JP2011250496A - 列車情報伝送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数編成の併結時に車両の向きが異なる場合、互いの編成の制御装置や伝送装置の設定変更を不要とし、編成間で通信可能な列車情報伝送装置を提供する。
【解決手段】併結面で対向する各中継装置は併結状態を検出し、併結した２編成の車両が互いに同一方向の場合、自編成から相手編成へ送信するデータは、中継装置において変換せずにそのまま対向する中継装置へ送信し、併結した２編成の車両が互いに異なる方向の場合、自編成から相手編成へ送信するデータは、中継装置において相手編成の方向性に合せてデータを変換して対向する中継装置へ送信する。
【選択図】図５

Description

本発明は、鉄道車両に搭載する情報伝送システムに関する。

鉄道車両においては、複数の編成が併結されて一つの編成として走行したり、一つの編成が複数の編成に分割されて走行するなど、編成内の車両の数や並び順、併結された編成間の車両方向が動的に変化することがあり得る。

特に、鉄道車両は機器制御の観点で見ると、ドア制御や前進後進制御のように車両の左右あるいは前後で制御が非対称のものがあり、併結された編成の車両方向が異なると制御結果が異なる場合もあるため、併結後の互いの編成の車両方向によっては、編成間で装置の制御を変更する必要が生じる場合がある。

併結後の互いの車両方向により装置の制御を変更する方法としては、例えば、特許文献１に記載の鉄道車両用伝送装置が知られている。

この装置は、列車の向き（海山）の正常／反転にかかわらず、列車の併結／分割時にも一つのネットワークとして、正常に動作するスター型ネットワーク方式の鉄道車両用伝送装置であり、各車両の伝送中継器は、併結する２つの列車の向き（海山）が不一致である場合はこれを検出して、一方の列車の全車両の上流／下流の関係を反転させ、２列車のネットワーク上の上流／下流の関係を一致させるものであった。

特許第４２８０１５５号公報

特許文献１記載の技術は、併結する２つの編成の向きが不一致である場合、一方の編成の全車両の上流／下流の関係を反転させる必要がある。すなわち、一方の編成の伝送装置の設定を全て変更する必要がある。設定変更に対応するために、幹線ポート交換機と呼ばれるハードウェアと、前記幹線ポート交換機を制御するソフトウェアを列車内の全ての伝送装置に実装しなければならず、さらに併結時に全ての伝送装置の設定変更を行う通信手順や処理手順が必要となるという問題がある。

そこで本発明では、車両方向の異なる編成を併結しても、互いの編成の制御装置や伝送装置の設定変更を不要とし、編成間相互で通信が可能な列車情報伝送装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するために、複数編成の併結時に、互いの編成の車両の向きを認識し、車両の向きが異なる場合は、相手編成に中継するデータを前記相手編成の車両方向に合せた内容に変換して、相手編成へデータを送信する機能を有する編成間伝送装置を、各編成の先頭車両および最後尾車両の併結部分に設ける。

または、車両間でデータを送受信あるいは中継する目的で車両に最低１台の伝送装置（以下、編成内伝送装置と称す）を設け、前記編成内伝送装置はその車両の前や後ろに連結されている車両の編成内伝送装置とそれぞれ伝送路により接続され、同じ車両内に設置され、列車走行に関与する機器やその機器に対して制御指示を発する制御装置などとは支線を介して接続される。

前記編成内伝送装置は、一方の伝送路から受信したデータを他方の伝送路に中継したり、伝送路から支線へデータを中継したり、支線から伝送路へデータを中継する処理などを行う。

さらに、各編成の先頭車両および最後尾車両の伝送路の各端部にそれぞれ、併結された相手の編成へデータを中継する伝送装置（以下、編成間伝送装置と称す）を接続し、前記伝送路を介して前記編成内伝送装置と接続される。なお、先頭車両および最後尾車両の編成内伝送装置と編成間伝送装置は、双方の機能を併せ持つ同一の装置であってもよい。

他の編成が併結された時に、併結された編成との間で編成間伝送装置を経由して２編成の伝送路がそれぞれ接続され、前記編成間伝送装置を介して併結した２編成は互いにデータを送受信する。

併結部分で対向する各編成間伝送装置は併結の状態を検出し、併結した２編成の車両が互いに同一方向と判定した場合、自編成の編成内伝送装置から相手編成の編成内伝送装置へ送信するデータは、併結部分にある編成間伝送装置において変換せずにそのまま対向する編成間伝送装置へ送信する。

また、併結部分で対向する各編成間伝送装置は併結の状態を検出し、併結した２編成の車両が互いに異なる方向と判定した場合、併結した両編成の各編成内伝送装置は併結前に設定された情報を変更せず、自編成の編成内伝送装置から相手編成の編成内伝送装置へ送信するデータは、編成間伝送装置において相手編成の方向性に合せてデータを変換して対向する編成間伝送装置へ送信する。

本発明では、車両方向の異なる編成を併結しても、互いの編成の制御装置や編成内伝送装置の設定変更を不要とし、編成間相互で通信を可能とすることができる。

本発明の１実施形態に係る鉄道車両の情報伝送システムの構成を示す図である。 本発明の１実施形態に係る２編成の併結状態を示す図である。 本発明の１実施形態に係る２編成の併結状態を示す図である。 本発明の１実施形態に係る編成間のデータ中継方法を示す図である。 本発明の１実施形態に係る編成間のデータ中継方法を示す図である。 本発明の１実施形態に係る編成間のデータ中継方法を示す図である。 本発明の１実施形態に係る編成間伝送装置の構成を示す図である。 本発明の１実施形態に係る鉄道車両の情報伝送システムの構成を示す図である。 本発明の１実施形態に係る編成間のデータ中継方法を示す図である。 本発明の１実施形態に係る編成間のデータ中継方法を示す図である。 本発明の１実施形態に係る編成間のデータ中継方法を示す図である。 本発明の１実施形態に係る編成間のデータ中継方法を示す図である。 本発明の１実施形態に係る編成間伝送装置の構成を示す図である。 本発明の１実施形態に係るデータの変換方法を示す図である。 本発明の１実施形態に係る編成間のデータ中継方法を示す図である。 本発明の１実施形態に係る編成間のデータ中継方法を示す図である。 本発明の１実施形態に係る編成間のデータ中継方法を示す図である。 本発明の１実施形態に係る編成間のデータ中継方法を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。

第１の実施形態について説明する。

まず、図１に、第１の実施形態に係る情報伝送システムの一構成例を示す。

図１における情報伝送システムでは、列車の編成は先頭車両１０１、１つ又は複数の中間車両１００，最後尾車両１０２から構成される。各車両は、車両間でデータを送受信あるいは中継するための編成内伝送装置２と、各車両の編成内伝送装置２を接続し、編成内伝送装置間でデータを流す編成内伝送路９と、各車両内に設置された機器あるいはその機器に対して制御指示を発する制御装置９９０と、編成内伝送装置２と制御装置あるいは機器９９０を接続する支線９９を含む構成とする。ここで、機器とはインバータ装置，ブレーキ装置，空調機器，ドア装置，放送装置，表示装置などである。

前記編成内伝送装置２は、一方側に隣接する車両の編成内伝送路９から受信したデータを他方側に隣接する車両の編成内伝送路９に中継したり、編成内伝送路９から支線９９へデータを中継したり、支線９９から編成内伝送路９へデータを中継する処理などを行う。

さらに、各編成の先頭車両１０１および最後尾車両１０２の編成内伝送路９の各端部には、それぞれ併結される他の編成へデータを中継する伝送装置（以下、編成間伝送装置２００と称す）が接続され、編成間伝送装置２００は前記編成内伝送路９を介して前記編成内伝送装置２と接続される。なお、先頭車両１０１および最後尾車両１０２の編成内伝送装置２と編成間伝送装置２００は、双方の機能を併せ持つ同一の装置であってもよい。

他の編成が併結された時に、併結された各編成の間で編成間伝送装置２００を経由して２編成の編成間伝送路９０がそれぞれ接続され、前記編成間伝送装置２００を介して併結した２編成は互いにデータを送受信する。

なお、以下の説明に用いる全ての図では、本発明の主旨とは直接関係のない制御装置あるいは機器９９０および支線９９の表記は省略する。

次に、図２および図３において併結された２個の編成の構成について説明する。以下の説明では説明の簡単化のため中間車両１００は１両のみ記述する。

図２は併結した２編成の車両が互いに同一方向の例を示す。以下の説明では前方向の編成を第１編成、後方向の編成を第２編成と呼ぶことにする。併結部分では第１編成の最後尾車両１０２と第２編成の先頭車両１０１が連結されている。以下の説明において、各編成とも最後尾車両１０２から先頭車両１０１の方に向かって右側をＡ側、左側をＢ側と呼ぶことにする。互いに同一方向に併結した場合、第１編成と第２編成のＡ側およびＢ側はいずれも一致している。

一方、図３は併結した２編成の車両が互いに異なる方向の例を示す。併結部分では第１編成の最後尾車両１０２と第２編成の最後尾車両１０２が連結されている。互いに異なる方向に併結した場合、第１編成と第２編成のＡ側とＢ側が互いに逆になっている。なお、図３において、第１編成の先頭車両１０１と第２編成の先頭車両１０１が連結されている場合でも同様である。以下の図では互いに異なる方向の併結の場合、最後尾車両１０２どうしの併結で代表させて示す。

ここで、編成のＡ側，Ｂ側により制御の内容が異なるデータを一方の編成から他方の編成へ伝送させる場合を考える。編成のＡ側，Ｂ側を区別する制御の例としては、各車両のドアの開閉制御や、開扉表示灯制御，ドア開閉案内などの乗客用情報表示制御などが挙げられる。以下の説明では、各車両のドアの開閉制御を例にして説明する。

併結した２編成の車両が互いに同一方向の場合、図４に示すように、一方の編成から他方の編成へデータを中継するとき、編成間伝送装置２００はデータを変換せずそのまま中継する。すなわち、図４における「Ａ側データ」をＡ側のドアを開ける指令である「Ａ側の開扉指令データ」とすると、編成間伝送装置２００はデータを変換せず相手編成へ「Ａ側の開扉指令データ」を中継する。Ａ側のドアを閉める指令である「Ａ側の閉扉指令データ」や「Ｂ側の開扉指令データ」、「Ｂ側の閉扉指令データ」も同様にデータを変換せず相手編成へ中継する。

一方、併結した２編成の車両が互いに異なる方向の場合、図５に示すように、一方の編成から他方の編成へデータを中継するとき、編成間伝送装置２００は、相手編成へ送信する前にデータを変換する。すなわち、図５において「Ａ側データ」を「Ａ側の開扉指令データ」、「Ｂ側データ」を「Ｂ側の開扉指令データ」とすると、編成間伝送装置２００は、「Ａ側の開扉指令データ」を「Ｂ側の開扉指令データ」に変換してから相手編成へ送信する。「Ａ側の閉扉指令データ」や「Ｂ側の開扉指令データ」、「Ｂ側の閉扉指令データ」でも同様に「Ａ側」を「Ｂ側」へ変換し、「Ｂ側」を「Ａ側」へ変換する。

上述の開扉指令データの変換の方法を図１４に示す。編成間をやり取りするデータはパケット８０００の形で伝送路を伝送させる。パケット８０００のフォーマットとしては、例えばＩＥＥＥ８０２.３標準規格に準拠したものでもよい。パケットはパケットヘッダ８００１とパケットデータ８００２から構成され、前記開扉指令データなどはパケットデータ８００２の内部に実装される。図１４によれば、パケットデータ８００２の内部に、Ａ側開扉指令とＡ側閉扉指令のデータ，Ｂ側開扉指令とＢ側閉扉指令のデータを実装するフィールドがあり、Ａ側のドアを開ける制御をする場合は、Ａ側開扉指令のフィールドを“１”とし、その他のフィールドは“０”とする。編成間伝送装置２００は、相手編成へ送信する前に、Ａ側開扉指令およびＡ側閉扉指令のデータとＢ側開扉指令およびＢ側閉扉指令のデータを入れ替える変換を行う。

このように、併結した２編成の車両が互いに異なる方向の場合において、編成間伝送装置２００でデータを変換することにより、一方の編成で「Ａ側の閉扉指令データ」が発せられると、他方の編成へは「Ｂ側の開扉指令データ」として伝わり、結果として両編成で同じ側のドアが開くことになる。

なお、編成間伝送装置２００は、上述の処理を論理記号で表し、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などでハードウェア化したり、ネットワークプロセッサを用いてパケット受信やデータ変換やパケット送信を並列に動作させることが可能である。さらに、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を備えたコンピュータ上で動作するソフトウェアにおいても実現可能であり、その場合のハードウェア構成例を図７に示す。

図７において、編成間伝送装置２００は、各手段の処理を行うＣＰＵやキャッシュメモリや主記憶メモリなどを搭載する演算装置２０００と、送受信データを蓄積したり、処理プログラムや初期設定情報やログ情報などを蓄積しておくハードディスクやシリコンディスク，不揮発性メモリなどの記憶装置２００３と、編成間伝送路９０を介して相手編成の編成間伝送装置２００との間のデータ送受信のインタフェース機能を持つ編成間伝送路インタフェース装置２００１と、編成内伝送路９を介して編成内伝送装置２との間のデータ送受信のインタフェース機能を持つ編成内伝送路インタフェース装置２００２から構成される。

なお、必要であれば、アドレスや伝送路の動作モードなどの初期設定項目を入力するスイッチやキーボードなどの入力装置２００４と、設定項目の確認や、動作状態やログ情報を表示するＬＥＤや液晶パネルなどの出力装置２００５を実装してもよい。

また、編成内伝送路９および編成間伝送路９０は、ＩＥＥＥ８０２.３規格準拠のＬＡＮやＳＤＨ（Synchronous Digital Hierarchy），ＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode），ＩＥＣ６１３７５で規格化されているＷＴＢ（Wire Train Bus）などの有線伝送手段を使用してもよいし、ＩＥＥＥ８０２.１１規格準拠の無線ＬＡＮなどの無線伝送手段を使用してもよい。また、編成内伝送路９は前記有線伝送手段、編成間伝送路９０は前記無線伝送手段、のように別の伝送手段を使用してもよい。

なお、他の編成と併結した時に、併結した２編成の車両が互いに同一方向なのか、あるいは異なる方向なのかを編成間伝送装置２００が判断する必要があるが、これは特許文献１（特許第４２８０１５５号公報）にも述べられているように、電気連結器の情報から併結した方向が判明すれば、その情報を編成間伝送装置２００に入力してもよいし、機械的にピンなどにより判別した併結した方向の判別結果を示す信号が出力されれば、その信号を編成間伝送装置２００に入力してもよい。

また、他編成との併結時に手動で車両の方向を入力させてもよい。

また、連結器からの上記信号を使用せずに、編成間伝送装置２００が編成間伝送路９０を介して相手編成の編成間伝送装置２００とパケットを送受信することにより、併結した編成の方向を判断することもできる。すなわち、編成間伝送装置２００が編成間伝送路９０へ自装置位置を示すパケットを送信する。前記自装置位置を示すパケットは、常に周期的に送信してもよいし、他編成との併結を検出したときのみ有限回数連続して送信してもよい。前記自装置位置とは、その編成間伝送装置２００が設置された車両が先頭車両１０１なのか最後尾車両１０２なのかを示す情報であり、ＭＡＣアドレスやＩＰアドレスあるいはＴＣＰ／ＩＰやＵＤＰ／ＩＰで使用するポート番号などの識別子で自装置位置を示してもよいし、パケットデータの中に自装置位置を示す情報を実装してもよい。他編成との併結後、編成間伝送路９０を介して相手編成の編成間伝送装置２００が送信した自装置位置を示すパケットを受信し、そのパケットに実装された情報から相手編成の車両の方向を判断する。

以上、第１の実施形態について説明した。

以上に述べたことにより、本発明では、複数編成の併結時に、互いの編成の車両の向きを認識し、車両の向きが異なる場合は、相手編成に中継するデータを前記相手編成の車両方向に合せた内容に変換して、相手編成へデータを送信する機能を有する編成間伝送装置を、各編成の先頭車両および最後尾車両の併結部分に設けることにより、車両方向の異なる編成を併結しても、互いの編成の制御装置や編成内伝送装置の設定変更を不要とし、編成間相互で通信を可能とすることができる。

なお、上述の第１の実施形態では、編成のＡ側，Ｂ側により制御の内容が異なるデータを一方の編成から他方の編成へ伝送させる場合を述べたが、前進や後進のような編成の進行方向により制御の内容が異なるデータに関しても、一方の編成から他方の編成へ前記データを伝送させる場合に、併結した２編成の車両の向きが異なりデータの変換が必要な場合は、上述の第１の実施形態と同様に実現することができる。

前進や後進のような編成の進行方向により制御の内容が異なるデータとは、例えば電動機の回転を制御するインバータ装置へ与える「前進」や「後進」の指示がある。

図１６に示すように、併結した２編成の車両の向きが同じ場合は、いずれの編成に対しても「前進」あるいは「後進」の指示は一致しているので、編成間伝送装置２００はデータの変換は行わない。

一方、図１７に示すように、併結した２編成の車両の向きが異なる場合は、一方の編成に対して「前進」あるいは「後進」の指示を出す時は他方の編成に対してはそれぞれ逆の指示を出す必要があるので、編成間伝送装置２００は、「前進」を指示するデータを「後進」を指示するデータに変換して他の編成へ送信し、あるいは「後進」を指示するデータを「前進」を指示するデータに変換して他の編成へ送信する。

また、図１８に示すように、併結した２編成の車両の向きが異なる場合は、編成間伝送装置２００は、他の編成から受信した「前進」を指示するデータを「後進」を指示するデータに変換して自編成内へ送信し、あるいは他の編成から受信した「後進」を指示するデータを「前進」を指示するデータに変換して自編成内へ送信するようにしてもよい。

ここで、「前進」あるいは「後進」の指示のデータは、例えば、図１４と同様に、パケットデータの内部に前進指示や後進指示のビットを設け、インバータ装置は前記指示ビットを読み取り、指示された方向に対応して制御するようにしてもよい。

上述の第１の実施形態では、併結した２編成の車両が互いに異なる方向の場合、自編成の編成内伝送装置から相手編成の編成内伝送装置へ送信するデータは、編成間伝送装置２００が編成間伝送路９０を介して相手編成へ送信する前に、相手編成の方向性に合せてデータを変換するが、相手編成から受信した後に自編成の方向性に合せてデータを変換して自編成の編成内伝送装置２へデータを中継する方法も考えられる。

そこで、次に第２の実施形態について説明する。

併結した２編成の車両が互いに同一方向の場合、一方の編成から他方の編成へデータを中継するとき、編成間伝送装置２００は変換せずそのまま中継することは第１の実施形態と同様であるが、併結した２編成の車両が互いに異なる方向の場合、図６に示すように、相手編成から自編成へデータを中継するとき、編成間伝送装置２００は、相手編成から編成間伝送路９０を介して受信したデータを自編成の車両の方向に合せて変換し、自編成の編成内伝送装置２へ前記変換データを中継する。

以上、第２の実施形態について説明した。

第２の実施形態は第１の実施形態に比較して、データ変換を実施するのが、送り手側の編成の編成間伝送装置２００ではなく、受け手側の編成の編成間伝送装置２００に変わるだけで、発明の効果は第１の実施形態と同様である。

なお、上述の第２の実施形態では、編成のＡ側，Ｂ側により制御の内容が異なるデータを一方の編成から他方の編成へ伝送させる場合を述べたが、前進や後進のような編成の進行方向により制御の内容が異なるデータに関しても、一方の編成から他方の編成へ前記データを伝送させる場合に、併結した２編成の車両の向きが異なりデータの変換が必要な場合は、上述の第２の実施形態と同様に実現することができる。

さらに、第３の実施形態として、図１５に示すように、併結する相手編成が編成間伝送装置２００を搭載していない編成であると、併結した２編成の車両が互いに異なる方向の場合は、自編成の編成間伝送装置２００において、相手編成から自編成へデータを中継するときは、相手編成から編成間伝送路９０を介して受信したデータを自編成の車両の方向に合せて変換し、自編成の編成内伝送装置２へ前記変換データを中継し、自編成から相手編成へデータを中継するときは、編成間伝送路９０を介して相手編成に送信する前に、相手編成の車両の方向に合せてデータ変換を実施する。

併結する相手編成が編成間伝送装置２００を搭載していない編成であるか否かを判断する方法の例は、第１の実施形態の説明の中で述べた、編成間伝送装置２００が編成間伝送路９０へ自装置位置を示すために送信するパケットが、編成間伝送路９０から受信できなければ、相手編成は編成間伝送装置２００を搭載していないと判断する。

さらに、編成間伝送装置２００は、相手編成の編成間伝送装置２００が自装置位置を示すために送信するパケットを編成間伝送路９０から受信できる場合は、第１の実施形態あるいは第２の実施形態に示す動作を実施し、相手編成の編成間伝送装置２００が自装置位置を示すために送信するパケットを編成間伝送路９０から受信できない場合は、上述の第３の実施形態に示す動作を実施するとしてもよい。

以上、第３の実施形態について説明した。

第３の実施形態によれば、併結する相手編成が編成間伝送装置２００を搭載していない場合でも、お互いの編成の車両の方向性が検出できれば、第１の実施形態や第２の実施形態と同様の効果が得られる。

なお、上述の第３の実施形態では、編成のＡ側，Ｂ側により制御の内容が異なるデータを一方の編成から他方の編成へ伝送させる場合を述べたが、前進や後進のような編成の進行方向により制御の内容が異なるデータに関しても、一方の編成から他方の編成へ前記データを伝送させる場合に、併結した２編成の車両の向きが異なりデータの変換が必要な場合は、上述の第３の実施形態と同様に実現することができる。

第１〜第３の実施形態では、併結した２編成の車両が互いに異なる方向の場合の、編成のＡ側，Ｂ側（あるいは前進，後進）を区別するデータに関して、編成間伝送装置でデータ変換して中継する実施形態を示した。一方、編成内伝送路が１系と２系に二重化されている構成では、１系と２系が互いに逆に接続されることがあり得る。そこで、第４の実施形態では、編成内伝送路が二重化されている情報伝送システムにおいて、併結した２編成の車両が互いに異なる方向に連結され、二重化された伝送路の系が互いに逆に接続された場合でも、編成間で正常なデータ伝送を可能とする方法を示す。

以下、第４の実施形態について説明する。

まず、図８に、第４の実施形態に係る情報伝送システムの一構成例を示す。

図８における情報伝送システムでは、列車の編成は先頭車両１０１、１つ又は複数の中間車両１００，最後尾車両１０２から構成されることは、第１の実施形態の図１と同様である。ただし、編成内伝送路を１系編成内伝送路９１と２系編成内伝送路９２の二重化構成にすることに伴い、編成内伝送装置は１系編成内伝送装置２１と２系編成内伝送装置２２が、編成間伝送装置は１系編成間伝送装置２０１と２系編成間伝送装置２０２が、各系の編成内伝送路９１，９２にそれぞれ接続される。また、編成間伝送路は１系編成間伝送路９５と２系編成間伝送路９６が、１系編成間伝送装置２０１と２系編成間伝送装置２０２にそれぞれ接続される。

なお、各車両の機器或いは制御装置９９０と支線９９に関しては、１系と２系の二重化構成にして１系編成内伝送装置２１と２系編成内伝送装置２２にそれぞれ別々に接続してもよいし、一重化構成にして前記装置２１，２２の両方に接続してもよいが、本発明の主旨とは直接関係ないため、以下の説明に用いる全ての図では表記は省略する。

各編成の先頭車両１０１および最後尾車両１０２の１系および２系編成内伝送路９１，９２の各端部に、併結される他の編成へデータを中継する１系および２系編成間伝送装置２０１，２０２がそれぞれ接続され、１系および２系編成間伝送装置２０１，２０２は前記１系および２系編成内伝送路９１，９２を介してそれぞれ前記１系および２系編成内伝送装置２１，２２と接続される。なお、先頭車両１０１および最後尾車両１０２の１系および２系編成内伝送装置２１，２２と１系および２系編成間伝送装置２０１，２０２は、それぞれ双方の機能を併せ持つ同一の装置であってもよい。

他の編成が併結された時に、併結された各編成の間で１系および２系編成間伝送装置２０１，２０２を経由して２編成の１系および２系編成間伝送路９５，９６が接続され、前記１系および２系編成間伝送装置２０１，２０２を介して併結した２編成は互いにデータを送受信する。ただし、併結する２編成の車両の方向によっては、一方の１系編成間伝送路９５と他方の編成の２系編成間伝送路９６が接続されることもあり得る。

また、同一車両内の１系編成間伝送装置２０１と２系編成間伝送装置２０２の間でデータを転送するために、前記両装置２０１，２０２は系間伝送路９３により接続される。

また、第１編成の最後尾車両１０２と第２編成の最後尾車両１０２が連結されている場合と、第１編成の先頭車両１０１と第２編成の先頭車両１０１が連結されている場合では、１系および２系編成間伝送装置２０１，２０２の機能は同様であるため、以下の図では互いに異なる方向の併結の場合、最後尾車両１０２どうしの併結で代表させて示す。

ここで、各編成内の１系や２系に流れるデータを一方の編成から他方の編成へ伝送させる場合を考える。

併結した２編成の車両が互いに同一方向の場合、図９に示すように、一方の編成から他方の編成へデータを中継するとき、１系および２系編成間伝送装置２０１，２０２は伝送路の系を変換せず、１系編成内伝送路９１から受信したデータは１系編成間伝送路９５へ中継し、２系編成内伝送路９２から受信したデータは２系編成間伝送路９６へ中継する。

一方、併結した２編成の車両が互いに異なる方向の場合、図１０に示すように、一方の編成から他方の編成へデータを中継するとき、１系および２系編成間伝送装置２０１，２０２は、相手編成へ送信する前に系を変換する。

すなわち、図１０において、１系編成内伝送路９１から１系データを受信した１系編成間伝送装置２０１は、系間伝送路９３を介して、前記１系データを２系編成間伝送装置２０２へ転送し、２系編成間伝送装置２０２は１系編成間伝送装置２０１から転送された前記１系データを、２系編成間伝送路９６を介して相手編成へ送信する。自編成の２系編成間伝送路９６は相手編成の１系編成間伝送路９５と接続されているため、自編成の２系編成間伝送装置２０２が送信した前記１系データは、相手編成では１系編成間伝送装置２０１が受信し１系編成内伝送路９１へ中継される。

一方、２系編成内伝送路９２から２系データを受信した２系編成間伝送装置２０２は、系間伝送路９３を介して、前記２系データを１系編成間伝送装置２０１へ転送し、１系編成間伝送装置２０１は２系編成間伝送装置２０２から転送された前記２系データを、１系編成間伝送路９５を介して相手編成へ送信する。自編成の１系編成間伝送路９５は相手編成の２系編成間伝送路９６と接続されているため、自編成の１系編成間伝送装置２０１が送信した前記２系データは、相手編成では２系編成間伝送装置２０２が受信し２系編成内伝送路９２へ中継される。

上述の編成間をやり取りするデータは、第１の実施形態と同様に、パケット８０００の形で伝送路を伝送させる。パケット８０００のフォーマットとしては、例えばＩＥＥＥ８０２.３標準規格に準拠したものでもよい。

なお、１系および２系編成間伝送装置２０１，２０２は、上述の処理を論理記号で表し、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などでハードウェア化したり、ネットワークプロセッサを用いてパケット受信やデータ変換やパケット送信を並列に動作させることが可能である。さらに、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を備えたコンピュータ上で動作するソフトウェアにおいても実現可能であり、その場合のハードウェア構成例を図１３に示す。

図１３において、１系および２系編成間伝送装置２０１，２０２は、各手段の処理を行うＣＰＵやキャッシュメモリや主記憶メモリなどを搭載する演算装置２０００と、送受信データを蓄積したり、処理プログラムや初期設定情報やログ情報などを蓄積しておくハードディスクやシリコンディスク，不揮発性メモリなどの記憶装置２００３と、１系編成間伝送路９５あるいは２系編成間伝送路９６を介して相手編成の１系編成間伝送装置２０１あるいは２系編成間伝送装置２０２との間のデータ送受信のインタフェース機能を持つ編成間伝送路インタフェース装置２００１と、１系編成内伝送路９１あるいは２系編成内伝送路９２を介してそれぞれ１系編成内伝送装置２１あるいは２系編成内伝送装置２２との間のデータ送受信のインタフェース機能を持つ編成内伝送路インタフェース装置２００２と、系間伝送路９３を介して同一車両内の１系編成間伝送装置２０１あるいは２系編成間伝送装置２０２との間のデータ送受信のインタフェース機能を持つ系間伝送路インタフェース装置２００６から構成される。

なお、必要であれば、アドレスや伝送路の動作モードなどの初期設定項目を入力するスイッチやキーボードなどの入力装置２００４と、設定項目の確認や、動作状態やログ情報を表示するＬＥＤや液晶パネルなどの出力装置２００５を実装してもよい。

また、１系および２系編成内伝送路９１，９２，１系および２系編成間伝送路９５，９６，系間伝送路９３は、ＩＥＥＥ８０２.３規格準拠のＬＡＮやＳＤＨ（Synchronous Digital Hierarchy），ＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode），ＩＥＣ６１３７５で規格化されているＷＴＢ（Wire Train Bus）などの有線伝送手段を使用してもよいし、ＩＥＥＥ８０２.１１規格準拠の無線ＬＡＮなどの無線伝送手段を使用してもよい。また、１系および２系編成内伝送路９１，９２および系間伝送路９３は前記有線伝送手段，１系および２系編成間伝送路９５，９６は前記無線伝送手段、のように別の伝送手段を使用してもよい。

なお、他の編成と併結した時に、併結した２編成の車両が互いに同一方向なのか、あるいは異なる方向なのかを編成間伝送装置２００が判断する必要があるが、これに関しては第１の実施形態の記述と同様である。

ただし、１系および２系編成間伝送装置２０１，２０２が１系および２系編成間伝送路９５，９６を介して、それぞれ相手編成の１系および２系編成間伝送装置２０１，２０２とパケットを送受信することにより、併結した編成の方向を判断することもできる。すなわち、１系および２系編成間伝送装置２０１，２０２が１系および２系編成間伝送路９５，９６へそれぞれ自装置位置を示すパケットを送信する。前記自装置位置を示すパケットは、常に周期的に送信してもよいし、他編成との併結を検出したときのみ有限回数連続して送信してもよい。前記自装置位置とは、１系および２系編成間伝送装置２０１，２０２が設置された車両が先頭車両１０１なのか最後尾車両１０２なのかを示す情報と、１系および２系編成間伝送装置２０１，２０２が接続された伝送路の系を示す情報であり、ＭＡＣアドレスやＩＰアドレスあるいはＴＣＰ／ＩＰやＵＤＰ／ＩＰで使用するポート番号などの識別子で自装置位置を示してもよいし、パケットデータの中に自装置位置を示す情報を実装してもよい。他編成との併結後、１系および２系編成間伝送路９５，９６を介して相手編成の１系および２系編成間伝送装置２０１，２０２が送信した自装置位置を示すパケットを受信し、そのパケットに実装された情報から相手編成の車両の方向を判断する。

ところで、上述の内容では、併結した２編成の車両が互いに異なる方向の場合、自編成から相手編成へ送信するデータは、１系および２系編成間伝送装置２０１，２０２が１系および２系編成間伝送路９５，９６を介して相手編成へ送信する前に、系間伝送路９３を介してそれぞれ２系および１系編成間伝送装置２０２，２０１へ前記データを転送することにより、相手編成の伝送路の１系あるいは２系に合せているが、相手編成から受信した後に自編成の方向性に合せて系間を転送して自編成の編成内伝送装置へデータを中継する方法も考えられる。

そこで、併結した２編成の車両が互いに同一方向の場合、一方の編成から他方の編成へデータを中継するとき、１系および２系編成間伝送装置２０１，２０２は伝送路の系を変換せずそのまま中継することは上述と同様であるが、併結した２編成の車両が互いに異なる方向の場合、図１１に示すように、相手編成から自編成へデータを中継するとき、１系および２系編成間伝送装置２０１，２０２は、相手編成から１系および２系編成間伝送路９５，９６を介して受信したデータを、系間伝送路９３を介してそれぞれ２系および１系編成間伝送装置２０２，２０１へ転送し、自編成の２系および１系編成内伝送路９２，９１へ前記転送されたデータを中継する。

さらに、図１２に示すように、併結する相手編成が１系および２系編成間伝送装置２０１，２０２を搭載していない編成であると、併結した２編成の車両が互いに異なる方向の場合は、自編成の１系および２系編成間伝送装置２０１，２０２において、相手編成から自編成内へデータを中継するときは、相手編成から１系および２系編成間伝送路９５，９６を介して１系および２系編成間伝送装置２０１，２０２が受信したデータを、系間伝送路９３を介してそれぞれ２系および１系編成間伝送装置２０２，２０１へ転送し、２系および１系編成間伝送装置２０２，２０１は自編成の２系および１系編成内伝送装置２２，２１へ前記転送データを中継する。自編成から相手編成へデータを中継するときは、１系および２系編成内伝送路９１，９２を介して１系および２系編成間伝送装置２０１，２０２が受信したデータを、系間伝送路９３を介してそれぞれ２系および１系編成間伝送装置２０２，２０１へ転送し、２系および１系編成間伝送装置２０２，２０１は２系および１系編成間伝送路９６，９５へ前記転送データを送信する。

併結する相手編成が１系および２系編成間伝送装置２０１，２０２を搭載していない編成であるか否かを判断する方法の例は、第１の実施形態の説明の中で述べたように、相手編成の１系および２系編成間伝送装置２０１，２０２がそれぞれ１系および２系編成間伝送路９５，９６へ自装置位置を示すために送信するパケットが受信できなければ、相手編成は１系および２系編成間伝送装置２０１，２０２を搭載していないと判断する。

さらに、１系および２系編成間伝送装置２０１，２０２は、相手編成の１系および２系編成間伝送装置２０１，２０２が自装置位置を示すために送信するパケットを１系および２系編成間伝送路９５，９６から受信できる場合は、図１０あるいは図１１に示す動作を実施し、相手編成が前記自装置位置を示すために送信するパケットを受信できない場合は、図１２に示す動作を実施するとしてもよい。

本実施例では、編成内伝送路が二重化されている情報伝送システムについて説明したが、本発明は三重系以上の多重系伝送システムにも適用可能である。例えば、４重化された伝送システムにおいて、Ａ系，Ｂ系，Ｃ系，Ｄ系がある場合には、編成間でＡ系同士，Ｂ系同士，Ｃ系同士，Ｄ系同士が接続されるように系間伝送路を介してデータの中継を行う。つまり、併結された一方編成の任意の系と他編成の対応する系とが接続されるように系間でデータの中継を行う。

以上、第４の実施形態について説明した。

以上に述べたことにより、本発明では、編成内伝送路が二重化されている情報伝送システムにおいて、複数編成の併結時に、互いの編成の車両の向きを認識し、車両が互いに異なる方向に連結され、二重化された伝送路の系が互いに逆に接続された場合でも、互いの編成の制御装置や編成内伝送装置の設定変更を不要とし、編成間相互で正常なデータ伝送を可能とすることができる。

上述した各実施例においては、編成は先頭車両と最後尾車両と１つ以上の中間車両とで構成されているが、中間車両を有さずに先頭車両と最後尾車両の２つの車両で単位編成を構成する場合においても、上記各実施例を適用することは可能であり、上記各実施例と同様の効果を奏する。

また、単位編成が１つの車両となる場合には、車両の先頭部分と最後尾部分に実施例１〜３に記載の編成間伝送装置２００を備え、もしくは車両の先頭部分と最後尾部分にそれぞれ実施例４に記載の１系編成間伝送装置２０１，２系編成間伝送装置２０２を備える。
この場合の編成間伝送装置の動作は実施例１〜４と同様であり、奏する効果も同様である。

２ 編成内伝送装置
９ 編成内伝送路
２１ １系編成内伝送装置
２２ ２系編成内伝送装置
９０ 編成間伝送路
９１ １系編成内伝送路
９２ ２系編成内伝送路
９３ 系間伝送路
９５ １系編成間伝送路
９６ ２系編成間伝送路
９９ 支線
１００ 中間車両
１０１ 先頭車両
１０２ 最後尾車両
２００ 編成間伝送装置
２０１ １系編成間伝送装置
２０２ ２系編成間伝送装置
９９０ 制御装置あるいは機器
２０００ 演算装置
２００１ 編成間伝送路インタフェース装置
２００２ 編成内伝送路インタフェース装置
２００３ 記憶装置
２００４ 入力装置
２００５ 出力装置
２００６ 系間伝送路インタフェース装置
８０００ パケット
８００１ パケットヘッダ
８００２ パケットデータ

Claims (13)

1. 一車両又は連結された複数車両により構成される編成と他の編成とが併結する編成間でデータ伝送を行う鉄道車両の情報伝送システムにおいて、
   他の編成との併結部分に設置されて前記他の編成と少なくともデータの送信または受信を行う編成間伝送装置と、
   前記編成間伝送装置と編成内伝送路を介して接続され、かつ車両内の制御装置または機器と支線を介して接続されて、前記編成内伝送路と前記支線との間で前記データを中継処理する編成内伝送装置と、を備え、
   前記編成間伝送装置は、他の編成との併結状態を検知する検知手段が、互いに異なる方向に併結されている状態を検知した場合に、
   前記編成内伝送路から受信したデータのうち、車両の方向により設定値が異なるデータを、他の編成の車両の方向に応じて変換して、変換後の前記データを他の編成へ送信するデータ中継手段と、
   他の編成から受信したデータのうち、車両の方向により設定値が異なるデータを、自編成の車両の方向に応じて変換して、変換後の前記データを前記編成内伝送路へ送信するデータ中継手段と、の少なくともいずれか一方のデータ中継手段を備えることを特徴とする列車情報伝送システム。
2. 請求項１記載の列車情報伝送システムにおいて、
   前記編成間伝送装置を有していない他の編成と自編成とが前記併結状態である場合に、前記編成内伝送路から受信したデータを変換して、変換後の前記データを他の編成へ送信するデータ中継手段と、
   他の編成から受信したデータを変換して、変換後の前記データを前記編成内伝送路へ送信するデータ中継手段と、の双方のデータ中継手段を備えていることを特徴とする列車情報伝送システム。
3. 請求項１記載の列車情報伝送システムにおいて、
   前記編成間伝送装置を有している他の編成と自編成とが前記併結状態である場合に、前記編成内伝送路から受信したデータを変換して、変換後の前記データを他の編成へ送信するデータ中継手段と、
   他の編成から受信したデータを変換して、変換後の前記データを前記編成内伝送路へ送信するデータ中継手段と、のいずれか一方のデータ中継手段を備えていることを特徴とする列車情報伝送システム。
4. 請求項１記載の列車情報伝送システムにおいて、
   前記検知手段が前記自編成と他の編成が互いに異なる方向で併結されている状態を検知した場合に、
   前記編成間伝送装置は、他編成から受信した扉開閉動作に関するデータを、動作対象の扉側の面を左右入れ替えるように修正する前記データ中継手段を備えたことを特徴とする列車情報伝送システム。
5. 請求項１記載の列車情報伝送システムにおいて、
   前記検知手段が前記自編成と他の編成が互いに異なる方向で併結されている状態を検知した場合に、
   前記編成間伝送装置は、他編成へ扉開閉動作に関するデータを送信する前に、動作対象の扉側の面を左右入れ替えるように修正する前記データ中継手段を備えたことを特徴とする列車情報伝送システム。
6. 一車両又は連結された複数車両により構成されて多重系の編成内伝送路によりデータの伝送を行う編成と、多重系の編成内伝送路によりデータの伝送を行う他の編成と、が併結する編成間でデータ伝送を行う鉄道車両の多重系情報伝送システムにおいて、
   他の編成との併結部分に設置されて多重系の編成間伝送路を介して前記他の編成と少なくともデータの送信または受信を行う多重系の編成間伝送装置と、
   多重系の前記編成間伝送装置と多重系の編成内伝送路を介して接続され、かつ車両内の制御装置または機器と支線を介して接続されて、前記編成内伝送路と前記支線との間で前記データを中継処理する編成内伝送装置と、
   多重系の前記編成間伝送装置の間で互いにデータ伝送が可能な系間伝送路と、を備え、 前記編成間伝送装置は、他の編成との併結状態を検知する検知手段が、互いに異なる方向に併結されている状態を検知した場合に、
   前記編成内伝送路から受信したデータを、前記系間伝送路を介して他系の前記編成間伝送装置へ送信して、前記他系の編成間伝送装置が受信した前記データを他の編成へ送信するデータ中継手段と、
   他の編成から受信したデータを、前記系間伝送路を介して他系の前記編成間伝送装置へ送信して、前記他系の編成間伝送装置が受信した前記データを前記編成内伝送路へ送信するデータ中継手段と、の少なくともいずれか一方のデータ中継手段を備えることを特徴とする多重系列車情報伝送システム。
7. 請求項６記載の多重系列車情報伝送システムにおいて、
   前記多重系の編成間伝送装置は、自編成と他の編成で対応する系が接続されるように他系の前記編成間伝送装置へデータ伝送を行うことを特徴とする多重系列車情報伝送システム。
8. 請求項６記載の多重系列車情報伝送システムにおいて、
   前記多重系の編成間伝送装置を有していない他の編成と自編成とが前記併結状態である場合に、前記編成内伝送路から受信したデータを、前記系間伝送路を介して他系の前記編成間伝送装置へ送信して、前記他系の編成間伝送装置が受信した前記データを他の編成へ送信するデータ中継手段と、
   他の編成から受信したデータを、前記系間伝送路を介して他系の前記編成間伝送装置へ送信して、前記他系の編成間伝送装置が受信した前記データを前記編成内伝送路へ送信するデータ中継手段と、の双方のデータ中継手段を備えていることを特徴とする多重系列車情報伝送システム。
9. 請求項６記載の多重系列車情報伝送システムにおいて、
   前記編成間伝送装置を有している他の編成と自編成とが前記併結状態である場合に、前記編成内伝送路から受信したデータを、前記系間伝送路を介して他系の前記編成間伝送装置へ送信して、前記他系の編成間伝送装置が受信した前記データを他の編成へ送信するデータ中継手段と、
   他の編成から受信したデータを、前記系間伝送路を介して他系の前記編成間伝送装置へ送信して、前記他系の編成間伝送装置が受信した前記データを前記編成内伝送路へ送信するデータ中継手段と、のいずれか一方のデータ中継手段を備えていることを特徴とする多重系列車情報伝送システム。
10. 請求項１乃至請求項５に記載の列車情報伝送システムを備えたことを特徴とする車両。
11. 請求項６乃至請求項９に記載の多重系列車情報伝送システムを備えたことを特徴とする車両。
12. 請求項１記載の列車情報伝送システムにおいて、
    前記検知手段が前記特定の併結状態として前記自編成と他の編成が互いに異なる方向で併結されている状態を検知した場合に、
    前記編成間伝送装置は、他編成から受信した車両の進行方向に関するデータを、自編成の動作対象の進行方向を入れ替えるように修正する前記データ中継手段を備えたことを特徴とする列車情報伝送システム。
13. 請求項１記載の列車情報伝送システムにおいて、
    前記検知手段が前記特定の併結状態として前記自編成と他の編成が互いに異なる方向で併結されている状態を検知した場合に、
    前記編成間伝送装置は、他編成へ車両の進行方向に関するデータを送信する前に、他の編成の動作対象の進行方向を入れ替えるように修正する前記データ中継手段を備えたことを特徴とする列車情報伝送システム。

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