel für den Gesamtbetrieb des drahtlosen Zug-Sicherungssystems in einem Status beschrieben, in dem die Zeitkorrekturfunktion der drahtlosen Bodeneinrichtung deaktiviert ist.
14 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel für den Gesamtbetrieb des drahtlosen Zug-Sicherungssystems in dem Status zeigt, in dem die Zeitkorrekturfunktion der drahtlosen Bodeneinrichtung deaktiviert ist. Obwohl in 14 nur die drahtlosen Bodeneinrichtungen 200 und 210 dargestellt sind, wird davon ausgegangen, dass die drahtlosen Bodeneinrichtungen 220 und 230 ebenfalls vorhanden sind.
In dem Fall, in dem die Zeitkorrekturfunktion deaktiviert ist, misst die drahtlose Bodeneinrichtung 200 eine Differenz zwischen dem Signalübertragungs-Timing jeder der drahtlosen Bodeneinrichtungen 210 bis 230 und dem Signalübertragungs-Timing der drahtlosen Bodeneinrichtung 200 (Schritt S201). Als Nächstes benachrichtigt die drahtlose Bodeneinrichtung 200 die Zustandsüberwachungseinrichtung 400 über die gemessene Timing-Differenz als eine Messergebnismeldung (Schritt S202). Es ist zu beachten, dass die Übertragung der Timing-Differenz an die Zustandsüberwachungseinrichtung 400 jedes Mal erfolgen kann, wenn die Messung durchgeführt wird, die Übertragung der Differenzen dorthin kann kollektiv erfolgen, nachdem die gemessenen Timing-Differenzen für eine bestimmte Zeitspanne akkumuliert wurden, oder eine solche Übertragung kann erfolgen, wenn ein auf den Differenzen basierender Änderungsbetrag einen bestimmten Wert oder mehr erreicht. In ähnlicher Weise misst die drahtlose Bodeneinrichtung 210 eine Differenz zwischen dem Signalübertragungs-Timing jeder der anderen drahtlosen Bodeneinrichtungen und dem Signalübertragungs-Timing der drahtlosen Bodeneinrichtung 210 und benachrichtigt das Zustandsüberwachungseinrichtung 400 über ein Messergebnis (Schritte S203 und S204). In ähnlicher Weise messen die drahtlosen Bodeneinrichtungen 220 und 230 jeweils eine Differenz zwischen dem Signalübertragungs-Timing jeder der anderen drahtlosen Bodeneinrichtungen und dem Signalübertragungs-Timing von einer entsprechenden der drahtlosen Bodeneinrichtungen 220 und 230 und benachrichtigen jeweils die Zustandsüberwachungseinrichtung 400 über ein Messergebnis.
In Antwort auf eine Meldung über die Ergebnisse der Messung der Zeitlücken von den drahtlosen Bodeneinrichtungen 200 bis 230 berechnet die Zustandsüberwachungseinrichtung 400 einen Risikowert für jede der drahtlosen Bodeneinrichtungen 200 bis 230 auf der Grundlage der durch die Meldung erhaltenen Zeitlücken (Schritt S205). Konkret berechnet die Verschlechterter-Zustand-Bestimmungseinheit 454 der Bestimmungseinheit 452 aus dem Ergebnis der von der drahtlosen Bodeneinrichtung 200 erworbenen Messung einen Änderungsbetrag pro Zeiteinheit, d. h. eine Steigung, und bestimmt den berechneten Wert als einen Risikowert der drahtlosen Bodeneinrichtung 200. Der Änderungsbetrag pro Zeiteinheit des Messergebnisses, das von der drahtlosen Bodeneinrichtung 200 erworben wurde, wird unter Verwendung des Messergebnisses erhalten, das in der Vergangenheit von der drahtlosen Bodeneinrichtung 200 erworben wurde. Es sei angemerkt, dass das erworbene Messergebnis als der Historieninformationssatz 463 in der Datenrückhalteeinheit 456 zurückbehalten wird. Der Risikowert steigt entsprechend dem Grad der Leistungsverschlechterung der drahtlosen Bodeneinrichtung 200. Das heißt, der Risikowert zeigt einen Zustand verschlechterter Leistung der drahtlosen Bodeneinrichtung 200 an. Die Verschlechterter-Zustand-Bestimmungseinheit 454 berechnet in einem ähnlichen Prozess einen Risikowert für jedes der drahtlosen Bodeneinrichtungen 210 bis 230.
Nach der Berechnung der Risikowerte vergleicht die Verschlechterter-Zustand-Bestimmungseinheit 454 die Risikowerte unter den drahtlosen Bodeneinrichtungen 200 bis 230 und extrahiert die drahtlose Bodeneinrichtung mit einem hohen Risikowert als eine drahtlose Bodeneinrichtung, deren Leistung sich verschlechtert hat und bei der mit hoher Wahrscheinlichkeit ein Kommunikationsausfall auftreten wird. Die Verschlechterter-Zustand-Bestimmungseinheit 454 extrahiert beispielsweise eine drahtlose Bodeneinrichtung, deren Risikowert höher ist als der der anderen drahtlosen Bodeneinrichtungen. Ob der Risikowert höher ist als jener der anderen drahtlosen Bodeneinrichtungen, wird zum Beispiel danach bestimmt, ob oder ob nicht die Differenz zu einem Durchschnitt der Risikowerte aller drahtlosen Bodeneinrichtungen größer ist als ein vorgegebener Schwellenwert. Die drahtlose Bodeneinrichtung mit dem höchsten Risikowert kann extrahiert werden, oder es kann eine bestimmte Anzahl von drahtlosen Bodeneinrichtungen extrahiert werden, beginnend mit einer drahtlosen Bodeneinrichtung mit dem höchsten Risikowert. Als ein Vergleichsverfahren können die Maximalwerte der Risikowerte der drahtlosen Bodeneinrichtungen miteinander verglichen werden, oder die Durchschnittswerte der Risikowerte können miteinander verglichen werden. Alternativ dazu kann die Verschlechterter-Zustand-Bestimmungseinheit 454 die Risikowerte der drahtlosen Bodeneinrichtungen mit einem vorgegebenen Schwellenwert vergleichen und eine drahtlose Bodeneinrichtung mit einem Risikowert über dem Schwellenwert extrahieren. Bei dem Schwellenwert kann es sich um einen Wert handeln, derfür alle drahtlosen Bodeneinrichtungen 200 bis 230 gleich ist, oder um einen Wert, der für jede drahtlose Bodeneinrichtung individuell festgelegt wird.
Die Verschlechterter-Zustand-Bestimmungseinheit 454 gibt Informationen über eine drahtlose Bodeneinrichtung, die extrahiert wurde, von der Ausgabeeinheit 455 nach außen aus (Schritt S206). Ein Beispiel für den Betrieb der Ausgabeeinheit 455 umfasst einen Betrieb des Ausgebens der Informationen in Form eines Bildschirms, der auf einer Anzeigeeinheit (nicht dargestellt) der Zustandsüberwachungseinrichtung 400 angezeigt wird. Darüber hinaus können die von der Ausgabeeinheit 455 auszugebenden Informationen zusätzlich zu den Identifizierungsinformationen der drahtlosen Bodeneinrichtung auch Informationen über einen empfohlenen Wartungszeitpunkt der drahtlosen Bodeneinrichtung oder Informationen über einen Austauschzeitpunkt der Einrichtung enthalten. Das heißt, die Verschlechterter-Zustand-Bestimmungseinheit 454 kann den empfohlenen Wartungszeitpunkt oder das Austausch-Timing der extrahierten drahtlosen Bodeneinrichtung ableiten. Die empfohlene Wartungszeit und dem Austausch-Timing der drahtlosen Bodeneinrichtung werden zum Beispiel abgeleitet, indem im Voraus eine Korrespondenztabelle der Risikowerte und empfohlenen Wartungszeiten erstellt und der in Schritt S205 berechnete Risikowert mit der Korrespondenztabelle verglichen wird. Wenn das Austausch-Timing der drahtlosen Bodeneinrichtung erhalten wird, kann die Anzahl der Male der in der Vergangenheit durchgeführten Wartungsarbeiten berücksichtigt werden. Wenn zum Beispiel die Anzahl der Male der durchgeführten Wartungen einen bestimmten Wert erreicht hat, bestimmt die Verschlechterter-Zustand-Bestimmungseinheit 454 das Austausch-Timing, indem der Risikowert mit der Korrespondenztabelle vergleicht. Die Verschlechterter-Zustand-Bestimmungseinheit 454 zeichnet die in den Schritten S202 und S204 erworbenen Messergebnisse und dergleichen im Historieninformationssatz 463 auf und verwendet die Messergebnisse zur Berechnung eines Risikowerts, wenn ein neues Messergebnis erworben wird.
Als Nächstes bestimmt die Betriebsanweisungseinheit 453 einen Zyklus, in dem die drahtlosen Bodeneinrichtungen 200 bis 230 Messung als nächstes durchführen sollen, auf der Grundlage der von der Verschlechterter-Zustand-Bestimmungseinheit 454 in Schritt S205 berechneten Risikowerte (Schritt S207). Der hier beschriebene Zyklus ist ein Zyklus, in dem jede drahtlose Bodeneinrichtung eine Differenz zwischen dem Signalübertragungs-Timing jeder der anderen drahtlosen Bodeneinrichtungen und dem Signalübertragungs-Timing seiner eigenen drahtlosen Bodeneinrichtung misst. Die Betriebsanweisungseinheit 453 bestimmt den Zyklus individuell für jede drahtlose Bodeneinrichtung. Die Betriebsanweisungseinheit 453 verlängert den Zyklus für die integrierte Bodeneinrichtung mit einem geringen Änderungsbetrag des Risikowertes, verkürzt aber den Zyklus für die drahtlose Bodeneinrichtung mit einem großen Änderungsbetrag des Risikowertes.
Die Betriebsanweisungseinheit 453 benachrichtigt jede drahtlose Bodeneinrichtung über den bestimmten Zyklus durch eine Messzyklus-Aktualisierungsmeldung über die drahtgebundene Verbindungseinheit 451 (Schritte S208 und S209). Die drahtlosen Bodeneinrichtungen, einschließlich der drahtlosen Bodeneinrichtungen 200 und 210, messen jeweils eine Differenz zwischen dem Signalübertragungs-Timing jeder der anderen drahtlosen Bodeneinrichtungen und dem Signalübertragungs-Timing ihrer eigenen drahtlosen Bodeneinrichtung (Schritte S210 und S212) in einem durch die Meldung erhaltenen Zyklus und benachrichtigen jeweils das Zustandsüberwachungseinrichtung 400 über ein Messergebnis (Schritte S211 und S213). Es ist zu beachten, dass eine Konfiguration angewendet werden kann, bei der die Betriebsanweisungseinheit 453 einer drahtlosen Bodeneinrichtung, deren Zyklus nicht geändert werden muss, keinen Zyklus mitteilt und jede drahtlose Bodeneinrichtung, die keine Mitteilung über einen Zyklus empfangen hat, weiterhin mit einem vorgegebenen Zyklus oder mit dem gleichen Zyklus wie beim letzten Mal arbeitet.
Wie oben beschrieben, weist die Zustandsüberwachungseinrichtung 400 in dem drahtlosen Zug-Sicherungssystem gemäß der ersten Ausführungsform die integrierte Bodeneinrichtung, welche nicht für die Kommunikation mit der drahtlosen integrierten Einrichtung 300 vorgesehen ist, an, die Zeitkorrektur zu deaktivieren, und bestimmt den verschlechterten Zustand jeder drahtlosen Bodeneinrichtung, d. h. sie berechnet den Risikowert, der das Risiko des Auftretens eines Kommunikationsausfalls in jeder drahtlosen Bodeneinrichtung anzeigt, auf der Grundlage von Differenzen in dem Signalübertragungs-Timing in Bezug auf die anderen drahtlosen Bodeneinrichtungen, die von der drahtlosen Bodeneinrichtung gemessen werden, welche einen Status hat, in dem die Zeitkorrektur nicht durchgeführt wird. Die Zustandsüberwachungseinrichtung 400 spezifiziert einen Zeitraum, in welchem jede drahtlose Bodeneinrichtung Kommunikation mit der drahtlosen integrierten Einrichtung 300 nicht durchführt, auf der Grundlage des Verkehrsbetriebsinformationssatzes 461 des Zuges. Das drahtlose Zug-Sicherungssystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann einen langen Zeitraum sicherstellen, in dem jede der drahtlosen Bodeneinrichtungen 200 bis 230 das Übertragungs-Timing der anderen drahtlosen Bodeneinrichtungen überwacht, und kann Informationen zur Bestimmung eines Ausfallrisikos aufgrund einer säkularen Änderung sammeln. Darüber hinaus kann die Verwendung der von der Zustandsüberwachungseinrichtung 400 bestimmten Risikowerte den Arbeitsaufwand für die Ausarbeitung von Plänen, die Sicherstellung von Ersatz und dergleichen für die Vor-Ort-Wartung und den Einrichtungsaustausch der drahtlosen Bodeneinrichtungen 200 bis 230 verringern.
Es sei angemerkt, dass in der vorliegenden Ausführungsform jede drahtlose Bodeneinrichtung die Differenz zwischen dem Übertragungs-Timing ihrer eigenen drahtlosen Bodeneinrichtung und dem Übertragungs-Timing jeder anderen drahtlosen Bodeneinrichtung misst und das Messergebnis an das Zustandsüberwachungseinrichtung 400 übermittelt, aber eine Differenz zwischen der internen Zeit und der absoluten Zeit messen kann, in einem Fall, in dem Informationen über die absolute Zeit erworben werden können. Die Informationen über die absolute Zeit können mit Hilfe des oben beschriebenen GPS erworben oder zum Beispiel von der Zustandsüberwachungseinrichtung 400 an jede drahtlose Bodeneinrichtung verteilt werden. Alternativ kann eine Konfiguration angewendet werden, bei der die Zustandsüberwachungseinrichtung 400 ein im System gleiches Referenz-Timing-Signal erzeugt und das Referenz-Timing-Signal an jede drahtlose Bodeneinrichtung verteilt, und jede drahtlose Bodeneinrichtung den Betrag der Lücke in der internen Zeit anhand des Referenz-Timing-Signals misst. In einem Fall, in dem die drahtlose Bodeneinrichtung den Betrag der Lücke in der internen Zeit unter Verwendung der absoluten Zeit oder des im System gleichen Referenz-Timings misst, kann die Zustandsüberwachungseinrichtung 400 den verschlechterten Zustand der drahtlosen Bodeneinrichtung mit höherer Genauigkeit bestimmen.
Darüber hinaus wird in der vorliegenden Ausführungsform der Risikowert auf der Grundlage des Ergebnisses der Messung in dem Status berechnet, in dem die Zeitsynchronisationsfunktion der drahtlosen Bodeneinrichtung deaktiviert ist, aber die Deaktivierung der Zeitsynchronisationsfunktion nicht unerlässlich ist. Da die Zeitlücke pro Zeiteinheit mit der Leistungsverschlechterung der Einrichtung zunimmt, kann der oben beschriebene Risikowert beispielsweise anhand des Zeitabstands berechnet werden, der zwischen der Durchführung der ersten Zeitsynchronisierung und der Durchführung der zweiten Zeitsynchronisierung verursacht wird.
Darüber hinaus basiert die Beschreibung in der vorliegenden Ausführungsform auf der Annahme, dass der Messwert, der von jeder drahtlosen Bodeneinrichtung an die Zustandsüberwachungseinrichtung 400 gemeldet wird, die Information über die Timing-Differenz ist, aber ein ähnlicher Effekt kann erhalten werden, wenn anstelle der Timing-Differenz die Empfangsleistungen der von den anderen drahtlosen Bodeneinrichtungen empfangenen Signale verwendet werden.
Zweite Ausführungsform.
In dem drahtlosen Zug-Sicherungssystem gemäß der ersten Ausführungsform vergleicht die Bestimmungseinheit 452 der Zustandsüberwachungseinrichtung 400 die Risikowerte, die aus den von den drahtlosen Bodeneinrichtungen 200 bis 230 erworbenen Messergebnissen berechnet wurden, um eine drahtlose Bodeneinrichtung zu extrahieren, bei der mit hoher Wahrscheinlichkeit ein Kommunikationsausfall vorliegt. Andererseits wird in der vorliegenden Ausführungsform ein Verfahren zur Berechnung von Risikowerten durch Gewichtung von Messwerten, die zwischen den drahtlosen Bodeneinrichtungen auf einem Bewegungspfad des Zuges 110 gemessen werden, beschrieben, wodurch eine drahtlose Bodeneinrichtung mit einem signifikanten Risiko für das Umschalten der drahtlosen Bodeneinrichtung, mit der die drahtlose integrierte Einrichtung 300 verbunden ist, oder für das Handover derselben bevorzugt ausgewählt wird. Es sei angemerkt, dass eine Konfiguration des drahtlosen Zug-Sicherungssystems ähnlich der der ersten Ausführungsform ist (siehe 1). Auch die funktionellen Konfigurationen und Hardwarekonfigurationen der drahtlosen Bodeneinrichtungen 200 bis 230, der drahtlosen integrierten Einrichtung 300 und des Zustandsüberwachungseinrichtung 400 ähneln denen der ersten Ausführungsform (siehe 2 bis 10).
Der Unterschied zur ersten Ausführungsform besteht in einer Operation, bei welcher die Verschlechterter-Zustand-Bestimmungseinheit 454 in der Bestimmungseinheit 452 der Zustandsüberwachungseinrichtung 400 die Risikowerte der drahtlosen Bodeneinrichtungen 200 bis 230 berechnet. Daher wird in der vorliegenden Ausführungsform hauptsächlich die Operation beschrieben, bei der die Verschlechterter-Zustand-Bestimmungseinheit 454 die Risikowerte berechnet. Es sei angemerkt, dass die Operationen der drahtlosen Bodeneinrichtungen 200 bis 230 und die drahtlose integrierte Einrichtung 300 ähnlich denen in der ersten Ausführungsform sind.
15 zeigt eine Konfiguration des Pfadinformationssatzes 462, der in der Datenrückhalteeinheit 456 zurückbehalten ist, die von der Zustandsüberwachungseinrichtung 400 gemäß einer zweiten Ausführungsform verwendet wird. 15 ist eine Tabelle, die ein Beispiel für den Pfadinformationssatz 462 zeigt, der von der Zustandsüberwachungseinrichtung 400 gemäß der zweiten Ausführungsform zurückgehalten wird. In 15 wird im „Pfadinformationssatz“ eine Kennung einer drahtlosen Bodeneinrichtung registriert, die an eine drahtlose Bodeneinrichtung angrenzt, die durch eine Kennung einer drahtlosen Bodeneinrichtung in der gleichen Zeile angezeigt wird.
Die drahtlose Bodeneinrichtung 200 überträgt Informationen über eine von der Signalmesseinheit 252 gemessene Timing-Differenz an die Zustandsüberwachungseinrichtung 400 durch eine Messergebnismeldung. Beispielsweise setzt die drahtlose Bodeneinrichtung 200 d_200_210 als die Timing-Differenz, die in Bezug auf die drahtlose Bodeneinrichtung 210 gemessen wurde, d_200_220 als die Timing-Differenz, die in Bezug auf die drahtlose Bodeneinrichtung 220 gemessen wurde, und d_200_230 als die Timing-Differenz, die in Bezug auf die drahtlose Bodeneinrichtung 230 gemessen wurde, und überträgt die eingestellten Werte an die Zustandsüberwachungseinrichtung 400.
In der Bestimmungseinheit 452 der Zustandsüberwachungseinrichtung 400 bezieht sich die Verschlechterter-Zustand-Bestimmungseinheit 454 auf den Pfadinformationssatz 462 aus 15, wenn die Risikowerte aus den Änderungsbeträgen der Timing-Differenzen d_200_210 bis d_200_230 berechnet werden, die jeweils von den drahtlosen Bodeneinrichtungen 200 bis 230 empfangen werden. Aus dem Pfadinformationssatz 462 geht hervor, dass sich die drahtlose Bodeneinrichtung 210 auf dem Pfad der drahtlosen Bodeneinrichtung 200 befindet, und dass diese zwei drahtlosen Bodeneinrichtungen auf ein und demselben Pfad zueinander benachbart liegen und für den Handover der drahtlosen integrierten 300 verwendet werden. In dieser Situation steht eine Gewichtung w1 dafür, dass Pfadinformationen zwischen den drahtlosen Bodeneinrichtungen 200 und 210 verfügbar sind. Das heißt, die Verschlechterter-Zustand-Bestimmungseinheit 454 multipliziert d_200_210 mit w1. Andererseits kann festgestellt werden, dass kein Handover zwischen den drahtlosen Bodeneinrichtungen 200 und 220 und zwischen den drahtlosen Bodeneinrichtungen 200 und 230 durchgeführt wird. Daher verwendet die Verschlechterter-Zustand-Bestimmungseinheit 454 für diese kombinierten Fälle eine Gewichtung w2, welche dafür steht, dass Pfadinformationen nicht verfügbar sind. Das heißt, die Verschlechterter-Zustand-Bestimmungseinheit 454 multipliziert jeweils von d_200_220 und d_200_230 mit w2. In diesem Beispiel stehen die zwei zum Gewichten genutzten Gewichtungen in der Beziehung „w1>w2“. Die Verschlechterter-Zustand-Bestimmungseinheit 454 berechnet die Risikowerte nach einem ähnlichen Verfahren wie in der ersten Ausführungsform unter Verwendung der gewichteten Timing-Differenzen. Die Verschlechterter-Zustand-Bestimmungseinheit 454 zeichnet auch die gewichteten Timing-Differenzen in den eingestellten Historieninformationen 463 auf und nutzt die gewichteten Timing-Differenzen zur Berechnung des Risikowerts, wenn ein neues Messergebnis erworben wird.
Wie oben beschrieben, gewichtet die Zustandsüberwachungseinrichtung 400 gemäß der zweiten Ausführungsform bei der Berechnung der Risikowerte auf der Grundlage der Änderungsbeträge der von den drahtlosen Bodeneinrichtungen gemessenen Timing-Differenzen die zwischen den auf dem Bewegungspfad des Zuges befindlichen drahtlosen Bodeneinrichtungen gemessenen Messwerte (Timing-Differenzen), wodurch es möglich ist, eine drahtlose Bodeneinrichtung mit einem signifikanten Risiko für das Umschalten der drahtlosen Bodeneinrichtung, mit welcher die drahtlose integrierte Einrichtung 300 verbunden ist, oder die Übergabe derselben, bevorzugt zu extrahieren. Auf diese Weise ist es möglich, den Arbeitsaufwand für die Ausarbeitung von Plänen, die Sicherstellung von Ersatz und dergleichen für die Vor-Ort-Wartung und den Einrichtungstausch der drahtlosen Bodeneinrichtungen einzusparen und eine entsprechende Priorisierung vorzunehmen.
Dritte Ausführungsform.
In der ersten und zweiten Ausführungsform werden die Risikowerte auf der Grundlage der Ergebnisse von Messung, die zwischen den drahtlosen Bodeneinrichtungen gemessen wird, berechnet. Andererseits wird in der vorliegenden Ausführungsform ein Verfahren beschrieben, bei dem die Zustandsüberwachungseinrichtung 400 einen Risikowert auf der Grundlage einer Differenz zwischen einem von der drahtlosen integrierten Einrichtung 300 gemessenen Signalübertragungs-Timing der drahtlosen Bodeneinrichtung 200 und ein von der Funk-Übertragungs-/Empfangseinheit 351 innerhalb der drahtlosen integrierten Einrichtung 300 erzeugtes Timing berechnet. Es sei angemerkt, dass eine Konfiguration des drahtlosen Zug-Sicherungssystems ähnlich der der ersten Ausführungsform ist (siehe 1). Auch die funktionellen Konfigurationen und Hardwarekonfigurationen der drahtlosen Bodeneinrichtungen 200 bis 230, des drahtlosen integrierten Einrichtung 300 und der Zustandsüberwachungseinrichtung 400 sind gleich jenen der ersten Ausführungsform (siehe 2 bis 10).
In der vorliegenden Ausführungsform werden hauptsächlich die Teile beschrieben, die sich von der ersten und zweiten Ausführungsform unterscheiden, insbesondere die Operationen der drahtlosen integrierten Einrichtung 300 und der Zustandsüberwachungseinrichtung 400. Es ist zu beachten, dass die Operationen der drahtlosen Bodeneinrichtungen 200 bis 230 denen der ersten Ausführungsform ähnlich sind.
Der mit der drahtlosen integrierten Einrichtung 300 ausgestattete Zug 110 fährt auf der Trasse 100 in Richtung der drahtlosen Bodeneinrichtung 200. Um die Kommunikation mit der drahtlosen Bodeneinrichtung 200 aufrechtzuerhalten, überwacht die drahtlose integrierte Einrichtung 300 ein Signal der drahtlosen Bodeneinrichtung 200 und korrigiert die interne Zeit auf der Grundlage eines Signalübertragungs-Timings der drahtlosen Bodeneinrichtung 200, um sich mit der drahtlosen Bodeneinrichtung 200 zeitlich zu synchronisieren.
Im Kommunikationsabdeckungsbereich der drahtlosen Bodeneinrichtung 200 kann die Signalmesseinheit 352 der drahtlosen integrierten Einrichtung 300 ein Signal von der drahtlosen Bodeneinrichtung 200 empfangen und eine Timing-Differenz in Bezug auf die drahtlose integrierte Einrichtung 200 messen. Die Signalmesseinheit 352 der drahtlosen integrierten Einrichtung 300 überträgt eine Timing-Differenz d_300_200 in Bezug auf die drahtlose Bodeneinrichtung 200 als ein Ergebnis der Messung der drahtlosen integrierten Einrichtung 300 über drahtlose Bodeneinrichtung 200 an die Zustandsüberwachungseinrichtung 400. Die Übertragung an die Zustandsüberwachungseinrichtung 400 kann jedes Mal erfolgen, wenn die Messung durchgeführt wird, kann kollektiv erfolgen, nachdem die Timing-Differenzen über einen bestimmten Zeitraum akkumuliert wurden, oder kann erfolgen, wenn der Änderungsbetrag darin einen bestimmten Wert oder mehr erreicht.
Nach Passieren der drahtlosen Bodeneinrichtung 200 führt der mit der drahtlosen integrierten Einrichtung 300 ausgestattete Zug 110 eine Handover-Operation durch, um das Verbindungsziel auf die drahtlose Bodeneinrichtung 210 umzuschalten. Zum Zeitpunkt des Handover, wie in 16 dargestellt, korrigiert die drahtlose integrierte Einrichtung 300 einen von der Funk-Übertragungs-/Empfangseinheit 351 der drahtlosen integrierten Einrichtung 300 erzeugten Referenz-Timing auf ein Referenz-Timing der drahtlosen Bodeneinrichtung 210, an welche das Handover erfolgt. Das Referenz-Timing der drahtlosen Bodeneinrichtung 210 kann durch Überwachung eines von der drahtlosen Bodeneinrichtung 210 übertragenen Steuersignals ermittelt werden. Die Signalmesseinheit 352 überträgt einen Korrekturbetrag bei der Korrektur des Referenz-Timings zum Zeitpunkt des Handover als Timing-Differenz d_300_200-210 zwischen den drahtlosen Bodeneinrichtungen 200 und 210 über die drahtlose Bodeneinrichtung 210 an die Zustandsüberwachungseinrichtung 400. In ähnlicher Weise überträgt eine drahtlose integrierte Einrichtung, welche in einem anderen Zug installiert ist (nicht abgebildet), eine zum Zeitpunkt einer Handover-Operation erhaltene Timing-Differenz zwischen einer drahtlosen Bodeneinrichtung, von der das Handover ausgeht, und einer drahtlosen Bodeneinrichtung, an welche das Handover erfolgt, an die Zustandsüberwachungseinrichtung 400.
Die Verschlechterter-Zustand-Bestimmungseinheit 454 der Zustandsüberwachungseinrichtung 400 berechnet Risikowerte auf der Grundlage der Timing-Differenz d_300-200 zwischen der drahtlosen integrierten Einrichtung 300 und der drahtlosen Bodeneinrichtung 200 und der Timing-Differenz d_300_200-210 zwischen der drahtlosen Bodeneinrichtung 200 und der drahtlosen Bodeneinrichtung 210, wobei jede der Timing-Differenzen von der drahtlosen integrierten Einrichtung 300 erworben wird. Zu diesem Zeitpunkt sind die von der Verschlechterter-Zustand-Bestimmungseinheit 454 berechneten Risikowerte eine Risikowert für die Kombination aus der drahtlosen integrierten Einrichtung 300 und der drahtlosen Bodeneinrichtung 200 und ein Risikowert für die Kombination aus der drahtlose Bodeneinrichtung 200 und der drahtlosen Bodeneinrichtung 210. Zum Beispiel berechnet die Verschlechterter-Zustand-Bestimmungseinheit 454 den Änderungsbetrag pro Zeiteinheit der Timing-Differenz d_300-200 und eine Variation pro Zeiteinheit der Timing-Differenz d_300_200-210 und setzt jeden dieser beiden Änderungsbeträge als den Risikowert fest. In ähnlicher Weise berechnet die Verschlechterter-Zustand-Bestimmungseinheit 454 bei einer Kombination aus einer anderen drahtlosen integrierten Einrichtung (nicht abgebildet) und einer drahtlosen Bodeneinrichtung einen Risikowert auf der Grundlage einer erworbenen Timing-Differenz.
Die Verschlechterter-Zustand-Bestimmungseinheit 454 vergleicht die Risikowerte unter den Kombinationen der drahtlosen integrierten Einrichtungen und den drahtlosen Bodeneinrichtungen in dem System, und extrahiert eine Kombination mit einem hohen Risikowert als eine Kombination aus der drahtlosen integrierten Einrichtung und der drahtlosen Bodeneinrichtung, bei der eine hohe Wahrscheinlichkeit besteht, dass diese einen Kommunikationsausfall erfährt. Bei dem in der ersten Ausführungsform beschriebenen Verfahren des Vergleichs können die Maximalwerte der Risikowerte für die Kombinationen miteinander verglichen werden, oder es können die Durchschnittswerte der Risikowerte für die Kombinationen miteinander verglichen werden. Alternativ können die Risikowerte (z. B. Durchschnittswerte) für die Kombinationen mit einem vorgegebenen Schwellenwert verglichen werden, und eine Kombination, deren Risikowert größer als der Schwellenwert ist, kann als eine Kombination extrahiert werden, bei der ein Kommunikationsausfall sehr wahrscheinlich ist.
Darüber hinaus speichert die Verschlechterter-Zustand-Bestimmungseinheit 454 die von den drahtlosen integrierten Einrichtungen erworbenen Messergebnisse in dem Historieninformationssatz 463 und verwendet die Messergebnisse zur Berechnung des Risikowerts, wenn ein Messergebnis neu erworben wird.
Es sei angemerkt, dass jede drahtlose Bodeneinrichtung die in der ersten Ausführungsform beschriebene Operation ausführt und die Zustandsüberwachungseinrichtung 400 die in der ersten oder zweiten Ausführungsform beschriebene Operation zusätzlich zu der in der vorliegenden Ausführungsform beschriebenen Operation ausführt, um den Risikowert für jede drahtlose Bodeneinrichtung zu berechnen, obwohl dies nicht beschrieben wird.
Wie oben beschrieben, berechnet die Zustandsüberwachungseinrichtung 400 gemäß der dritten Ausführungsform die Risikowerte für die Kombinationen aus der drahtlosen integrierten Einrichtung und zwei der drahtlosen Bodeneinrichtungen, die vor und nach dem Handover Verbindungsziele sind, auf der Grundlage einer Timing-Differenz in Bezug auf den vor der Übergabe verbundenen Pfad der drahtlosen Bodeneinrichtung und einer Timing-Differenz zwischen den zwei drahtlosen Bodeneinrichtungen, die vor und nach dem Handover Verbindungsziele sind, wobei die Timing-Differenzen von der drahtlosen integrierten Einrichtung zum Zeitpunkt des Handover gemessen werden. Auf diese Weise ist es möglich, zusätzlich zum Erreichen eines vorteilhaften Effekts, der durch die erste und zweite Ausführungsform erzielt wird, Arbeitsaufwand für die Ausarbeitung von Plänen, die Sicherstellung von Ersatz und dergleichen für die Wartung der drahtlosen integrierten Einrichtung und den Austausch der drahtlosen integrierten Einrichtung einzusparen.
Die in den obigen Ausführungsformen beschriebenen Konfigurationen stellen lediglich Beispiele dar, die jeweils mit anderen allgemein bekannten Techniken kombiniert werden können, und die Ausführungsformen können miteinander kombiniert werden. Darüber hinaus können die Konfigurationen jeweils teilweise weggelassen und/oder modifiziert werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
Bezugszeichen liste
100, 101 Trasse; 110 Zug; 151 drahtgebundenes Netz; 200, 210, 220, 230 drahtlose Bodeneinrichtung; 201, 301 Übertragungs-/Empfangsantenne; 202, 302 Funkschnittstelle; 203, 303 Timing-Generierungsschaltung; 204, 304, 401 drahtgebundene Schnittstelle; 205, 305, 402 Arbeitsspeicher; 206, 306, 403 Prozessor; 207, 307, 404 Energieversorgungsschaltung; 208, 308, 405 Verarbeitungsschaltung; 251, 351 Funk-Übertragungs-/Empfangseinheit; 252, 352 Signalmesseinheit; 253, 353 Funksteuereinheit; 254, 354 drahtgebundene Übertragungs-/Empfangseinheit; 255, 355 drahtgebundene Steuereinheit; 256, 356 Zeitverwaltungseinheit; 300 drahtlose integrierten Einrichtung; 400 Zustandsüberwachungseinrichtung; 451 drahtgebundene Verbindungseinheit; 452 Bestimmungseinheit; 453 Betriebsanweisungseinheit; 454 Verschlechterter-Zustand-Bestimmungseinheit; 455 Ausgabeeinheit; 456 Datenrückhalteeinheit; 461 Verkehrsbetriebsinformationssatz; 462 Pfadinformationssatz; 463 Historieninformationssatz.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 6474564 [0006]

Claims

Zustandsüberwachungseinrichtung, die Zustände von drahtlosen Bodeneinrichtungen und einer drahtlosen integrierten Einrichtung, die ein drahtloses Zug-Sicherungssystem bilden, das ein Zeitmultiplexschema anwendet, überwacht, wobei die Zustandsüberwachungseinrichtung umfasst: eine drahtgebundene Verbindungseinheit, um ein Ergebnis einer Messung eines Fehlers zwischen einem Übertragungs-Timing eines Signals in der drahtlosen Bodeneinrichtung und einem Referenz-Timing von der drahtlosen Bodeneinrichtung zu erwerben; und eine Verschlechterter-Zustand-Bestimmungseinheit, um auf der Grundlage des Fehlers einen Zustand verschlechterter Leistung der drahtlosen Bodeneinrichtung zu bestimmen.
Zustandsüberwachungseinrichtung nach Anspruch 1, umfassend: eine Betriebsanweisungseinheit, um in einem Zeitraum, in welchem die drahtlose Bodeneinrichtung mit der drahtlosen integrierten Einrichtung nicht kommuniziert, eine Anweisung auszugeben, eine Zeitkorrekturfunktion zu deaktivieren, in der die drahtlose Bodeneinrichtung eine interne Zeit korrigiert, um das Übertragungs-Timing mit dem Referenz-Timing zu synchronisieren, wobei die Verschlechterter-Zustand-Bestimmungseinheit den Zustand verschlechterter Leistung auf der Grundlage des Fehlers bestimmt, der von der drahtlosen Bodeneinrichtung gemessen wird, die einen Status hat, in dem die Zeitkorrekturfunktion deaktiviert ist.
Zustandsüberwachungseinrichtung nach Anspruch 2, wobei die Betriebsanweisungseinheit einen Zyklus bestimmt, in dem die drahtlose Bodeneinrichtung den Fehler als nächstes misst, auf der Grundlage eines Ergebnisses der Bestimmung des Zustands verschlechterter Leistung, der von der Verschlechterter-Zustand-Bestimmungseinheit erhalten wird, und die drahtlose Bodeneinrichtung über den bestimmten Zyklus benachrichtigt.
Zustandsüberwachungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Verschlechterter-Zustand-Bestimmungseinheit auf der Grundlage des Fehlers eine drahtlose Bodeneinrichtung, bei welcher ein Kommunikationsausfall mit höherer Wahrscheinlichkeit auftritt, extrahiert.
Zustandsüberwachungseinrichtung nach Anspruch 4, wobei die Verschlechterter-Zustand-Bestimmungseinheit eine drahtlose Bodeneinrichtung, bei welcher ein Änderungsbetrag pro Zeiteinheit des Fehlers größer ist als ein vorbestimmter Schwellenwert, extrahiert.
Zustandsüberwachungseinrichtung nach Anspruch 4, wobei die Verschlechterter-Zustand-Bestimmungseinheit Änderungsbeträge pro Zeiteinheit des Fehlers zwischen den drahtlosen Bodeneinrichtungen vergleicht und eine drahtlose Bodeneinrichtung, deren Änderungsbetrag größer ist als der der anderen drahtlosen Bodeneinrichtungen, extrahiert.
Zustandsüberwachungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die das Referenz-Timing ein Timing ist, das auf einer absoluten Zeit basiert.
Zustandsüberwachungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei ein Bereich vorgesehen ist, in dem eine von der drahtlosen Bodeneinrichtungen, durch die der Fehler gemessen wird, ein Signal überwachen kann, und das Referenz-Timing ein Signalübertragungs-Timing der anderen drahtlosen Bodeneinrichtung ist, die sich in dem Bereich befindet.
Zustandsüberwachungseinrichtung nach Anspruch 8, wobei die Verschlechterter-Zustand-Bestimmungseinheit den Fehler auf der Grundlage einer Positionsbeziehung zwischen den drahtlosen Bodeneinrichtungen gewichtet und den Zustand verschlechterter Leistung unter Verwendung des gewichteten Fehlers bestimmt.
Zustandsüberwachungseinrichtung nach Anspruch 9, wobei die Verschlechterter-Zustand-Bestimmungseinheit Gewichtung durchführt, so dass eine Gewichtung eines Fehlers der internen Zeit zwischen zwei drahtlosen Bodeneinrichtungen, die auf einem Pfad, auf dem sich ein Zug bewegt, benachbart sind, erhöht wird.
Zustandsüberwachungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die drahtgebundene Verbindungseinheit von der drahtlosen integrierten Einrichtung ein Ergebnis der Messung eines Fehlers zwischen einem Übertragungs-Timing eines Signals in der drahtlosen integrierten Einrichtung und einem Übertragungs-Timing eines Signals in der drahtlosen Bodeneinrichtung, die mit der drahtlosen integrierten Einrichtung in Verbindung steht, und ein Ergebnis der Messung eines Fehlers erwirbt, wenn die drahtlose integrierte Einrichtung ein Handover durchführt, zwischen einem Übertragungs-Timing eines Signals in der drahtlosen Bodeneinrichtung, die ein Verbindungsziel der drahtlosen integrierten Einrichtung ist, bevor das Handover durchgeführt wird, und einem Übertragungs-Timing eines Signals in der drahtlosen Bodeneinrichtung, die ein Verbindungsziel der drahtlosen integrierten Einrichtung ist, nachdem das Handover durchgeführt wurde, und die Verschlechterter-Zustand-Bestimmungseinheit einen Zustand verschlechterter Leistung der drahtlosen integrierten Einrichtung auf der Grundlage des von der drahtlosen integrierten Einrichtung durch die drahtgebundene Verbindungseinheit erworbenen Fehlers bestimmt.
Zustandsüberwachungseinrichtung, die Zustände von drahtlosen Bodeneinrichtungen und einer drahtlosen integrierten Einrichtung, die ein drahtloses Zug-Sicherungssystem bilden, das ein Zeitmultiplexschema anwendet, überwacht, wobei die Zustandsüberwachungseinrichtung umfasst: eine Verschlechterter-Zustand-Bestimmungseinheit, um einen Zustand verschlechterter Leistung der drahtlosen Bodeneinrichtung auf der Grundlage eines Leistungswerts eines empfangenen Signals, das eine drahtlose Bodeneinrichtung von der anderen der drahtlosen Bodeneinrichtung erwirbt, zu bestimmen.
Drahtlose Bodeneinrichtung eines drahtlosen Zug-Sicherungssystems, aufweisend: drahtlose Bodeneinrichtungen und eine drahtlose integrierte Einrichtung, welche drahtlose Kommunikation mit einem Zeitmultiplexschema durchführen; und eine Zustandsüberwachungseinrichtung, um Zustände der drahtlosen Bodeneinrichtungen und der drahtlosen integrierten Einrichtung zu überwachen, wobei die drahtlose Bodeneinrichtung umfasst: eine Zeitverwaltungseinheit, um eine interne Zeit zu verwalten; eine Funk-Übertragungs-/Empfangseinheit, um ein Signal zu einem auf der internen Zeit basierenden Timing zu übertragen/zu empfangen; eine Signalmesseinheit, um einen Fehler zwischen einem Übertragungs-Timing eines Signals in der Funk-Übertragungs-/Empfangseinheit und einem Referenz-Timing zu messen; und eine drahtgebundene Übertragungs-/Empfangseinheit, um den Fehler an die Zustandsüberwachungseinrichtung zu übertragen.
Drahtlose Bodeneinrichtung nach Anspruch 13, wobei die Zeitverwaltungseinheit eine Zeitkorrekturfunktion des Korrigierens der internen Zeit aufweist, um das Übertragungs-Timing mit dem Referenz-Timing zu synchronisieren, und die Signalmesseinheit den Fehler misst, wenn sich die Zeitverwaltungseinheit in einem Zustand befindet, in dem die Zeitkorrekturfunktion gemäß einer Anweisung von der Zustandsüberwachungseinrichtung deaktiviert ist.
Drahtlose Bodeneinrichtung eines drahtlosen Zug-Sicherungssystems, aufweisend: drahtlose Bodeneinrichtungen und die drahtlose integrierte Einrichtung, welche drahtlose Kommunikation mit einem Zeitmultiplexschema durchführen; und eine Zustandsüberwachungseinrichtung, um Zustände der drahtlosen Bodeneinrichtungen und der drahtlosen integrierten Einrichtung zu überwachen, wobei die drahtlose integrierte Einrichtung umfasst: eine Zeitverwaltungseinheit, um eine interne Zeit zu verwalten; eine Funk-Übertragungs-/Empfangseinheit, um ein Signal zu einem auf der internen Zeit basierenden Timing zu übertragen/zu empfangen; eine Signalmesseinheit, um einen Fehler zwischen einem Übertragungs-Timing eines Signals in der Funk-Übertragungs-/Empfangseinheit und einem Übertragungs-Timing eines Signals in der drahtlosen Bodeneinrichtung, die sich in Verbindung befindet, zu messen, und, in dem Fall eines Handover, durch welchen ein Verbindungsziel durch die drahtlose Bodeneinrichtung, welche sich mit der anderen der drahtlosen Bodeneinrichtungen in Verbindung befindet, umgeschaltet wird, einen Fehler zwischen einem Übertragungs-Timing eines Signals in der drahtlosen Bodeneinrichtung, welche ein Verbindungsziel ist, bevor das Handover durchgeführt wird, und einem Übertragungs-Timing eines Signals in der drahtlosen Bodeneinrichtung, welche ein Verbindungsziel ist, nachdem das Handover durchgeführt wird, zu messen; und eine drahtgebundene Übertragungs-/Empfangseinheit, um den durch die Signalmesseinheit gemessenen Fehler an die Zustandsüberwachungseinrichtung zu übertragen.
Ausfallrisiko-Bestimmungsverfahren in einem drahtlosen Zug-Sicherungssystem, aufweisend: drahtlose Bodeneinrichtungen und eine drahtlose integrierte Einrichtung, welche drahtlose Kommunikation mit einem Zeitmultiplexschema durchführen; und eine Zustandsüberwachungseinrichtung, um Zustände der drahtlosen Bodeneinrichtungen und der drahtlosen integrierten Einrichtung zu überwachen, wobei das Ausfallrisiko-Bestimmungsverfahren umfasst: einen Schritt der drahtlosen Bodeneinrichtung eines Messens eines Fehlers zwischen einem Übertragungs-Timing eines Signals auf der Grundlage einer internen Zeit und einem Referenz-Timing; und einen Schritt der Zustandsüberwachungseinrichtung eines Bestimmens eines Zustands verschlechterter Leistung der drahtlosen Bodeneinrichtung oder der drahtlosen integrierten Einrichtung auf der Grundlage des Fehlers.
Steuerschaltung zum Steuern einer Zustandsüberwachungseinrichtung, um Zustände von drahtlosen Bodeneinrichtungen und einer drahtlosen integrierten Einrichtung, die ein drahtloses Zug-Sicherungssystem bilden, für das ein Zeitmultiplexschema angewendet wird, zu überwachen, wobei die Steuerschaltung die Zustandsüberwachungseinrichtung veranlasst, auszuführen: einen Schritt eines Erwerbens eines Ergebnisses einer Messung eines Fehlers zwischen einem Übertragungs-Timing eines Signals in der drahtlosen Bodeneinrichtung und einem Referenz-Timing von der drahtlosen Bodeneinrichtung; und einen Schritt eines Bestimmens eines Zustands verschlechterter Leistung der drahtlosen Bodeneinrichtung oder der internen drahtlosen Einrichtung auf der Grundlage des Fehlers.
Speichermedium, in dem ein Programm gespeichert ist, wobei das Programm ausgelegt ist, eine Zustandsüberwachungseinrichtung zu steuern, um Zustände von drahtlosen Bodeneinrichtungen und einer drahtlosen integrierten Einrichtung, die ein drahtloses Zug-Sicherungssystem bilden, für welches ein Zeitmultiplexschema eingesetzt wird, zu überwachen, wobei das Programm die Zustandsüberwachungseinrichtung veranlasst, auszuführen: einen Schritt eines Erwerbens eines Ergebnisses einer Messung eines Fehlers zwischen einem Übertragungs-Timing eines Signals in der drahtlosen Bodeneinrichtung und einem Referenz-Timing von der drahtlosen Bodeneinrichtung; und einen Schritt eines Bestimmens eines Zustands verschlechterter Leistung der drahtlosen Bodeneinrichtung oder der internen drahtlosen Einrichtung auf der Grundlage des Fehlers.