JP2017225251A - 無線通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】列車内における無線通信システムの設置スペースを低減可能な技術を提供することを目的とする。【解決手段】第１本体装置及び第２本体装置の一方が、第１ユーザインタフェース及び第２ユーザインタフェースの両方を制御し、かつ第１本体装置及び第２本体装置の他方が一方の予備として用いられる第１制御モードと、第１本体装置が第１ユーザインタフェースを独立に制御し、かつ第２本体装置が第２ユーザインタフェースを独立に制御する第２制御モードとが規定されている。第１本体装置、第１ユーザインタフェース、第２本体装置、及び、第２ユーザインタフェースが、引き通し線を介して通信を行うことによって第１制御モード及び第２制御モードを選択的に実行する。【選択図】図３

Description

本発明は、列車に搭載される無線通信システムに関する。

従来、地上局と無線通信可能な無線装置が、列車の車両編成の先頭及び最後尾のそれぞれに配置されており、各無線装置は、本体装置と、操作部などのユーザインタフェースとから基本的に構成される。

車両編成の先頭及び最後尾に配置された二つの無線装置のシステムとしては、非特許文献１に記載されるように、二つの無線装置の本体装置間で冗長制御を行うことによって、制御を二重化するシステムがある。また、これとは別に、二つの無線装置の本体装置のそれぞれが独立に制御を行うことによって、制御を二重化しないシステムもある。鉄道会社の運行管理方式の違いと冗長性の考え方の違いとによって、どちらかのシステムが採用されている。

デジタル列車無線システム共通仕様書、１．０版、第１分冊、社団法人関東鉄道会社協会、ｐ．１−１９

近年、列車が、複数の鉄道会社間の線路を相互乗入して走行するケースが増えている。しかしながら、上述のような事情により、鉄道会社によって無線通信システムが異なることがある。このため、乗入する列車では、その運転台に複数の無線通信システムの無線装置が搭載され、乗務員が走行している線路に合わせて無線装置を使い分けている。この結果、複数の鉄道会社間の線路を乗入する列車内において、無線通信システムの設置スペースが大きくなってしまうという問題がある。

そこで、本発明は、上記のような問題点を鑑みてなされたものであり、列車内における無線通信システムの設置スペースを低減可能な技術を提供することを目的とする。

本発明に係る無線通信システムは、列車に搭載された第１ユーザインタフェース及び第２ユーザインタフェースと、前記列車に搭載され、前記列車の外部と無線通信が可能な第１本体装置及び第２本体装置とを備える。前記第１本体装置、前記第１ユーザインタフェース、前記第２本体装置、及び、前記第２ユーザインタフェースは、引き通し線によって通信可能に接続される。前記第１本体装置及び前記第２本体装置の一方が、前記第１ユーザインタフェース及び前記第２ユーザインタフェースの両方を制御し、かつ前記第１本体装置及び前記第２本体装置の他方が前記一方の予備として用いられる第１制御モードと、前記第１本体装置が前記第１ユーザインタフェースを独立に制御し、かつ前記第２本体装置が前記第２ユーザインタフェースを独立に制御する第２制御モードとが規定される。前記第１本体装置、前記第１ユーザインタフェース、前記第２本体装置、及び、前記第２ユーザインタフェースが、前記引き通し線を介して通信を行うことによって前記第１制御モード及び前記第２制御モードを選択的に実行する。

本発明によれば、第１本体装置、第１ユーザインタフェース、第２本体装置、及び、第２ユーザインタフェースが、引き通し線を介して通信を行うことによって第１制御モード及び第２制御モードを選択的に実行する。これにより、列車内における無線通信システムの設置スペースを低減することができる。

第１関連システムの構成を示すブロック図である。 第２関連システムの構成を示すブロック図である。 実施の形態１に係る無線通信システムの構成を示すブロック図である。 実施の形態１に係る無線通信システムの動作を示すブロック図である。 実施の形態１に係る無線通信システムの動作を示すブロック図である。 変形例３に係る無線通信システムの動作を示すブロック図である。

＜実施の形態１＞
まず、本発明の実施の形態１に係る無線通信システムについて説明する前に、これと関連する第１及び第２無線通信システムである第１及び第２関連システムについて説明する。

図１は、第１関連システムの構成を示すブロック図である。第１関連システムは、列車の車両２１−１〜２１−Ｎ（Ｎ≧２）のうち、先頭の車両である１号車両２１−１に搭載された本体装置１ａ及びユーザインタフェース２ａと、最後尾の車両であるＮ号車両２１−Ｎに搭載された本体装置１ｂ及びユーザインタフェース２ｂとを備える。

本体装置１ａ及びユーザインタフェース２ａは、通信線３ａで通信可能に接続され、無線装置１０ａを構成している。同様に、本体装置１ｂ及びユーザインタフェース２ｂは、有線などの通信線３ｂで通信可能に接続され、無線装置１０ｂを構成している。

本体装置１ａ，１ｂは、車両編成前後に亘って配設された有線などからなる引き通し線４で通信可能に接続されている。この引き通し線４を用いた通信によって、本体装置１ａは、引き通し線４及び本体装置１ｂを介してユーザインタフェース２ｂを制御可能となっており、本体装置１ｂは、引き通し線４及び本体装置１ａを介してユーザインタフェース２ａを制御可能となっている。

このような構成において、本体装置１ａ，１ｂの一方が、ユーザインタフェース２ａ，２ｂの両方を制御し、本体装置１ａ，１ｂの他方が一方の予備として用いられるように、本体装置１ａ，１ｂは連動して制御を行う。以下、この制御を「冗長制御」と呼ぶ。

図２は、第２関連システムの構成を示すブロック図である。以下、第２関連システムで説明する構成要素のうち、第１関連システムと同じまたは類似する構成要素については同じ参照符号を付し、異なる内容について主に説明する。

第２関連システムでは、第１関連システムと異なり、図１の引き通し線４が配設されておらず、本体装置１ａ，１ｂの間では、ユーザインタフェース２ａ，２ｂの制御に関して通信を行わない。このため、本体装置１ａはユーザインタフェース２ａを個別及び独立に制御し、かつ本体装置１ｂはユーザインタフェース２ｂを個別及び独立に制御する。以下、この制御を「独立制御」と呼ぶ。

ところで、鉄道会社毎に、第１及び第２関連システムのいずれかが適用されている。しかしながら、列車が、複数の鉄道会社間の線路を乗入して走行する場合には、第１及び第２関連システムの無線装置の両方を搭載しなければならない場合がある。この場合、列車内における無線装置の設置スペース、ひいては無線通信システムの設置スペースが大きくなってしまうという問題がある。これに対して、以下に説明する本実施の形態１に係る無線通信システムでは、設置スペースを低減することが可能となっている。

図３は、本実施の形態１に係る無線通信システムの構成を示すブロック図である。以下、本実施の形態１に係る無線通信システムで説明する構成要素のうち、第１関連システムと同じまたは類似する構成要素については同じ参照符号を付し、異なる内容について主に説明する。

本実施の形態１では、本体装置１ａ、ユーザインタフェース２ａ、本体装置１ｂ、及び、ユーザインタフェース２ｂは、引き通し線４によって通信可能に接続されている。なお、本発明に係る第１本体装置及び第１ユーザインタフェースは、図３の本体装置１ａ及びユーザインタフェース２ａと呼ぶことができ、本発明に係る第２本体装置及び第２ユーザインタフェースは、図３の本体装置１ｂ及びユーザインタフェース２ｂと呼ぶことができる。

本体装置１ａは、列車の外部である図示しない地上局と無線通信が可能となっており、本体装置１ａが、当該無線通信、及び、引き通し線４を用いた通信を行うことによって、例えば、地上局とユーザインタフェース２ａ，２ｂとが通信可能となる。同様に、本体装置１ｂは、上記地上局と無線通信が可能となっており、本体装置１ｂが、当該無線通信、及び、引き通し線４を用いた通信を行うことによって、例えば、地上局とユーザインタフェース２ａ，２ｂとが通信可能となる。

ユーザインタフェース２ａ，２ｂのそれぞれは、入力操作を受け付けるボタンなどの操作部、及び、各種情報を表示する表示装置などの表示部、の少なくともいずれか１つを含む。

本実施の形態１では、ユーザインタフェース２ａは、本体装置１ａから引き通し線４を介して第１現用系信号を受信した場合には、本体装置１ｂからの信号に関わらず本体装置１ａの制御に従う。また、ユーザインタフェース２ａは、本体装置１ａから引き通し線４を介して第１予備系信号を受信し、かつ本体装置１ｂから引き通し線４を介して第２現用系信号を受信した場合には、本体装置１ｂの制御に従う。

同様に、本実施の形態１では、ユーザインタフェース２ｂは、本体装置１ｂから引き通し線４を介して第２現用系信号を受信した場合には、本体装置１ａからの信号に関わらず本体装置１ｂの制御に従う。また、ユーザインタフェース２ｂは、本体装置１ｂから引き通し線４を介して第２予備系信号を受信し、かつ本体装置１ａから引き通し線４を介して第１現用系信号を受信した場合には、本体装置１ａの制御に従う。

なお、ユーザインタフェース２ａ，２ｂのそれぞれが、以上のように動作するためには、受信した現用系信号が、第１現用系信号及び第２現用系信号のいずれであるかを判定すること、並びに、受信した予備系信号が、第１予備系信号及び第２予備系信号のいずれであるかを判定すること、が好ましい。

そこで、本実施の形態１では、本体装置１ａ及びユーザインタフェース２ａには、列車に含まれる第１車両である１号車両２１−１の号車番号が通信線５ａから入力され、本体装置１ｂ及びユーザインタフェース２ｂには、列車に含まれる第２車両であるＮ号車両２１−Ｎの号車番号が通信線５ｂから入力されるように構成されている。このような構成によれば、本体装置１ａが、第１現用系信号に１号車両２１−１の号車番号を含めて送信すること、及び、本体装置１ｂが、第２現用系信号にＮ号車両２１−Ｎの号車番号を含めて送信することが可能となる。

このため、ユーザインタフェース２ａは、通信線５ａから入力された１号車両２１−１の号車番号と、引き通し線４から受信した現用系信号に含まれる号車番号とが一致する場合には、当該現用系信号を第１現用系信号と判定し、一致しない場合には当該現用系信号を第２現用系信号と判定することができる。また、現用系信号の判定と同様に予備系信号の判定を行うことにより、ユーザインタフェース２ａは、引き通し線４から受信した予備系信号が、第１予備系信号及び第２予備系信号のいずれであるかを判定することができる。また、ユーザインタフェース２ｂも、ユーザインタフェース２ａと同様に現用系信号及び予備系信号の判定を行うことができる。

詳細は後述するが、本実施の形態１に係る無線通信システムでは、第１関連システムの冗長制御と同様の制御が行われる第１制御モードである冗長制御モードと、第２関連システムの独立制御と同様の制御が行われる第２制御モードである独立制御モードとが規定されている。

そして、本実施の形態１に係る無線通信システムは、本体装置１ａ、ユーザインタフェース２ａ、本体装置１ｂ、及び、ユーザインタフェース２ｂが、引き通し線４を介して通信を行うことによって、冗長制御モード及び独立制御モードを選択的に実行するように構成されている。

さらに本実施の形態１に係る無線通信システムは、列車が、一の鉄道会社の区間の線路から別の鉄道会社の線路に乗入れた場合に、実行すべき制御モードを冗長制御モード及び独立制御モードの一方から他方に切り替えるように構成されている。ここで、本発明に係る第１区間は、一の鉄道会社の区間と呼ぶことができ、本発明に係る第２区間は、別の鉄道会社の区間と呼ぶことができる。

図４は、本実施の形態１に係る無線通信システムが冗長制御モードを実行する際の、引き通し線４での通信を説明するための図である。ここでは、本体装置１ａが現用系の装置であり、本体装置１ｂが予備系の装置であること、及び、冗長制御モードの実行前には独立制御モードが実行されていることを前提として説明する。

まず、例えば、地上局との無線通信に基づいて列車が一の鉄道会社の線路に乗入れたと判定された場合に、本体装置１ａは、引き通し線４を介して第１現用系信号を、本体装置１ｂ、ユーザインタフェース２ａ，２ｂに送信するとともに、引き通し線４を介して第２予備系信号の送信を要求する。本体装置１ｂは、当該要求を受けた場合に、引き通し線４を介して第２予備系信号を、本体装置１ａ、ユーザインタフェース２ａ，２ｂに送信するとともに、本体装置１ａの予備として動作する。

このように、冗長制御モードを実行する場合には、本体装置１ａ及び本体装置１ｂは、第１現用系信号及び第２予備系信号をそれぞれ送信する。ユーザインタフェース２ａは、第１現用系信号及び第２予備系信号を受信するので、本体装置１ａの制御に従う。ユーザインタフェース２ｂは、第１現用系信号及び第２予備系信号を受信するので、本体装置１ａの制御に従う。

以上により、冗長制御モードでは、本体装置１ａが、ユーザインタフェース２ａ，２ｂの両方を制御し、かつ本体装置１ｂが本体装置１ａの予備として用いられる。この結果、例えば、本体装置１ａは、ユーザインタフェース２ａ，２ｂで受け付けた操作内容を地上局に送信したり、地上局が送信した各種情報をユーザインタフェース２ａ，２ｂに表示させたりする。

図５は、本実施の形態１に係る無線通信システムが独立制御モードを実行する際の、引き通し線４で通信を説明するための図である。ここでは、独立制御モードの実行前には冗長制御モードが実行されていることを前提として説明する。

まず、例えば、地上局との無線通信に基づいて列車が別の鉄道会社の線路に乗入れたと判定された場合に、本体装置１ａは、引き通し線４を介して第１現用系信号を、本体装置１ｂ、ユーザインタフェース２ａ，２ｂに送信するとともに、引き通し線４を介して本体装置１ｂに第２現用系信号の送信を要求する。本体装置１ｂは、当該要求を受けた場合に、引き通し線４を介して第２現用系信号を、本体装置１ａ、ユーザインタフェース２ａ，２ｂに送信するとともに、本体装置１ａの予備として動作することを解除する。

このように、独立制御モードを実行する場合には、本体装置１ａ及び本体装置１ｂは、第１現用系信号及び第２現用系信号をそれぞれ送信する。ユーザインタフェース２ａは、第１現用系信号及び第２現用系信号を受信するので、冗長制御モードと同様に本体装置１ａの制御に従う。ユーザインタフェース２ｂは、第１現用系信号及び第２現用系信号を受信するので、冗長制御モードと異なり本体装置１ｂの制御に従う。

以上により、独立制御モードでは、本体装置１ａが、ユーザインタフェース２ａを独立に制御し、かつ本体装置１ｂが、ユーザインタフェース２ｂを独立に制御する。この結果、例えば、本体装置１ａは、ユーザインタフェース２ａで受け付けた操作内容を地上局に送信したり、地上局が送信した各種情報をユーザインタフェース２ａに各種情報を表示させたりする。同様に、例えば、本体装置１ｂは、ユーザインタフェース２ｂで受け付けた操作内容を地上局に送信したり、地上局が送信した各種情報をユーザインタフェース２ｂに各種情報を表示させたりする。

＜実施の形態１のまとめ＞
以上のような本実施の形態１に係る無線通信システムによれば、冗長制御モード及び独立制御モードを選択的に実行することができる。これにより、列車内に複数の無線装置ひいては複数の無線通信システムを搭載する必要がなくなるため、列車内における無線通信システムの設置スペースを低減することができる。

また、本実施の形態１によれば、列車が、一の鉄道会社の区間の線路から別の鉄道会社の線路に乗入れた場合に、制御モードを自動的に切り替える。これにより、乗務員の作業負担を軽減することができる。ただし、乗務員の作業負担を軽減する必要がないのであれば、乗務員が手動で制御モードの切り替えが行われてもよい。

＜変形例１＞
実施の形態１では、冗長制御モードにおいて、本体装置１ａが現用系の装置であり、本体装置１ｂが予備系の装置であるものとして説明した。しかしこれに限ったものではなく、本体装置１ａが予備系の装置であり、本体装置１ｂが現用系の装置であってもよい。この場合、冗長制御モードにおいて、本体装置１ａ及び本体装置１ｂは、第１予備系信号及び第２現用系信号をそれぞれ送信すればよい。

＜変形例２＞
実施の形態１では、冗長制御モードから独立制御モードに切り替わる場合に、本体装置１ａは、引き通し線４を介して本体装置１ｂに第２現用系信号の送信を要求した。しかしこれに限ったものではなく、冗長制御モードから独立制御モードに切り替わる場合に、本体装置１ａは、引き通し線４を介してユーザインタフェース２ｂに本体装置１ｂの制御に従うように要求し、ユーザインタフェース２ｂは、当該要求を受けた場合に、本体装置１ｂの制御に従うようにしてもよい。

＜変形例３＞
実施の形態１において、図６に示すように、引き通し線４が切断された場合に独立制御モードを自動的に実行してもよい。また、当該切断の復旧などによって引き通し線４が切断されていない場合に冗長制御モードを自動的に実行してもよい。このような構成によれば、乗務員が作業を行わなくても、引き通し線４が切断されているか否かに対して適切に制御モードを切り替えることができる。ただし、乗務員の作業負担を軽減する必要がないのであれば、乗務員が手動で制御モードの切り替えが行われてもよい。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１ａ，１ｂ 本体装置、２ａ，２ｂ ユーザインタフェース、４ 引き通し線、２１−１ １号車両、２１−Ｎ Ｎ号車両。

Claims (6)

1. 列車に搭載された第１ユーザインタフェース及び第２ユーザインタフェースと、
   前記列車に搭載され、前記列車の外部と無線通信が可能な第１本体装置及び第２本体装置と
   を備え、
   前記第１本体装置、前記第１ユーザインタフェース、前記第２本体装置、及び、前記第２ユーザインタフェースは、引き通し線によって通信可能に接続され、
   前記第１本体装置及び前記第２本体装置の一方が、前記第１ユーザインタフェース及び前記第２ユーザインタフェースの両方を制御し、かつ前記第１本体装置及び前記第２本体装置の他方が前記一方の予備として用いられる第１制御モードと、前記第１本体装置が前記第１ユーザインタフェースを独立に制御し、かつ前記第２本体装置が前記第２ユーザインタフェースを独立に制御する第２制御モードとが規定され、
   前記第１本体装置、前記第１ユーザインタフェース、前記第２本体装置、及び、前記第２ユーザインタフェースが、前記引き通し線を介して通信を行うことによって前記第１制御モード及び前記第２制御モードを選択的に実行する、無線通信システム。
2. 請求項１に記載の無線通信システムであって、
   前記第１ユーザインタフェースは、
   前記第１本体装置から前記引き通し線を介して第１現用系信号を受信した場合には、前記第２本体装置からの信号に関わらず前記第１本体装置の制御に従い、前記第１本体装置から前記引き通し線を介して第１予備系信号を受信し、かつ前記第２本体装置から前記引き通し線を介して第２現用系信号を受信した場合には、前記第２本体装置の制御に従い、
   前記第２ユーザインタフェースは、
   前記第２本体装置から前記引き通し線を介して前記第２現用系信号を受信した場合には、前記第１本体装置からの信号に関わらず前記第２本体装置の制御に従い、前記第２本体装置から前記引き通し線を介して第２予備系信号を受信し、かつ前記第１本体装置から前記引き通し線を介して前記第１現用系信号を受信した場合には、前記第１本体装置の制御に従い、
   前記第１制御モードを実行する場合には、前記第１本体装置及び前記第２本体装置は、前記第１現用系信号及び前記第２予備系信号をそれぞれ送信するか、または、前記第１予備系信号及び前記第２現用系信号をそれぞれ送信し、
   前記第２制御モードを実行する場合には、前記第１本体装置及び前記第２本体装置は、前記第１現用系信号及び前記第２現用系信号をそれぞれ送信する、無線通信システム。
3. 請求項２に記載の無線通信システムであって、
   前記第１本体装置及び前記第１ユーザインタフェースに、前記列車に含まれる第１車両の号車番号が入力され、
   前記第２本体装置及び前記第２ユーザインタフェースに、前記列車に含まれる第２車両の号車番号が入力される、無線通信システム。
4. 請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の無線通信システムであって、
   前記引き通し線が切断された場合に前記第２制御モードを実行する、無線通信システム。
5. 請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載の無線通信システムであって、
   前記引き通し線が切断されていない場合に前記第１制御モードを実行する、無線通信システム。
6. 請求項１から請求項５のうちのいずれか１項に記載の無線通信システムであって、
   前記列車が、予め定められた第１区間の線路から、前記第１区間と異なる予め定められた第２区間の線路に乗入れた場合に、実行すべき制御モードを前記第１制御モード及び前記第２制御モードの一方から他方に切り替える、無線通信システム。

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