JP2007081766A - Method and device for ground-vehicle communication in railroad - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for ground/vehicle communication in a railroad capable of excellently transmitting data, by performing high-speed communication by using an overhead wire and rails of the railroad as a communication path. <P>SOLUTION: A plurality of power line carrier modems 4a, 4b connected to a router 3 are arranged on the ground in the premise of a station. The modem for performing communication is selected between the power line carrier modems 4a, 4b arranged on the ground based on SN ratio (the ratio of a signal to noise) information between the power line carrier modems 4a, 4b on the ground and a power line carrier modem 9 on a vehicle. Then communication is performed between the router 3 and the power line carrier modem 9 on the vehicle via the selected power line carrier modem. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、鉄道の架線およびレールを通信路として利用してデータを伝送する鉄道地上・列車間通信方法および装置に関する。   The present invention relates to a railway ground / train-to-train communication method and apparatus for transmitting data using railway overhead lines and rails as communication paths.

鉄道分野においては、運行情報や業務支援情報を車両に伝送するニーズがあり、無線を利用した通信方法が提案されている。しかし、運行情報などは高い秘匿性が要求されるため、傍受が容易な無線通信より有線通信が望まれている。   In the railway field, there is a need to transmit operation information and business support information to vehicles, and a communication method using wireless has been proposed. However, since high confidentiality is required for operation information and the like, wired communication is desired rather than wireless communication that is easy to intercept.

従来の技術として、〔特許文献1〕,〔特許文献2〕に記載のように、架線とレールを通信路とした有線通信方法がある。   As a conventional technique, as described in [Patent Document 1] and [Patent Document 2], there is a wired communication method using an overhead wire and a rail as a communication path.

〔特許文献1〕には、変電所には、高圧送電線からの電圧を降圧して送電線を通じて架線に電力を送るトランス、インターネット等に接続されるルータ、送電線とルータとの間に接続され両者間の通信信号のやりとりを中継する電力線搬送モデムを備え、電車には、変電所から架線を通じて送られてくる電力を受け取るパンタグラフと電車内ネットワークとの間に接続されて両者間の通信信号のやりとりを中継する電力線搬送モデムを備えた有線モバイル通信方法が記載されている。   In [Patent Document 1], a substation is connected to a transformer connected to the Internet, etc., a transformer that steps down the voltage from a high-voltage transmission line and sends power to the overhead line through the transmission line, and the router. The power line carrier modem relays the exchange of communication signals between the two, and the train is connected between the pantograph that receives the power sent from the substation through the overhead line and the network in the train, and the communication signal between the two A wired mobile communication method provided with a power line carrier modem that relays the exchange of data is described.

〔特許文献2〕には、車両と車両外施設・車両間通信装置を設置し、車両に設置された通信装置は、集電装置とレールを介して車両に電力供給する電力線に接続され、車両外施設に設置された通信装置は、き電線,トロリ線、或いはサードレールとレール間とに電力を供給する電力線に接続し、この通信装置間でき電線,トロリ線、或いはサードレールとレール間とを通信線として、各搬送波信号に送信データを割り付けて通信するものであり、車両外施設に設置する通信装置は、駅構内,駅ビル内、或いは車両検査場などの場所に設置し、少なくとも画像情報であって、車両に設置された乗客向けの表示装置又は乗務員向けの表示装置に表示する情報を送信したり、車両の点検又は保守に使用する保守情報を送信する車両外施設・車両間通信装置が記載されている。   In [Patent Document 2], a vehicle and a facility outside the vehicle / inter-vehicle communication device are installed, and the communication device installed in the vehicle is connected to a power line that supplies power to the vehicle via a current collector and a rail. The communication device installed in the outside facility is connected to a feeder, trolley wire, or a power line that supplies power between the third rail and the rail, and between the communication device, the wire, trolley wire, or between the third rail and the rail. Is used as a communication line, and the transmission data is assigned to each carrier signal for communication. The communication device installed in the facility outside the vehicle is installed in a station premises, a station building, or a vehicle inspection site, and at least an image. Information that is displayed on a display device for passengers or a crew member installed in a vehicle, or that transmits maintenance information used for vehicle inspection or maintenance. Device is described.

特開平11−317697号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-317697 特開2004−312410号公報JP 2004-312410 A

〔特許文献1〕に記載の通信方法は、変電所に地上の電力線搬送モデムを設置しているが、変電所間隔は都市部でも3km〜5km程度、郊外にあっては20km以上にもなる。減衰特性をシミュレーションした結果、通信信号の減衰は非常に激しく、高速通信することが困難であることが分かった。特に駅構内において停車中や低速で通過中に業務支援情報や運行情報を集中して受信する場合には、数Mbps 以上の伝送速度が要求される場合があり、変電所に電力線搬送モデムを設置する通信方法では数kbps 程度しか通信速度が得られないという問題がある。   In the communication method described in [Patent Document 1], a ground power line carrier modem is installed in a substation, but the distance between substations is about 3 to 5 km in an urban area and 20 km or more in a suburb. As a result of simulating the attenuation characteristics, it was found that the attenuation of the communication signal is very severe and it is difficult to perform high-speed communication. Especially when receiving business support information and operation information in a centralized manner while stopping at a station or traveling at low speed, a transmission speed of several Mbps or more may be required, and a power line carrier modem is installed at the substation. However, there is a problem that a communication speed of only about several kbps can be obtained.

又、〔特許文献1〕に記載の通信方法では、通信する電力線搬送モデムを切替える手順としてローミング機能を使用している。一般的なローミングの方法では、モデム送信信号の受信レベルを測定し、受信レベルのより高いモデムを選択して通信するが、鉄道の場合はインバータノイズが通信路に重畳するため、ノイズによって正確な通信信号の受信レベルが測定できないため正確にモデムの切り替えができないという問題がある。   In the communication method described in [Patent Document 1], the roaming function is used as a procedure for switching the power line carrier modem for communication. In the general roaming method, the reception level of the modem transmission signal is measured, and a modem with a higher reception level is selected and communicated. However, in the case of railways, inverter noise is superimposed on the communication path. There is a problem that the modem cannot be switched accurately because the reception level of the communication signal cannot be measured.

〔特許文献2〕に記載の車両外施設・車両間通信装置では、駅構内,駅ビル内、或いは車両検査場などの場所に車両外施設・車両間通信装置を設置し、S/Nの評価結果に基づいて搬送波周波数を変更して通信しているが、設置している車両外施設・車両間通信装置のSN比は移動している車両の位置によって変化するため、SN比が悪化して通信速度が低下しても通信速度を落として通信せざるを得ないという問題がある。   In the off-vehicle facility / inter-vehicle communication device described in [Patent Document 2], the off-vehicle facility / inter-vehicle communication device is installed in a place such as a station premises, a station building, or a vehicle inspection site, and the S / N evaluation is performed. Although the communication is performed by changing the carrier frequency based on the result, the SN ratio of the facility outside the vehicle and the inter-vehicle communication device that is installed changes depending on the position of the moving vehicle, so the SN ratio deteriorates. There is a problem that even if the communication speed is lowered, the communication speed must be reduced.

本発明の目的は、鉄道の架線およびレールを通信路として利用して高速な通信を可能とし、良好にデータを伝送する鉄道地上・列車間通信方法および装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a railway ground-to-train communication method and apparatus that enables high-speed communication by using railway overhead lines and rails as communication paths, and transmits data satisfactorily.

上記目的を達成するために、本発明の鉄道地上・列車間通信方法および装置は、駅構内の地上にルータに接続された複数の電力線搬送モデムを設置し、地上の電力線搬送モデムと車上の電力線搬送モデム間のSN比(信号対雑音比)情報を基に、地上に設置する複数の電力線搬送通信モデムの中から通信するモデムを選択し、選択された電力線搬送モデムを介してルータと車上の電力線搬送モデム間の通信を行うものである。   In order to achieve the above object, a railway ground-to-train communication method and apparatus according to the present invention includes a plurality of power line carrier modems connected to a router on the ground in a station premises, Based on the SN ratio (signal-to-noise ratio) information between the power line carrier modems, a modem to be communicated is selected from a plurality of power line carrier communication modems installed on the ground, and the router and the vehicle are selected via the selected power line carrier modems. It communicates between the upper power line carrier modems.

本発明によれば、架線とレールを通信路とした比較的減衰の大きな通信体系であっても、駅構内の比較的短い区間に複数のモデムを設置し、高いSN比のモデムを選択して通信を行うので、高速な通信が可能となる。又、インバータノイズが重畳しても、SN比の計算結果から最もSN比の高い電力線搬送モデムを選択するため、通信状態を良好に保つことができ、より安定して高速な通信が可能となる。   According to the present invention, even in a communication system with a relatively large attenuation using an overhead line and a rail as a communication path, a plurality of modems are installed in a relatively short section of a station premises, and a modem with a high SN ratio is selected. Since communication is performed, high-speed communication is possible. Even if inverter noise is superimposed, the power line carrier modem with the highest S / N ratio is selected from the calculation result of the S / N ratio, so that the communication state can be kept good and more stable and high-speed communication is possible. .

本発明の一実施形態を図1から図4により説明する。図1は、本実施形態の鉄道地上・列車間通信装置の構成図、図2は、通信時の処理を示す流れ図、図3は、列車が移動した場合のSN比との関係を説明する図、図4は、他の通信時の処理を示す流れ図である。   An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram of a railway ground / train-to-train communication device according to the present embodiment, FIG. 2 is a flowchart showing processing at the time of communication, and FIG. 3 is a diagram for explaining a relationship with an SN ratio when a train moves. FIG. 4 is a flowchart showing another communication process.

図1に示すように、地上側には、駅構内の複数箇所に電力線搬送モデム4a,4bが設置され、電力線搬送モデム4a,4bは、LANケーブル2を介してルータ3に接続されている。電力線搬送モデム4a,4bは、標準的な通信規格でルータ3と通信を行うようになっている。電力線搬送モデム4a,4bを設置する間隔は、数十メートルから100メートルが適切であるが、列車構成が変化した場合を考慮して、200メートル乃至400メートルとしても良い。又、駅構内の分岐点の位置を考慮して1km前後の間隔とする場合もある。   As shown in FIG. 1, on the ground side, power line carrying modems 4 a and 4 b are installed at a plurality of locations in the station premises, and the power line carrying modems 4 a and 4 b are connected to the router 3 via the LAN cable 2. The power line carrying modems 4a and 4b communicate with the router 3 according to a standard communication standard. The interval at which the power line carrying modems 4a and 4b are installed is suitably several tens of meters to 100 meters, but may be 200 to 400 meters in consideration of a change in the train configuration. In some cases, the distance is about 1 km in consideration of the position of the branch point in the station.

電力線搬送モデム4a,4bは、架線6と図示しない結合器を介して接続され、レール7とも接続されている。架線6には、直流の場合、800V又は1500V、交流の場合、15000V又は3000Vの高電圧が印加されており、結合器は高電圧に対応するため設けられるが、電力線搬送モデム4a,4bに結合器が設けられている場合は不要である。ルータ3はLANケーブル2を介して計算機1に接続され、LANケーブル2を介して外部のネットワーク10或いは鉄道会社の所有するネットワーク10と接続されている。計算機1としては、パーソナルコンピュータ(PC)を用いることができる。   The power line carrying modems 4a and 4b are connected to the overhead line 6 via a coupler (not shown), and are also connected to the rail 7. The overhead line 6 is applied with a high voltage of 800V or 1500V in the case of direct current and 15000V or 3000V in the case of alternating current, and a coupler is provided to cope with the high voltage, but is coupled to the power line carrying modems 4a and 4b. This is not necessary if a vessel is provided. The router 3 is connected to the computer 1 via the LAN cable 2 and connected to the external network 10 or the network 10 owned by the railway company via the LAN cable 2. As the computer 1, a personal computer (PC) can be used.

電車13には、車上に電力線搬送モデム9が設置され、電力線ケーブルにより図示しない結合器、パンタグラフ5を介して架線6と接続されている。但し、上述したように電力線搬送モデム9に結合器が設けられている場合は結合器は不要である。電力線搬送モデム9は、車上の端末11と接続され、標準的な通信規格で通信を行うようになっている。電力線搬送モデム9は、電力線ケーブルにより車輪12を介してレール7と接続され、電力線ケーブルには車輪12を駆動するための図示しないモータ,モータを駆動するためのインバータ8,車両内で使用する機器の電源として使用される変圧器などが接続されている。   In the train 13, a power line carrying modem 9 is installed on the vehicle, and is connected to the overhead line 6 through a coupler (not shown) and the pantograph 5 by a power line cable. However, when the power line carrying modem 9 is provided with a coupler as described above, the coupler is not necessary. The power line carrying modem 9 is connected to a terminal 11 on the vehicle and communicates with a standard communication standard. The power line carrying modem 9 is connected to the rail 7 through a wheel 12 by a power line cable. The power line cable has a motor (not shown) for driving the wheel 12, an inverter 8 for driving the motor, and a device used in the vehicle. A transformer used as a power source is connected.

図1に示す例では、電力線搬送モデム4a,4b,架線6,電力線搬送モデム9,レール間に通信路が形成されているが、架線6の代わりに第3軌条と呼ばれる電力を供給するためのレールを用いる場合は、通信線として第3軌条を用いて通信路を形成する。   In the example shown in FIG. 1, a communication path is formed between the power line carrying modems 4 a and 4 b, the overhead line 6, the power line carrying modem 9, and the rail, but for supplying power called a third rail instead of the overhead line 6. When using a rail, a communication path is formed using a 3rd rail as a communication line.

電力線搬送モデム4a,4b,9では、耐ノイズ性に優れた通信信号が使用され、例えばOFDM(Othogonal Frequency Division Multiplexing )や直接スペクトル拡散方式が用いられる。OFDMは、通信帯域の複数の搬送波にデータを割り付けて通信する方式であり、インバータノイズのようにノイズスペクトルに周波数特性がある場合には、ノイズレベルが高い帯域の搬送波に割り付けるデータ量を少なくすることで耐ノイズ性を向上し、ノイズレベルが低い帯域の搬送波は割付データ数を多くすることで高速性が向上するため、耐ノイズ性に優れ、かつ高速伝送が可能な通信方式である。   In the power line carrier modems 4a, 4b, and 9, communication signals having excellent noise resistance are used, and, for example, OFDM (Othogonal Frequency Division Multiplexing) or a direct spread spectrum system is used. OFDM is a method of allocating data to a plurality of carriers in a communication band and performing communication. When the noise spectrum has frequency characteristics such as inverter noise, the amount of data allocated to a carrier having a high noise level is reduced. This is a communication system that is excellent in noise resistance and capable of high-speed transmission because the high-speed performance is improved by increasing the number of allocated data for a carrier wave in a band with a low noise level.

このように構成された鉄道地上・列車間通信装置の動作について説明する。計算機1あるいはネットワーク10を経由して送信されたデータは、ルータ3で受信される。ルータ3では、受信したデータの伝送宛先を確認し、伝送宛先が車上の端末11である場合は、ルータ3は地上の電力線搬送モデム4a,4bのいずれかを選択してデータを送信する。   The operation of the railway ground / train-to-train communication device configured as described above will be described. Data transmitted via the computer 1 or the network 10 is received by the router 3. The router 3 confirms the transmission destination of the received data, and when the transmission destination is the terminal 11 on the vehicle, the router 3 selects one of the power line carrier modems 4a and 4b on the ground and transmits the data.

ルータ3が車上の電力線搬送モデム9と通信する時に、どちらの電力線搬送モデム4a,4bを介して通信するかは、図2に示す流れ図により決定される。ここで、図2中で括弧内に示すものが当該処理を行う装置であり、電力線搬送モデム4aがモデム1に、電力線搬送モデム4bがモデム2に、電力線搬送モデム9がモデム3にそれぞれ対応している。   When the router 3 communicates with the power line carrier modem 9 on the vehicle, which of the power line carrier modems 4a and 4b communicates is determined by the flowchart shown in FIG. Here, what is shown in parentheses in FIG. 2 is a device for performing the processing. The power line carrier modem 4a corresponds to the modem 1, the power line carrier modem 4b corresponds to the modem 2, and the power line carrier modem 9 corresponds to the modem 3. ing.

モデム間のSN比を取得する命令を含むデータは、ルータ3から各モデムに送信される。電車13が地上の電力線搬送モデム4a,4bの通信可能エリアに入ると、ステップ
51で、モデム1がトレーニング信号をモデム3に送信する。
Data including a command for obtaining an S / N ratio between modems is transmitted from the router 3 to each modem. When the train 13 enters the communicable area of the ground power line carrying modems 4 a and 4 b, the modem 1 transmits a training signal to the modem 3 in step 51.

ここで、トレーニング信号は、通常のデータと区別して伝送フォーマットが構成され、モデム間のSN比を評価するための予め決められたトレーニング用のデータであり、送信側の電力線搬送モデムと受信側の電力線搬送モデムが通信信号の内容を共有している既知の通信信号である。   Here, the training signal has a transmission format that is distinguished from normal data, and is training data determined in advance for evaluating the S / N ratio between the modems. This is a known communication signal in which the power line carrying modem shares the content of the communication signal.

ステップ52で、モデム3がトレーニング信号を受信してSN比を計算する。SN比の計算は、受信するトレーニング信号が既知であるため、復調された信号点の位置と期待値との差異がノイズ成分であることから計算することができる。ステップ53で、ステップ52で得られたSN比の情報をモデム1に送信し、ステップ54で、SN比の情報これを受信したモデム1は、ステップ55で、ルータ3にモデム1とモデム3間のSN比の情報として通知する。   In step 52, the modem 3 receives the training signal and calculates the S / N ratio. Since the received training signal is known, the SN ratio can be calculated because the difference between the demodulated signal point position and the expected value is a noise component. In step 53, the S / N ratio information obtained in step 52 is transmitted to the modem 1, and in step 54, the modem 1 which has received the S / N ratio information is sent to the router 3 between the modem 1 and the modem 3 in step 55. Is reported as information on the S / N ratio.

ステップ56〜ステップ60では、ステップ51〜ステップ55と同様にして得られたモデム2とモデム3間のSN比の情報をルータ3に通知する。ステップ61で、ルータ3は、ステップ55とステップ60で受信した2つのSN比の情報を基にして、SN比が最も高い組み合わせを選択し、ルーティングテーブルを作成する。このとき、過去に得られた複数回のSN比の情報を参照し、その平均値が最も高いものを選択してもよく、偏差が小さい、即ちSN比が最も安定しているものを選択してもよい。例えば、ステップ51〜ステップ60を実行した結果、SN比が最も高いモデムとしてモデム1が選択された場合、車上の端末11宛てのデータはモデム1を経由するようにルーティングテーブルが作成される。ルーティングテーブルが作成されると、ステップ62で、計算機1又は鉄道会社が所有するネットワーク10と車上の端末11間でデータを送受信が行われる。   In step 56 to step 60, information on the SN ratio between the modem 2 and the modem 3 obtained in the same manner as in step 51 to step 55 is notified to the router 3. In step 61, the router 3 selects a combination having the highest S / N ratio based on the information on the two S / N ratios received in steps S55 and S60, and creates a routing table. At this time, referring to the information of the SN ratio obtained a plurality of times in the past, the one having the highest average value may be selected, and the one having the smallest deviation, that is, the one having the most stable SN ratio is selected. May be. For example, when the modem 1 is selected as the modem having the highest S / N ratio as a result of executing Steps 51 to 60, a routing table is created so that data addressed to the terminal 11 on the vehicle passes through the modem 1. When the routing table is created, in step 62, data is transmitted and received between the computer 10 or the network 10 owned by the railway company and the terminal 11 on the vehicle.

ルータ3は、一般的なルータが有しているルーティングテーブル管理機能の他に、電力線搬送モデム4a,4bから送られるSN比の情報からルーティングテーブルを作成、又は更新する機能を追加するために、予めファームウェアかソフトウェアがインストールされている。   In order to add a function of creating or updating a routing table from information on the S / N ratio sent from the power line carrier modems 4a and 4b, in addition to the routing table management function of a general router, the router 3 Firmware or software is installed in advance.

ステップ63では、設定された時間が経過したか否か、あるいは通信エラー数が設定された値を超えたか否かが判断され、時間経過を計測して設定された時間が経過したと判断された場合、あるいは通信エラー数をカウントして通信エラー数が設定された値を超えたと判断された場合は、ステップ51に戻り、再度ステップ51〜ステップ62が実行される。設定する時間は、短い場合で1秒、長い場合で60秒であり、1秒〜60秒の間の値を設定してもよい。   In step 63, it is determined whether or not the set time has elapsed, or whether or not the number of communication errors exceeds the set value, and it is determined that the set time has elapsed by measuring the elapsed time. In this case, or when it is determined that the number of communication errors exceeds the set value by counting the number of communication errors, the process returns to step 51 and steps 51 to 62 are executed again. The time to be set is 1 second if it is short, and 60 seconds if it is long, and a value between 1 second and 60 seconds may be set.

ここで、ステップ63を設けることにより、後述するように、電車13が移動する、あるいはインバータの稼動状況によって、電力線搬送モデム間のSN比が変化するが、このSN比の変化に対応することができる。   Here, by providing step 63, as will be described later, the SN ratio between the power line carrying modems changes depending on the movement of the train 13 or the operating condition of the inverter, but this can correspond to the change in the SN ratio. it can.

地上の電力線搬送モデム4a,4bのいずれかが受信したデータは、電力線搬送モデム4a,4b,9間で通信可能な通信信号に変換されて架線6とレール7に送信される。送信された通信信号は、架線6とレール7を通じてパンタグラフ5と車輪12を介して車上の電力線搬送モデム9に到達する。車上の電力線搬送モデム9では、受信した信号を標準的な通信規格、例えばUSB(R)やEther(R) に変換して車上の端末11に送信する。このとき、作成されたルーティングテーブルの内容も送信され、車上の端末11に通信すべき地上の電力線搬送モデムの情報が通知される。   Data received by any of the ground power line carrier modems 4a, 4b is converted into a communication signal that can be communicated between the power line carrier modems 4a, 4b, 9 and transmitted to the overhead line 6 and the rail 7. The transmitted communication signal reaches the power line carrying modem 9 on the vehicle through the overhead line 6 and the rail 7 through the pantograph 5 and the wheel 12. The power line carrying modem 9 on the vehicle converts the received signal into a standard communication standard such as USB (R) or Ether (R) and transmits it to the terminal 11 on the vehicle. At this time, the contents of the created routing table are also transmitted, and information on the power line carrier modem on the ground to be communicated is notified to the terminal 11 on the vehicle.

一方、車上の端末11から計算機1、あるいはネットワーク10にデータを送信する場合は、車上の端末11はルーティングテーブルの内容を参照してデータを送信する電力線搬送モデムを決定し、該当する電力線搬送モデムにデータを送信することにより、計算機1、あるいはネットワーク10にデータを送信することができる。   On the other hand, when data is transmitted from the terminal 11 on the vehicle to the computer 1 or the network 10, the terminal 11 on the vehicle refers to the contents of the routing table to determine the power line carrier modem that transmits the data, and the corresponding power line. Data can be transmitted to the computer 1 or the network 10 by transmitting data to the carrier modem.

図1では、電車13がモデム1との接続点に近づいている状態であり、モデム1とモデム3間のSN比は徐々に高くなる傾向にあり、この地上に設置した電力線搬送モデム4a,4bと車上の電力線搬送モデム9の位置関係から、ステップ51〜ステップ61で、モデム1とモデム3とで通信するよう選択された場合でも、電車13が図1に示す矢印方向に移動して図3に示す位置に変化する。この過程において、モデム3とモデム1のSN比はモデム1の架線6との接続点で最も高いSN比となり、接続点を通過すると次第にSN比は低下する。   In FIG. 1, the train 13 is approaching the connection point with the modem 1, and the S / N ratio between the modem 1 and the modem 3 tends to gradually increase. The power line carrying modems 4a and 4b installed on the ground. Even if the modem 1 and the modem 3 are selected to communicate with each other in steps 51 to 61 based on the positional relationship between the power line carrying modem 9 on the vehicle and the vehicle, the train 13 moves in the direction of the arrow shown in FIG. The position changes to the position shown in FIG. In this process, the SN ratio of the modem 3 and the modem 1 becomes the highest SN ratio at the connection point between the modem 1 and the overhead line 6, and the SN ratio gradually decreases after passing through the connection point.

一方、モデム3とモデム2のSN比は、モデム2の架線6との接続点に近づくに従って徐々に高くなる。本実施例ではステップ63で、設定された時間ごとにSN比の情報を取得しているので、モデム1とモデム3間のSN比よりモデム2とモデム3間のSN比が高くなる地点、又はタイミングを検知することができる。このため、車上の端末11との通信に適切な組み合わせを、モデム1とモデム3間の通信からモデム2とモデム3間の通信へ自動的に切替えることができる。   On the other hand, the SN ratio of the modem 3 and the modem 2 gradually increases as the connection point between the modem 2 and the overhead line 6 is approached. In this embodiment, since the SN ratio information is acquired at the set time in step 63, the SN ratio between the modem 2 and the modem 3 becomes higher than the SN ratio between the modem 1 and the modem 3, or Timing can be detected. For this reason, the combination suitable for the communication with the terminal 11 on the vehicle can be automatically switched from the communication between the modem 1 and the modem 3 to the communication between the modem 2 and the modem 3.

自動的にモデム2とモデム3間の通信に切り替わると、モデム1とモデム3間の通信が完了していなく、必要なデータの伝送が完了していない場合がある。このようなデータの欠落に対する対策として、上位層でデータの続きから伝送できるように通信パケットに連続番号を付している。通信パケットの連続番号を管理して番号が伝送の完了を示す値となっていないことを検知して、データの欠落を検出する。データの欠落が検出されると、再送処理によってデータを補完する。   If the communication is automatically switched between the modem 2 and the modem 3, the communication between the modem 1 and the modem 3 may not be completed, and transmission of necessary data may not be completed. As a countermeasure against such data loss, serial numbers are assigned to communication packets so that transmission can be continued from the upper layer. The serial number of the communication packet is managed to detect that the number is not a value indicating completion of transmission, and data loss is detected. When data loss is detected, the data is complemented by retransmission processing.

このような処理をすることによって、ノイズ環境下でもSN比を基にして通信するモデムを選択するので、高いSN比の通信モデムを用いて通信が可能となり、高速に通信できる。又、駅構内に複数の地上の電力線搬送モデムを設置することで、信号減衰やインバータノイズによるSN比の低下が生じても高いSN比のモデムに切替えて通信ができるため、駅構内で集中的に伝送が必要となる運行情報や業務支援情報を高速伝送することが可能である。   By performing such processing, a modem that performs communication based on the SN ratio is selected even in a noisy environment. Therefore, communication can be performed using a communication modem having a high SN ratio, and high-speed communication can be performed. In addition, by installing multiple ground power line carrier modems in the station, even if the signal-to-noise ratio is reduced due to signal attenuation or inverter noise, it is possible to switch to a modem with a high signal-to-noise ratio and communicate. It is possible to transmit operation information and business support information that need to be transmitted at high speed.

図4は、通信時の処理の他の例を示す流れ図である。図2に示す例では、地上に設置する電力線搬送モデムが能動的にSN比の情報を取得する場合を示したが、図4に示す例では、車上の電力線搬送モデム9が能動的にSN比の情報を取得する場合を示している。   FIG. 4 is a flowchart illustrating another example of processing during communication. In the example shown in FIG. 2, the case where the power line carrier modem installed on the ground actively acquires the S / N ratio information is shown. However, in the example shown in FIG. The case of acquiring ratio information is shown.

ステップ71で、モデム3はモデム1に対してSN比を計算するためのトレーニング信号の送信要求を送信する。トレーニング信号の送信要求を受信したモデム1では、ステップ72でトレーニング信号をモデム3に送信し、ステップ73で、モデム3はトレーニング信号を受信してSN比を計算し、算出したSN比をモデム3に備えるメモリに記録する。   In step 71, the modem 3 transmits a training signal transmission request for calculating the S / N ratio to the modem 1. The modem 1 that has received the training signal transmission request transmits the training signal to the modem 3 in step 72. In step 73, the modem 3 receives the training signal and calculates the SN ratio. It records in the memory in preparation.

ステップ74〜ステップ76で、同様にしてモデ2に対してのSN比を算出してメモリに記録する。ステップ77で、ステップ73で得られたモデム1に対するSN比と、及びステップ76で得られたモデム2に対するSN比から、モデム1とモデム2のどちらと通信するかを判定し、モデム3はモデム1もしくはモデム2を通じてルータ3のルーティングテーブル作成コマンドもしくは更新コマンドを送信する。   In steps 74 to 76, the SN ratio for the model 2 is calculated in the same manner and recorded in the memory. In step 77, it is determined from the signal-to-noise ratio for modem 1 obtained in step 73 and the signal-to-noise ratio for modem 2 obtained in step 76. A routing table creation command or update command of the router 3 is transmitted through 1 or the modem 2.

ルーティングテーブル作成コマンドもしくは更新コマンドを受信したルータ3は、ステップ78でルーティングテーブルを作成又は更新する。   The router 3 that has received the routing table creation command or update command creates or updates the routing table in step 78.

ステップ78以降は、図2と同様である。このように処理することで、図2に示す場合に比べて処理ステップ数が少なくてすむため、ルーティングテーブルの更新を短時間で終了することができる。このため、短縮された時間はデータ伝送の時間に割当てて、通信データ量を増大することができる。   Step 78 and subsequent steps are the same as those in FIG. By processing in this way, the number of processing steps can be reduced as compared with the case shown in FIG. 2, so that the updating of the routing table can be completed in a short time. For this reason, the shortened time can be allocated to the data transmission time to increase the amount of communication data.

なお、以上では、地上に設置する電力線搬送モデムは4a,4bの2台で説明したが、3台以上設置してもよく、モデムの設置場所は駅構内に限ったものではなく、例えば操車場や電留線,貨物ターミナルといった場所に設置することも可能である。   In the above description, power line carrier modems 4a and 4b are installed on the ground, but three or more power modems may be installed, and the installation location of the modems is not limited to the station premises. It can also be installed in places such as cable terminals, cargo lines, and cargo terminals.

架線とレールを通信路とする地上と列車間の通信において、駅構内に電力線搬送モデムを複数設置することで高ノイズ環境下でも高速通信が可能であり、高いSN比のモデムを選択して通信するので、高速なデータ通信が可能となる。また、停車中に他の列車が駅構内に進入してきた場合や、インバータなどの装置が停止あるいは稼働した場合でも、ルーティングテーブルを更新することでデータが欠落することなく通信が可能となる。   In the communication between the ground and the train using the overhead line and the rail as the communication path, high-speed communication is possible even in a high noise environment by installing multiple power line carrier modems in the station premises, and communication is performed by selecting a modem with a high S / N ratio. Therefore, high-speed data communication becomes possible. In addition, even when another train enters the station while the vehicle is stopped, or when a device such as an inverter stops or operates, communication is possible without missing data by updating the routing table.

本発明の一実施形態である鉄道地上・列車間通信装置の構成図である。1 is a configuration diagram of a railway ground / train-to-train communication device according to an embodiment of the present invention. FIG. 通信時の処理を示す流れ図である。It is a flowchart which shows the process at the time of communication. 列車が移動した場合のSN比との関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship with SN ratio when a train moves. 通信時の処理を示す流れ図である。It is a flowchart which shows the process at the time of communication.

符号の説明Explanation of symbols

1…計算機、2…LANケーブル、3…ルータ、4,9…電力線搬送モデム、5…パンタグラフ、6…架線、7…レール、8…インバータ、10…ネットワーク、11…車上の端末、12…車輪、13…電車。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Computer, 2 ... LAN cable, 3 ... Router, 4,9 ... Power line carrying modem, 5 ... Pantograph, 6 ... Overhead wire, 7 ... Rail, 8 ... Inverter, 10 ... Network, 11 ... Terminal on vehicle, 12 ... Wheel, 13 ... Train.

Claims (6)

駅構内に設置されルータに設置された複数の第1の電力線搬送モデムと、該第1の電力線搬送モデムと架線及びレールを介して接続され車上に設置された第2の電力線搬送モデムとを備え、前記複数の第1の電力線搬送モデムそれぞれと前記第2の電力線搬送モデム間でトレーニング信号を送受信することにより第1の電力線搬送モデムと前記第2の電力線搬送モデム間のそれぞれSN比の情報を算出し、算出されたSN比情報から高いSN比の第1電力線搬送モデムを選択して、該選択された電力線搬送モデムを介して前記ルータと前記第2の電力線搬送モデム間の通信を行う鉄道地上・列車間通信装置。   A plurality of first power line carrier modems installed in a station and installed in a router; and a second power line carrier modem connected to the first power line carrier modem via an overhead line and a rail and installed on a vehicle. Each of the plurality of first power line carrier modems and each of the second power line carrier modems to transmit and receive training signals, thereby providing information on the SN ratio between the first power line carrier modem and the second power line carrier modem. The first power line carrier modem having a high S / N ratio is selected from the calculated S / N ratio information, and communication between the router and the second power line carrier modem is performed via the selected power line carrier modem. Railway ground and inter-train communication equipment. 地上に設置された複数の第1の電力線搬送モデムと、該複数の第1の電力線搬送モデムに接続されたルータと、該ルータに接続された計算機又はネットワークと、車上に設置された第2の電力線搬送モデムと、該第2の電力線搬送モデムに接続された端末と、前記第1の電力線搬送モデム及び前記第2の電力線搬送モデムに接続される架線とレールとを備え、前記複数の第1の電力線搬送モデムそれぞれと前記第2の電力線搬送モデム間でトレーニング信号を送受信することにより第1の電力線搬送モデムと前記第2の電力線搬送モデム間のそれぞれSN比の情報を算出し、算出されたSN比情報から高いSN比の第1電力線搬送モデムを選択して、該選択された電力線搬送モデムを介して前記計算機又はネットワークと前記端末との通信を行う鉄道地上・列車間通信装置。   A plurality of first power line carrier modems installed on the ground, a router connected to the plurality of first power line carrier modems, a computer or network connected to the router, and a second one installed on the vehicle A power line carrying modem, a terminal connected to the second power line carrying modem, an overhead line and rails connected to the first power line carrying modem and the second power line carrying modem, Information on the S / N ratio between the first power line carrier modem and the second power line carrier modem is calculated by transmitting and receiving a training signal between each of the one power line carrier modem and the second power line carrier modem. The first power line carrier modem having a high S / N ratio is selected from the S / N ratio information, and communication between the computer or network and the terminal is performed via the selected power line carrier modem. Cormorant railway ground-train between the communication devices. 前記第1及び第2の電力線搬送モデムはOFDM通信方式又は直接スペクトル拡散通信方式で通信する請求項1又は2に記載の鉄道地上・列車間通信装置。   The rail-ground / train-to-train communication apparatus according to claim 1 or 2, wherein the first and second power line carrier modems communicate by an OFDM communication system or a direct spread spectrum communication system. 前記トレーニングデータの送受信は、設定された時間間隔又は通信エラーが設定回数を超えたとき実行される請求項1又は2に記載の鉄道地上・列車間通信装置。   The train ground-to-train communication apparatus according to claim 1 or 2, wherein the transmission and reception of the training data is executed when a set time interval or a communication error exceeds a set number of times. 前記ルータは前記第1の電力線搬送モデム及び第2の電力線搬送モデム間のSN比を取得する命令を前記第1の電力線搬送モデム又は前記第2の電力線搬送モデムに出すものであって、前記算出されたSN比に基づいてルーティングテーブルを作成あるいは更新する請求項1又は2に記載の鉄道地上・列車間通信装置。   The router is configured to issue an instruction for obtaining an S / N ratio between the first power line carrier modem and the second power line carrier modem to the first power line carrier modem or the second power line carrier modem, and the calculation The railway ground / train-to-train communication device according to claim 1, wherein the routing table is created or updated based on the SN ratio. 架線とレールを通信路として通信する通信方法であって、駅構内に設置されルータに設置された複数の第1の電力線搬送モデムのそれぞれと架線及びレールを介して接続され車上に設置された第2の電力線搬送モデムとでトレーニング信号を送受信することにより前記第1の電力線搬送モデムと前記第2の電力線搬送モデム間のそれぞれSN比の情報を算出し、算出されたSN比情報から高いSN比の第1電力線搬送モデムを選択して、該選択された電力線搬送モデムを介して前記ルータと前記第2の電力線搬送モデム間の通信を行う鉄道地上・列車間通信方法。
A communication method for communicating with an overhead line and a rail as a communication path, which is installed in a station and connected to each of a plurality of first power line carrier modems installed in a router via an overhead line and a rail. Information on the SN ratio between the first power line carrier modem and the second power line carrier modem is calculated by transmitting and receiving a training signal to and from the second power line carrier modem, and a high SN ratio is obtained from the calculated SN ratio information. A rail-ground / train-to-train communication method of selecting a first power line carrier modem of a ratio and performing communication between the router and the second power line carrier modem via the selected power line carrier modem.
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