JP2016016804A - 車上データベース更新システム及び車上データベース更新方法 - Google Patents

Abstract

【課題】異常な車上データベースをその更新前に検知することで、無線通信におけるいわゆる「成りすまし」行為などを未然に防止できる車上データベース更新システム及び更新方法を提供する。
【解決手段】車上データベース（ＤＢ）更新システム１は、地上装置３の車上管理ＤＢ１０が車上装置２に伝送され、改正車上ＤＢ１１の領域に格納され、地上装置３は、車上装置２から地上装置３に返送された改正車上ＤＢ情報１６と、車上管理ＤＢ情報１７とを照合し、改正車上ＤＢ１１による更新を判断し、車上データベース（ＤＢ）更新方法は、車上管理ＤＢ１０を車上装置２に伝送するステップと、改正車上ＤＢ１１の領域に格納するステップと、車上装置２が車上ＤＢ情報を地上装置３に送信するステップと、地上装置３が受信した改正車上ＤＢ情報１６と、地上装置３で管理する車上管理ＤＢ情報１７とを照合するステップと、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、車上データベース更新システム及び車上データベース更新方法に係り、特に、車上装置に設けられた車上データベースと、地上装置に設けられた地上データベースを備えて列車の運行を制御する車上データベース更新システム及び車上データベース更新方法に関する。

図４に、従来の車上データベース管理システム２０をブロック図で示す。車上データベース管理システム２０は、車上装置２２及び地上装置２３から構成される。列車３５に搭載される車上装置２２は、車上無線通信部２４、車上制御部２６、及び車上データ記憶部２８を備える。地上装置２３は、地上無線通信部２５、地上制御部２７を備える。車上無線通信部２４は、車上無線通信アンテナ３２、及び地上無線通信アンテナ３３を介して地上無線通信部２５と送受信を行う。さらに、車上データ記憶部２８には車上データベース２９が格納され、地上制御部２７には、車上管理データベース３０が格納される。

近年、列車を制御するための地上設備を削減するために、地上設備の構成や制御条件を車上データベースとして車上装置に保持させ、列車を制御するシステムが提案され実施されている。このため、地上設備の工事などにより地上設備の構成や制御条件が変更になった場合には、各車上装置が保持する現行車上データベースを更新する必要がある。この場合、地上装置において車上管理データベースを無線通信を介して車上装置に伝送する。

図５に、従来の車上データベース更新方法の概略構成をフローチャートで示す。地上装置２３で管理される車上管理データベース３０は、下記のフローチャートに示す車上データベース更新方法により更新される。なお、各ステップは、符号Ｓ１〜Ｓ５が付される。

まず、地上装置２３が各列車３５に搭載された車上データベース２９のうちで更新の対象となる車上データベース２９を有する車上装置２２を選択する（Ｓ１）。次に、地上装置２３の地上無線通信部２５から無線通信網１８を介して地上装置２３に記憶された車上管理データベース３０を車上装置２２に伝送する（Ｓ２）。そして、車上装置２２の車上無線通信部２４は車上管理データベース３０を受信する（Ｓ３）。車上装置２２は受信した車上管理データベース３０を車上データ記憶部２８に記憶する（Ｓ４）。そして、車上装置２２は記憶された車上管理データベース３０を読み込み列車３５の制御に使用する（Ｓ５）。この作業は、更新の対象となる車上データベース２９を有する車上装置２２のすべてを対象に実施される。

しかし、無線通信を利用して車上管理データベースを車上装置に伝送する場合には、地上装置の「成りすまし」により改ざんされた異常なデータが伝送される恐れがある。その結果、異常な改正車上データベースが現行の車上データベース２９に代わって更新され、列車３５の運行が制御される虞がある。そこで、データベースのバージョンにより管理する方法が提案されている。

例えば、特許文献１には、列車上のデータベースの更新状態が適正であることを確実に検出する車上データベース管理方法が開示されている。ここでは、列車の運行に先立って設定される車上データベースを有する車上制御装置と、地上データベースを有し列車に制御用電文を送付する地上制御装置と、車上制御装置と地上制御装置間の制御情報を伝送する伝送手段とを有し、車上制御装置または地上制御装置において、地上データベースが有するバージョン情報と車上データベースが有するバージョン情報とを照合し、照合結果が不一致の場合、列車の運行を停止させる、ことが記載されている。

また、マスタデータベースにより管理する方法が提案されている。例えば、特許文献２には、列車の運行を停止することなく、車上データベース及び地上データベースとマスタデータベースとの間におけるデータの同一性を保証する車輛データ管理システムが開示されている。ここでは、運転士が車上制御装置の電源をオンにして起動すると起動報知信号が送受信部から中央制御装置の送受信部に伝送され、マスタデータベース管理手段が送受信部を介して起動報知信号を入力すると、車上データベースに格納されるべき最新のデータをマスタデータベースから取り出し、これを送受信部を介して車上データベースに対してダウンロードする、ことが記載されている。

特開平１０−２４８４５号公報 特開２００６−３２１２６４号公報

従来の車上データベース管理システムでは、地上装置から伝送された車上管理データベースのバージョンと、地上装置で管理する車上管理データベースのバージョンとを地上装置又は車上装置により照合してデータの正当性を判断するシステムであった。そして、両者が不一致の場合には列車の運行を停止する方式が採用されていた。

この方式では、正規のバージョンとは異なるバージョンを伝送した場合にはバージョンの照合により異常が検出できる。しかし、無線通信においてバージョンは変更されずにデータの内容が改ざんされた場合には異常を検知できないという問題がある。

さらに、この異常を検知できるのは現行車上データベースが改正車上データベースに更新後であり、異常なデータによる混乱を未然に防止できないという問題がある。

本願の目的は、かかる課題を解決し、異常な車上データベースをその更新前に検知することで、無線通信におけるいわゆる「成りすまし」行為などを未然に防止できる車上データベース更新システム及び更新方法を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明に係る車上データベース更新システムは、車上装置と地上装置とからなる車上データベース更新システムにおいて、地上装置に記憶された車上管理データベースが車上装置に伝送され、改正車上データベースとして改正車上データベースの領域に格納され、地上装置は、車上装置から地上装置に返送された改正車上データベース情報と、地上装置で管理する車上管理データベース情報とを照合し、改正車上データベースによる更新を判断することを特徴とする。

上記構成により、車上データベース更新システムは、地上装置が車上装置から地上装置に返送された改正車上データベース情報と、地上装置で管理する車上管理データベース情報とを照合し、現行車上データベースの更新を判断する。これにより、無線通信により地上装置から車上装置に伝送される際に「成りすまし」などによりデータが改ざんされたり、異常なデータが混入されたりする事態が防止できる。

また、地上装置から更新データとして車上装置に伝送された改正車上データベースに異常が内在していた場合であっても、地上装置が車上装置から地上装置に返送された改正車上データベース情報と、地上装置の車上管理データベース情報とを照合し、改正車上データベースの異常を容易に検知できる。従って、車上装置において異常を含む改正車上データベースが実行されるのが防止できる。

また、車上データベース更新システムは、地上装置が改正車上データベース情報と、車上管理データベース情報とを照合し、一致する場合は、改正車上データベースを車上装置に展開させることが好ましい。これにより、車上管理データベースとの照合により車上装置に伝送された改正車上データベースに異常がない場合には、速やかに改正車上データベースが車上装置に展開され、列車運行に支障をきたすことなく交通の安全性が担保される。

また、車上データベース更新システムは、地上装置が改正車上データベース情報と、車上管理データベース情報とを照合し、一致しない場合は現行車上データベースを車上装置に展開させることが好ましい。これにより、車上管理データベースとの照合により車上装置に伝送された改正車上データベースに異常がある場合には、速やかに現行車上データベースが車上装置に展開され、異常なデータによる混乱を回避して交通の安全性が担保される。

また、車上データベース更新システムは、改正車上データベース情報及び車上管理データベース情報には、ハッシュ値が含まれることが好ましい。これにより、ハッシュ値を確認することで車上データベースに改ざんなどの異常があったか否かが明確に判断できる。

上記目的を達成するため、本発明に係る車上データベース更新方法は、地上装置に記憶された車上管理データベースを車上装置に伝送するステップと、改正車上データベースとして現行車上データベースの領域に格納するステップと、車上装置が改正車上データベース情報を地上装置に送信するステップと、地上装置が受信した改正車上データベース情報と、地上装置で管理する車上管理データベース情報とを照合するステップと、を備えることを特徴とする。

上記構成により、車上データベース更新方法は、車上装置から地上装置に返送された改正車上データベースと、地上装置の車上管理データベースとを照合するステップを含む。このステップにより現行車上データベースの更新の正当性が判断される。これにより、無線通信により地上装置から車上装置に無線通信により伝送される際に「成りすまし」などによりデータが改ざんされたり、異常なデータが混入されたりする事態が防止できる。

また、地上装置から更新データとして車上装置に伝送された改正車上データベースに異常が内在していた場合であっても、車上装置から地上装置に返送された改正車上データベース情報と、地上装置の車上管理データベース情報とを照合し、改正車上データベースの異常を容易に検知できる。従って、車上装置において異常を含む改正車上データベースが実行されるのが防止できる。

また、車上データベース更新方法は、地上装置が前記照合した改正車上データベース情報と、車上管理データベース情報とが一致する場合は、改正車上データベースを車上装置に展開させるステップを備えることが好ましい。これにより、車上管理データベースとの照合により車上装置に伝送された改正車上データベースに異常がない場合には、速やかに改正車上データベースが車上装置に展開され、列車運行に支障をきたすことなく交通の安全性が担保される。

また、車上データベース更新方法は，地上装置が前記照合した改正車上データベース情報と、車上管理データベース情報とが一致しない場合は現行車上データベースを車上装置に展開させることが好ましい。これにより、車上管理データベースとの照合により車上装置に伝送された改正車上データベースに異常がある場合には、速やかに現行車上データベースが車上装置に展開され、異常なデータによる混乱を回避して交通の安全性が担保される。

さらに、車上データベース更新方法は，改正車上データベース情報及び車上管理データベース情報には、ハッシュ値が含まれることが好ましい。これにより、ハッシュ値を確認することで車上データベースに改ざんなどの異常があったか否かが明確に判断できる。

以上のように、本発明に係る車上データベース更新システム及び更新方法によれば、異常な車上データベースをその更新前に検知することで、無線通信におけるいわゆる「成りすまし」行為などを未然に防止できる車上データベース更新システム及び更新方法を提供することができる。

本発明に係る車上データベース更新システムの１つの実施形態の概略構成を示すブロック図である。 車上データベースの照合及び更新の流れを示す説明図である。 本発明に係る車上データベース更新方法の概略構成を示すフローチャートである。 従来の車上データベース管理システムを示すブロック図である。 従来の車上データベース更新方法の概略構成を示すフローチャートである。

（車上データベース更新システム）
以下に、図面を用いて本発明に係る車上データベース更新システム１の実施形態につき、詳細に説明する。図１に、本発明に係る車上データベース更新システム１の１つの実施形態の概略構成をブロック図で示す。

車上データベース更新システム１は、車上装置２と地上装置３とから構成される。列車１５に搭載される車上装置２は、車上無線通信部４、車上制御部６、及び車上データ記憶部８を備える。地上装置３は、地上無線通信部５、地上制御部７、及びデータベース照合部１４を備える。車上無線通信部４は、車上無線通信アンテナ１２、及び地上無線通信アンテナ１３を介して地上無線通信部５と送受信を行う。さらに、車上データ記憶部８には車上データベース９が格納され、地上制御部７には、車上管理データベース１０が格納される。

図２に、車上データベースの照合及び更新の流れを示す。車上装置２の車上制御部６は、現行車上データベース９を改正車上データベース１１に切り替える。この改正車上データベース１１は、地上装置３が管理する車上管理データベース１０が無線通信網１８を介して地上無線通信部５から車上無線通信部４へ送信される。そして、車上装置２の車上データ記憶部８に収納される。この車上データ記憶部８は、車上制御部６の一部であっても良い。この無線通信網１８を介した送信及び受信の際に、いわゆる「成りすまし」行為が行われてしまう可能性がある。この「成りすまし」は、単なるいたずらである場合、ハッカーであったり、愉快犯であったり、更にはテロリズムの可能性も考えられる。

この無線通信網１８を介した送信及び受信の際に、いわゆる「成りすまし」行為を防止するために、車上データベース記憶部８の所定の領域に格納された改正車上データベース１１から改正車上データベース情報１６を生成する。この情報の生成には、例えば、後述するハッシュ値などのセキュリティの高い手段が用いられる。次に、改正車上データベース情報１６は、無線通信網１８を介して車上無線通信部４から地上無線通信部５へ送信される。 そして、地上装置３の地上制御部７に収納される。地上装置３は、車上装置２から地上装置３に返送された改正車上データベース情報１６と、地上装置３の車上管理データベース情報１７と、をデータベース情報照合部１４に照合させる。

すなわち、地上装置３のデータベース情報照合部１４は、改正車上データベース情報１６と、車上管理データベース情報１７とを照合し、一致する場合は、改正車上データベース１１を車上装置２に展開させる。これにより、車上装置２に伝送された改正車上データベース１１に異常が無いことが判明する。そして、速やかに改正車上データベース１１が車上装置２に展開され、列車運行に支障をきたすことなく交通の安全性が担保される。

一方、地上装置３は、改正車上データベース情報１６と、車上管理データベース情報１７とを照合し、一致しない場合は現行車上データベース９を車上装置２に展開させる。これにより、車上装置２に伝送された改正車上データベース１１に異常があることが判明する。そして、速やかに現行車上データベース９が車上装置２に展開され、異常なデータによる混乱を回避して交通の安全性が担保される。

改正車上データベース情報１６及び車上管理データベース情報１７には、ハッシュ値が含まれる。ハッシュ値とは、元のデータから一定の計算手順により求められた、そのデータの特徴を表す固定長の疑似乱数をいう。このハッシュ値は、元のデータの長さによらず関数ごとに一定の大きさになっている。従って、同じデータからは必ず同じハッシュ値が得られる。しかし、少しでもデータが異なると全く異なるハッシュ値となる。さらに、ハッシュ値から元のデータを復元することや、同じハッシュ値を持つ別のデータを生成することは極めて困難である。

改正車上データベース情報１６及び車上管理データベース情報１７に、このハッシュ値を用いることで、相互の情報が一致するか否かが容易に判定できる。また、ハッシュ値自体を偽造することも極めて困難であり、セキュリティの高い情報となる。このハッシュ値を用いることで無線通信におけるいわゆる「成りすまし」行為などを未然に防止できる。ただし、本発明の実施においては、ハッシュ値以外の技術であり、同様の効果を有する技術はすべて含まれる。

（車上データベース更新方法）
図３に、本発明に係る車上データベース更新方法の概略構成をフロー図で示す。地上装置３で管理される現行車上データベース９は、下記のフローチャートに示す車上データベース更新方法により更新される。なお、各ステップは、符号Ｓ１〜Ｓ８，８‘が付される。

まず、地上装置３が各列車１５に搭載された現行車上データベース９のうちで更新の対象となる現行車上データベース９を有する車上装置２を選択する（Ｓ１）。次に、地上装置３の地上無線通信部５から無線通信網１８を介して地上装置３に記憶された車上管理データベース１０を車上装置２に伝送する（Ｓ２）。そして、車上装置２の車上無線通信部４は車上管理データベース１０を受信する（Ｓ３）。車上装置２は、受信した車上管理データベース１０を改正車上データベース１１として改正車上データベース１１の領域に格納する（Ｓ４）。次に、車上装置２は、改正車上データベース１１から改正車上データベース情報１６を作成し、地上装置３に返送する（Ｓ５）。地上装置３は、返送された改正車上データベース情報１６を車上管理データベース情報１７と照合する（Ｓ７）。

地上装置３は、改正車上データベース情報１６と、車上管理データベース情報１７とを照合した結果、双方のデータが一致する場合には、改正車上データベース１１を車上装置２に展開させる。一方、地上装置３に返送された改正車上データベース情報１６と、車上データベース情報１７とが一致しない場合は、地上装置３は、現行車上データベース９を車上装置２に展開させる。

そして、車上装置２は記憶された現行車上管理データベース９又は改正車上管理データベース１１を、列車１５の制御に使用する。この作業は、更新の対象となる車上データベース９を有する車上装置２のすべてを対象に実施される。

以上の実施形態で説明された構成、形状、大きさ、及び配置関係については、本発明が理解、実施できる程度に概略的に示したものにすぎない。従って、本発明は、説明された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができる。

１ 車上データベース更新システム、２，２２ 車上装置、３，２３ 地上装置、４，２４ 車上無線通信部、５，２５ 地上無線通信部、６，２６ 車上制御部、７，２７ 地上制御部、８，２８ 車上データ記憶部、９，２９ （現行）車上データベース、１０，３０ 車上管理データベース、１１，３１ 改正車上データベース、１２，３２ 車上無線通信アンテナ、１３，３３ 地上無線通信アンテナ、１４ データベース情報照合部、１５，３５ 列車、１６ 改正車上データベース情報、１７ 車上管理データベース情報、１８ 無線通信網、２０ 車上データベース管理システム。

Claims (8)

1. 車上装置と地上装置とからなる車上データベース更新システムにおいて、
   地上装置に記憶された車上管理データベースが車上装置に伝送され、改正車上データベースとして改正車上データベースの領域に格納され、
   地上装置は、車上装置から地上装置に返送された改正車上データベース情報と、地上装置で管理する車上管理データベース情報とを照合し、改正車上データベースによる更新を判断することを特徴とする車上データベース更新システム。
2. 請求項１に記載の車上データベース更新システムであって、地上装置は、改正車上データベース情報と、車上管理データベース情報とを照合し、一致する場合は、改正車上データベースを車上装置に展開させることを特徴とする車上データベース更新システム。
3. 請求項１に記載の車上データベース更新システムであって、地上装置は、改正車上データベース情報と、車上管理データベース情報とを照合し、一致しない場合は現行車上データベースを車上装置に展開させることを特徴とする車上データベース更新システム。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車上データベース更新システムであって、改正車上データベース情報及び車上管理データベース情報には、ハッシュ値が含まれることを特徴とする車上データベース更新システム。
5. 地上装置に記憶された車上管理データベースを車上装置に伝送するステップと、
   改正車上データベースとして現行車上データベースの領域に格納するステップと、
   車上装置が改正車上データベース情報を地上装置に送信するステップと、
   地上装置が受信した改正車上データベース情報と、地上装置で管理する車上管理データベース情報とを照合するステップと、
   を備えることを特徴とする車上データベース更新方法。
6. 請求項５に記載の車上データベース更新方法であって、地上装置は、前記照合した改正車上データベース情報と、車上管理データベース情報とが一致する場合は、改正車上データベースを車上装置に展開させるステップを備えることを特徴とする車上データベース更新方法。
7. 請求項５に記載の車上データベース更新方法であって、地上装置は、前記照合した改正車上データベース情報と、車上管理データベース情報とが一致しない場合は現行車上データベースを車上装置に展開させることを特徴とする車上データベース更新方法。
8. 請求項５乃至７のいずれか１項に記載の車上データベース更新方法であって、改正車上データベース情報及び車上管理データベース情報には、ハッシュ値が含まれることを特徴とする車上データベース更新システム。
   

Images