JP2008131065A - Transmission system for railroad vehicle, and railroad vehicle using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、鉄道車両用伝送システムおよびそれを用いた鉄道車両に関する。 The present invention relates to a railway vehicle transmission system and a railway vehicle using the same.
従来の鉄道車両用伝送装置および前記伝送装置に接続される電気品には、アドレス設定用のスイッチが設けられ、このスイッチの設定によって、伝送装置および電気品のアドレスが手動で設定されていた。 The conventional railway vehicle transmission device and the electrical product connected to the transmission device are provided with an address setting switch, and the address of the transmission device and the electrical product is manually set by setting the switch.
このように構成された鉄道車両用伝送装置では、鉄道車両内にネットワークを構築する場合でも、各伝送装置と電気品に設けられた伝送局のアドレスがユニーク(重ならない唯一のと定義する)となるので、どの伝送装置からの情報であるかを区別することができた。
しかしながら、現在広く使用されているIPV4(Internet Protocol Version 4)(16進4桁)を採用し、従来の鉄道車両用伝送装置で鉄道車両内のネットワークを構成する場合には、伝送装置および電気品の中にアドレス設定用の数多くのスイッチを設ける必要があり、また多くのスイッチを収納するためにスイッチを小さくせざるを得ない。そのため、伝送装置のアドレスの登録作業は、作業員による設定ミスを誘発させやすく、作業自体も困難で、容易な鉄道車両内のネットワークの構築が課題となっている。 However, when adopting IPV4 (Internet Protocol Version 4) (hexadecimal 4 digits), which is widely used at present, and configuring a network in a railway vehicle with a conventional railway vehicle transmission apparatus, the transmission apparatus and the electrical product It is necessary to provide a large number of switches for address setting in the interior, and the switches must be made small in order to accommodate many switches. Therefore, the registration work of the address of the transmission apparatus is easy to induce a setting error by the worker, the work itself is difficult, and the construction of an easy network in the railway vehicle is a problem.
また、複数の列車の併合や分割が発生する場合には、従来は管理する必要がなかった編成番号情報まで伝送装置毎に登録する必要があり、作業の増加を招くことが課題となっている。 In addition, when a plurality of trains are merged or divided, it is necessary to register for each transmission device up to the knitting number information that has not been required to be managed in the past, which causes an increase in work. .
そこで本発明は、冗長性が高く、メンテナンス性に優れたネットワークを構築することができる鉄道車両用伝送システムおよびそれを用いた鉄道車両を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a railway vehicle transmission system capable of constructing a network with high redundancy and excellent maintainability, and a railway vehicle using the same.
上記目的を達成するために、本発明は、複数の伝送ポートを有し、いずれかのポートから受信したデータを所定の指示に基づき必要な伝送ポートに送信する伝送装置と、伝送装置間を接続する伝送路を有し、鉄道車両内のデータ授受をネットワークで行う鉄道車両用伝送システムにおいて、
伝送装置は、伝送ポートを制御する伝送中継器制御装置と、伝送ポートとのデータの送受信を行う伝送局と、伝送中継器制御装置または伝送ポートが故障した場合でも伝送路を維持するためのバイパス装置とを備え、各伝送装置の伝送中継器制御装置は、前記バイパス装置が動作した場合でも、号車情報と列車の併結状態を示す併結指令に基づき伝送装置内の伝送局アドレスを設定することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention connects a transmission apparatus having a plurality of transmission ports and transmitting data received from any of the ports to a necessary transmission port based on a predetermined instruction. In a railway vehicle transmission system that has a transmission path to perform data transmission / reception within the railway vehicle via a network,
The transmission device includes a transmission repeater control device that controls the transmission port, a transmission station that transmits and receives data to and from the transmission port, and a bypass for maintaining the transmission path even when the transmission repeater control device or the transmission port fails. The transmission repeater control device of each transmission device sets the transmission station address in the transmission device based on the combined information indicating the combined information of the car number and the train even when the bypass device is operated. Features.
また、本発明は、鉄道車両に、上記のような鉄道車両用伝送システムを用いたことを特徴とする。 In addition, the present invention is characterized in that the above-described transmission system for a railway vehicle is used for the railway vehicle.
本発明によって、冗長性が高く、メンテナンス性に優れたネットワークを構築することができる鉄道車両用伝送システムおよびそれを用いた鉄道車両を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a railway vehicle transmission system capable of constructing a network having high redundancy and excellent maintainability, and a railway vehicle using the same.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の図において、同符号は同一部分または対応部分を示す。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following drawings, the same symbols indicate the same or corresponding parts.
図1は、本発明の一実施形態に係る鉄道車両用伝送システム(およびそれを用いた鉄道車両)の構成を示す図である。図2は、本実施形態の鉄道車両用伝送システムの伝送装置の構成を示す図である。 FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a railway vehicle transmission system (and a railway vehicle using the same) according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the transmission device of the railway vehicle transmission system according to the present embodiment.
図1に示すように、本実施形態において、伝送装置1a〜1c/1a’〜1c’/1a”〜1c”は、鉄道車両に搭載され、伝送路3a〜3d/3a’〜3d ’/3a”〜3d”にてポイント・ツー・ポイント接続されデータの送受信を行っている。また、他の列車との併結のための電気連結器2a/2b、2a’/2b’、2a”/2b”が両端の伝送装置に接続されている。
As shown in FIG. 1, in this embodiment,
伝送装置1(1a〜1c/1a’〜1c’/1a”〜1c”)によって送受信されるデータは、図21に記載されているように、MACアドレス、IPヘッダ、TCPヘッダ又はUDPヘッダ、データ情報、CRCチェックデータ(FCS)から構成されている。 Data transmitted and received by the transmission apparatus 1 (1a to 1c / 1a ′ to 1c ′ / 1a ″ to 1c ″) includes a MAC address, an IP header, a TCP header or a UDP header, and data as illustrated in FIG. It consists of information and CRC check data (FCS).
図2に示すように、本実施形態の鉄道車両用伝送システムにおいて、伝送装置1は、2ポートの幹線送信器(5a/5b)と2ポートの幹線受信器(6a/6b)と自号車のデータ授受を行う伝送局7と、各伝送ポートを制御する伝送中継器制御装置4と伝送中継器制御装置や伝送ポートなどが故障した場合でも伝送路を維持するためのバイパス装置11を有し、伝送中継器制御装置4に対しては、自号車の号車情報を示す号車番号8と他列車との併結状態を示す併結指令9が入力されるように構成されている。
As shown in FIG. 2, in the railway vehicle transmission system of the present embodiment, the
バイパス装置11は、伝送装置の電源が正常に供給され伝送中継器制御装置や伝送ポートなどが正常に動作している場合は、切替スイッチS1〜S4が実線で示すような位置(下側)に切り替えられており、伝送装置の電源の異常あるいは他の原因により伝送中継器制御装置や伝送ポートなどが正常に動作しない場合即ち故障の場合は切替スイッチS1〜S4が破線で示すような位置(上側)に切り替えられる。 When the transmission device power is normally supplied and the transmission repeater control device and the transmission port are operating normally, the bypass device 11 is in a position (lower side) where the changeover switches S1 to S4 are indicated by solid lines. In the case where the transmission repeater control device or the transmission port does not operate normally due to an abnormality in the power supply of the transmission device or for other reasons, that is, in the case of a failure, the positions where the switches S1 to S4 are indicated by broken lines (upper side) ).
なお、自号車の伝送局7は伝送装置1内にあっても、伝送装置1外にあっても良い。また、伝送局7は複数あってもよい。
Note that the
また、本実施形態の鉄道車両用伝送システムの説明では、伝送局アドレスとしてIPV4のプライベートアドレス クラスCを使用して説明するが、クラスBやクラスAを使用しても良いし、IPV6等を使用しても良いことは言うまでもない。 In the description of the railway vehicle transmission system according to this embodiment, the IPV4 private address class C is used as the transmission station address. However, class B or class A may be used, or IPV6 or the like may be used. Needless to say, you can.
次に、本実施形態の鉄道車両用伝送システムの動作について説明する。本実施形態の鉄道車両用伝送システムにおいては、併結していない場合には図3に示すように、各伝送装置1は号車番号8からデフォルトである、192,168,0,1(伝送装置1a)、192,168,0,2(伝送装置1b)、192,168,0,3(伝送装置1c)の伝送局アドレスを持つ。このデフォルトのアドレスは、全列車の伝送装置1a〜1c/1a’〜1c ’/1a”〜1c”共通の状態となる。なお、各号車の号車番号8は、スイッチで設定しても、号車設定器からの信号を使用しても、艤装による設定でも、先頭から順番に割り振る方法でもかまわない。
Next, the operation of the railway vehicle transmission system of this embodiment will be described. In the railway vehicle transmission system according to the present embodiment, as shown in FIG. 3, when not combined, each
また、各伝送装置のノード番号は、伝送局アドレスの最下位データと同じ1(伝送装置1a)、2(伝送装置1b)、3(伝送装置1c)となる。なお、ノード番号は、各伝送装置に送信を許可する送信権情報10に含まれるもので送信権を発行した伝送装置を識別するために使用される。
The node number of each transmission device is 1 (
次に、列車1と列車2が併結する場合の伝送局アドレスの割り振りについて図4〜7で説明する。
Next, allocation of transmission station addresses when
まず列車1と列車2が併結すると、列車1の3号車の伝送装置1cと列車2の1号車の伝送装置1a’に併結指令9が入力される(図4)。
First, when the
1号車側の伝送装置で併結指令を検出した列車2の伝送装置1a’は、自列車内の伝送局アドレスの内、編成番号状態を示す部分(本実施形態では、IPV4の4桁の下位16ビット中の15〜8ビットに割り振っている)を一度仮のアドレスにするためのアドレスに変更する。ここで、仮アドレスとは最終的には使用しない一時的なアドレスと規定し、本実施例では255(16進でFF)を使用する。この結果、列車2の各伝送装置1の伝送局アドレスは、192,169,0,1/192,168,0,2/192,168,0,3から192,168,255,1/192,168,255,2/192,168,255,3に変更されることになる(図5)。
The
これにより、列車2の伝送局アドレスは列車1の伝送局アドレスとは異なり、ユニークなアドレスとなるため単一のネットワークとして動作することが可能となる(図6)。
Thereby, since the transmission station address of the
次に、列車2の伝送装置1a’/伝送装置1b’/伝送装置1c’は、ネットワーク1で、列車1の編成番号状態を示す部分(本実施形態では「0」)を検出し、仮アドレスから最終的な伝送局アドレス192,169,1,1/192,168,1,2/192,168,1,3に変更する。この列車2の最終的な編成アドレスは、列車1と重ならない列車1の編成アドレス+1としているが、ユニークになりさえすれば他の番号でも良い。また、編成番号ではなく、号車に相当するアドレス(最下位8bit)を変更しても良い(例えば、1a=192,168,0,1、1b=192,168,0,2、1c=192,169,0,3、1a’=192,168,0,4、1b’=192,168,0,5、1c’=192,168,0,6等)。
Next, the
また、各伝送装置のノード番号は、列車1の1〜3の続きである4(伝送装置1a’)、5(伝送装置1b’)、6(伝送装置1c’)となる(図7)。
The node numbers of the transmission apparatuses are 4 (
なお、伝送局アドレスの変更は、親となる伝送装置(例えば1a’)が要求/アンサーのハンドシェークをとる方法でも良いし、ネットワークの情報から各伝送装置が独立して変更する方法でも良い。 The transmission station address may be changed by a method in which a parent transmission device (for example, 1a ') takes a request / answer handshake, or a method in which each transmission device changes independently from network information.
次に、列車1−2と列車3が併結する場合について、図8,9にて説明する。列車1−2に列車3が併結されると、列車2の3号車の伝送装置1c’と列車3の1号車の伝送装置1a”に併結指令9が入力される。本実施形態では、1号車側の列車すなわち列車3の伝送局アドレスを変更することにしているので、列車1−2の伝送局アドレスはそのままで、列車3の伝送装置アドレスが変更されることになる。列車3の伝送局アドレスは、当初デフォルトの1a”=192,168,0,1、1b”=192,168,0,2、1c”=192,168,0,3となっている。また、各伝送装置のノード番号は、デフォルトの1a”=1、1b”=2、1c”=3となっている。
Next, the case where the train 1-2 and the
列車1と2の併結と同様に、列車3の伝送装置1a”、1b”、1c”は、一度仮アドレス192,168,255,1(1a”)、192,168,255,2(1b”)、192,168,255,3(1c”)に変更される。この状態で、列車1から3の伝送装置はユニークなアドレスとなり、一つのネットワークを構築する(図8)。
Similar to the combination of the
その後、列車1と2の併合時と同様に、列車3の伝送局アドレスは仮アドレスから最終的な伝送局アドレスに変更される。本実施形態では、列車2で編成アドレスに「1」を使っているため、列車3は編成アドレスとして「2」を使用することになる。最終的に、各伝送局アドレスは、1a=192,168,0,1、1b=192,168,0,2、1c=192,168,0,3、1a’=192,168,1,1、1b’=192,168,1,2、1c’=192,168,1,3、1a”=192,168,2,1、1b”=192,168,2,2、1c”=192,168,2,3となる。
Thereafter, the transmission station address of the
また、各伝送装置のノード番号は、1a=1、1b=2、1c=3、1a’=4、1b’=5、1c’=6、1a”=7、1b”=8、1c”=9となる(図9)。 The node numbers of the respective transmission apparatuses are 1a = 1, 1b = 2, 1c = 3, 1a ′ = 4, 1b ′ = 5, 1c ′ = 6, 1a ″ = 7, 1b ″ = 8, 1c ″ = 9 (FIG. 9).
なお、本実施形態では、1号車側の列車すなわち列車3のアドレスを変更したが、3号車側の列車すなわち列車1−2のアドレスを変更する方法でも良い。
In addition, in this embodiment, although the address of the 1st car side train, ie, the
また、複数の列車が併結状態から非併結状態になった場合は、併結指令が非併結状態を示す指令になるので、編成番号情報を表す伝送局アドレスを初期状態に変更する。 Further, when a plurality of trains change from the combined state to the non-consolidated state, the consolidating command becomes a command indicating the non-consolidating state, so the transmission station address representing the composition number information is changed to the initial state.
また、複数の列車が併結状態のまま立ち上げた場合、自列車の編成番号情報を表す伝送局アドレスは初期状態のまま立ち上がり、上述の場合と同様に、列車の併結状態を示す併結指令に基づき自列車の編成番号情報を表す伝送局アドレスを変更する。 In addition, when multiple trains are started up in a combined state, the transmission station address representing the train number information of the own train starts up in the initial state, and, as described above, based on a combined instruction indicating the combined state of trains. The transmission station address representing the train number information of the own train is changed.
次に、本発明の他の実施形態として、一部の号車の伝送装置がダウンした状態から立ち上がった場合(例えば、一部の号車の伝送装置の電源スイッチが切れていた状態から、電源スイッチ投入で復帰した場合)について、図10から図20を用いて説明する。 Next, as another embodiment of the present invention, when the transmission devices of some cars start up from a down state (for example, when the power switches of some car transmission devices are turned off, the power switch is turned on. Will be described with reference to FIGS. 10 to 20.
図10は、列車2の2号車伝送装置1b’がダウンした状態で、列車1−3が立ち上がった場合の各伝送局アドレスを示している。各伝送局は、立ち上がり後、前述の方法にて編成アドレスを獲得し、最終的には、1a=192,168,0,1、1b=192,168,0,2、1c=192,168,0,3、1a’=192,168,1,1、1c’=192,168,1,3、1a”=192,168,2,1、1b”=192,168,2,2、1c”=192,168,2,3となる。
FIG. 10 shows each transmission station address when the train 1-3 is started up in a state in which the second
この状態で、ダウンしていた伝送装置1b’が立ち上がると、伝送局アドレスはデフォルトの192,168,0,2となり、伝送局1bと同じとなってしまう(図11)。
In this state, when the
このため、伝送装置1b’は、ネットワークに加わる前に自伝送局アドレスの変更を行う。伝送装置1b’は、伝送装置1a’からの送信権情報10を待つ。送信権情報10の中にはどの伝送装置からのパケットであるかを示すノード番号が含まれている。伝送装置1a’のノード番号=4であることから、伝送装置1b’は受け取る送信権情報10からノード番号4からの送信権と判断する (図12) 。すなわち、送信権情報10は、伝送装置1a、伝送装置1b、伝送装置1c、伝送装置1a’、伝送装置1b’、伝送装置1c’、…という順番で発行され、また各伝送装置は、隣接する伝送装置からの送信権を受け取ることになっているので、このように判断することができる。なお、この送信権情報10のパケットの場合は、図21に示す通常のデータパケットのIPヘッダの部分が、少なくとも送信権パケットであることを示す情報と発行した伝送局のノード番号を含むものに代えられたパケットとなっている。
For this reason, the
伝送装置1b’は、送信権情報10に含まれるノード番号が4であることから、自伝送装置1b’が列車1、3では無く、列車2に属していると判断できる。すなわち、1列車が何両で編成されているかは、予め決まっているか、またはネットワーク上でその情報を流していてこれを受信することにより分かり、本実施形態の場合、1列車が3両で編成されているということが分かるので、このように列車2に属していると判断できる。
Since the node number included in the transmission
よって、後から立ち上がった伝送局1b’は、伝送局アドレスを192,168,1,2に、ノード番号を5に変更し、ネットワークに参加する(図13)。
Therefore, the
なお、本実施形態では、送信権情報10に含まれるノード情報からダウンしている伝送装置の伝送局アドレスを設定したが、ダウンしている伝送装置が1箇所の場合は、各伝送装置の伝送局アドレスから設定することもできる。
In the present embodiment, the transmission station address of the down transmission device is set from the node information included in the transmission
図14は、各列車の2号車伝送装置1b/1b’/1b”がダウンした状態で、列車1−3が立ち上がった場合の各伝送局アドレスを示している。各伝送局は、立ち上がり後、前述の方法にて編成アドレスを獲得し、最終的には、1a=192,168,0,1、1c=192,168,0,3、1a’=192,168,1,1、1c’=192,168,1,3、1a”=192,168,2,1、1c”=192,168,2,3となる。
FIG. 14 shows the address of each transmission station when the train 1-3 is started up with the No. 2
この状態で、ダウンしていた伝送装置1b/1b’/1b’が立ち上がると、伝送局アドレスはデフォルトの192,168,0,2となり、伝送局1b/1b’/1b”が同じとなってしまう(図15)。
In this state, when the
このため、伝送装置1b/1b’/1b”は、ネットワークに加わる前に自伝送局アドレスの変更を行う。
For this reason, the
まず、伝送装置1bは、伝送装置1aからの送信権情報10を待つ。送信権情報10の中にはどの伝送装置からのパケットであるかを示すノード番号が含まれている。伝送装置1aのノード番号=1であることから、伝送装置1bは受け取る送信権情報10からノード番号1からの送信権と判断する (図16) 。
First, the
伝送装置1bは、送信権情報10のノード番号が1であることから、自伝送装置1bが列車1に属していると判断できる。よって、伝送局1bは、伝送局アドレスを192,168,0,2に、ノード番号を2に変更し、ネットワークに参加する。
The
次に、伝送装置1b’は、伝送装置1a’からの送信権情報10を待つ。送信権情報10の中にはどの伝送装置からのパケットであるかを示すノード番号が含まれている。伝送装置1a’のノード番号=4であることから、伝送装置1b’は受け取る送信権情報10からノード番号4からの送信権と判断する (図17) 。
Next, the
伝送装置1b’は、送信権情報10のノード番号が4であることから、自伝送装置1b’が列車2に属していると判断できる。よって、伝送局1b’は、伝送局アドレスを=192,168,1,2に、ノード番号を5に変更し、ネットワークに参加する(図18)。
Since the node number of the transmission
さらに、伝送装置1b”は、伝送装置1a”からの送信権情報10を待つ。送信権情報10の中にはどの伝送装置からのパケットであるかを示すノード番号が含まれている。伝送装置1a”のノード番号=7であることから、伝送装置1b”は受け取る送信権情報10からノード番号7からの送信権と判断する (図19) 。
Further, the
伝送装置1b”は、送信権情報10のノード番号が7であることから、自伝送装置1b”が列車3に属していると判断できる。よって、伝送局1b”は、伝送局アドレスを192,168,2,2に、ノード番号を8に変更し、ネットワークに参加する(図20)。
Since the node number of the transmission
このようにして、各伝送装置は、伝送局アドレスとして1a=192,168,0,1、1b=192,168,0,2、1c=192,168,0,3、1a’=192,168,1,1、1b’=192,168,1,2、1c’=192,168,1,3、1a”=192,168,2,1、1b”=192,168,2,2、1c”=192,168,2,3となり、ノード番号として1a=1、1b=2、1c=3、1a’=4、1b’=5、1c’=6、1a”=7、1b”=8、1c”=9とユニークなアドレスとなる。 In this way, each transmission apparatus has 1a = 192, 168, 0, 1, 1b = 192, 168, 0, 2, 1c = 192, 168, 0, 3, 1a ′ = 192, 168 as transmission station addresses. , 1, 1, 1b ′ = 192, 168, 1, 2, 1c ′ = 192, 168, 1, 3, 1a ″ = 192, 168, 2, 1, 1b ″ = 192, 168, 2, 2, 1c "= 192, 168, 2, 3 and the node numbers are 1a = 1, 1b = 2, 1c = 3, 1a '= 4, 1b' = 5, 1c '= 6, 1a" = 7, 1b "= 8 1c ″ = 9 and a unique address.
このように構成された鉄道車両用伝送システムは、ネットワークを分断することなく複数の伝送装置が後から立ち上がった場合でも、伝送局アドレスを自動的に割り振ることができるため、冗長性が高く、メンテナンス性に優れたネットワークを構築することができる。 The railway vehicle transmission system configured in this way has high redundancy and maintenance because a transmission station address can be automatically allocated even when a plurality of transmission devices are started up later without dividing the network. It is possible to construct a network with excellent performance.
1…伝送装置
2…電気連結器
3…伝送路
4…伝送中継器制御装置
5…幹線伝送送信器
6…幹線伝送受信器
7…伝送局
8…号車番号
9…併結指令
10…送信権情報
11…バイパス装置
S1〜S4…切替スイッチ
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記伝送装置は、伝送ポートを制御する伝送中継器制御装置と、伝送ポートとのデータの送受信を行う伝送局と、前記伝送中継器制御装置または前記伝送ポートが故障した場合でも伝送路を維持するためのバイパス装置とを備え、各伝送装置の伝送中継器制御装置は、前記バイパス装置が動作した場合でも、号車情報と列車の併結状態を示す併結指令に基づき伝送装置内の伝送局アドレスを設定することを特徴とする鉄道車両用伝送システム。 Data in a railway vehicle having a plurality of transmission ports, a transmission device that transmits data received from any one of the ports to a necessary transmission port based on a predetermined instruction, and a transmission path that connects the transmission devices. In a railway vehicle transmission system that transfers and receives over a network,
The transmission apparatus maintains a transmission path even when the transmission repeater control apparatus or the transmission port fails, a transmission repeater control apparatus that controls the transmission port, a transmission station that transmits / receives data to / from the transmission port, and the transmission relay The transmission repeater control device of each transmission device is configured to set the transmission station address in the transmission device based on the car information and the merge command indicating the merged state of the train even when the bypass device is operated. A transmission system for a railway vehicle.
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