JP2019135805A - 車両間通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】車両間を無線ＬＡＮで接続するために車端部に設けられるアクセスポイントにおいて、誤接続を防止する。【解決手段】車両間通信システム１は、アクセスポイント４と、中継装置５と、車両情報ユニット６を備える。アクセスポイント４は、車両２間を無線ＬＡＮで接続するために前後の各車端部に設けられる。中継装置５は、各車両２に設けられて自車両２のアクセスポイント４に接続される。車両情報ユニット６は、各車両２に設けられて自車両２の各アクセスポイント４が編成３の最前部、連結部、最後部のいずれに位置するかの車両内位置情報を有する。各中継装置５は、自車両２の車両情報ユニット６から車内位置情報を受けて、その車両内位置情報が最前部又は最後部である自車両２のアクセスポイント４ａ１、４ｃ２を停波状態にし、車両内位置情報が連結部である自車両２のアクセスポイント４ａ２、４ｂ１、４ｂ２、４ｃ１を開波状態にする。【選択図】図１

Description

本発明は、複数の車両を連結した編成内で車両間の通信を行う車両間通信システムに関する。

従来から、複数の車両を連結した編成内で車両間の通信を行う車両間通信システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。このような車両間通信システムでは、自編成の隣接する車両間で無線通信をする必要がある。

図３に示すように、複数の車両２連結した編成３でＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）を構築する際の車両間接続手段として無線通信を用いる場合、無線ＬＡＮ接続用に車両２の前後にアクセスポイント１０４が設置され、隣接する車両２のアクセスポイント１０４同士が接続される。

しかし、その無線ＬＡＮは、通常動作である不特定の相手と接続する特性上、他編成の近隣の車両と接続する可能性がある。

例えば、図４に示すように、自編成３以外に、同じホーム９の隣の番線に他編成３Ｘが停まっている時、異なる編成３、３Ｘの先頭車両のアクセスポイント１０４同士が誤接続される可能性がある。また、図５に示すように、同じホーム９の隣の番線に他編成３Ｘが停まっている時、異なる編成３、３Ｘの中間車両のアクセスポイント１０４同士が誤接続される可能性がある。

このような誤接続が発生した場合、他編成３Ｘの近隣車両２が離脱する（遠ざかる）ことによって正常接続に遷移するが、一時的に自編成３内へ正確な情報伝達が不可能となり、ＬＡＮに接続された車載機器が誤動作する等、車両運用に大きな影響を及ぼす。

このような誤接続への対策として、編成を固定化し、接続相手を特定することで誤接続は回避可能である。しかし、時期、時間帯、曜日別で多様化している車両運用において、編成の固定化は、運用効率の低下を招く。

特開２０１２−４８６３号公報

本発明は、上記問題を解決するものであり、車両間を無線ＬＡＮで接続するために車端部に設けられるアクセスポイントにおいて、誤接続を防止することを目的とする。

本発明の車両間通信システムは、複数の車両を連結した編成内で車両間の通信を行うシステムであって、車両間を無線ＬＡＮで接続するために前後の各車端部に設けられるアクセスポイントと、各車両に設けられて自車両の前記アクセスポイントに接続された中継装置と、各車両に設けられて自車両の前記各アクセスポイントが編成の最前部、連結部、最後部のいずれに位置するかの車両内位置情報を有する車両情報ユニットを備え、前記各中継装置は、自車両の前記車両情報ユニットから前記車内位置情報を受けて、その車両内位置情報が最前部又は最後部である自車両のアクセスポイントを停波状態にし、車両内位置情報が連結部である自車両のアクセスポイントを開波状態にすることを特徴とする。

この車両間通信システムにおいて、前記車両情報ユニットへの前記車両内位置情報の入力操作を受ける切替機を有し、運転台のある車端部に設けられた前記アクセスポイントの車両内位置情報は、前記切替機によって設定され、運転台の無い車端部に設けられた前記アクセスポイントの車両内位置情報は、連結部とされることが好ましい。

この車両間通信システムにおいて、前記各中継装置は、ＩＰアドレスを有するとともに、自編成の運行系統毎にその運行系統の編成両数を含むマスターデータが予め記憶され、前記中継装置には、１つの主系の中継装置と、それ以外の従系の中継装置があり、主系の前記中継装置は、各運行系統の運転が始まる前に、前記マスターデータから編成両数の情報を取得し、その運行系統の車両編成情報を作成して全ての従系の前記中継装置に送り、前記車両編成情報は、編成両数の情報と、編成内の全中継装置のＩＰアドレス及び主系・従系の区別であり、前記各中継装置は、前記車両編成情報を用いて互いに通信を行うことが好ましい。

この車両間通信システムにおいて、主系の前記中継装置は、前記車両編成情報を作成する時、一つ前の運行系統の車両編成情報を有する場合、その車両編成情報で特定される他の中継装置を個別に検索して車両編成情報を更新し、それ以外の場合、不特定の他の中継装置を検索して車両編成情報を新たに作成することが好ましい。

この車両間通信システムにおいて、主系の前記中継装置は、先頭車両又は最後尾車両に設けられた中継装置とされることが好ましい。

本発明の車両間通信システムによれば、最前部と最後部のアクセスポイントが停波状態となり、不要な誤接続が防止される。また、中継装置が車両編成情報を用いて互いに通信を行うことにより、誤接続が一層防止される。

本発明の一実施形態に係る車両間通信システムのブロック構成図。 同システムにおける車両編成情報の構成図。 従来の車両間通信システムにおける正常な無線接続を示す図。 従来の車両間通信システムにおける誤った無線接続例を示す図。 従来の車両間通信システムにおける別の誤った無線接続例を示す図。

本発明の一実施形態に係る車両間通信システムを図１及び図２を参照して説明する。図１に示すように、車両間通信システム１は、複数の車両２（２ａ、２ｂ、２ｃ）を連結した編成３内で車両２間の通信を行うシステムである。この車両間通信システム１は、アクセスポイント４（４ａ１、４ａ２、４ｂ１、４ｂ２、４ｃ１、４ｃ２）と、中継装置５（５ａ、５ｂ、５ｃ）と、車両情報ユニット６を備える。アクセスポイント４は、車両２間を無線ＬＡＮで接続するために前後の各車端部に設けられる。中継装置５は、各車両２に設けられて自車両２のアクセスポイント４に接続される。車両情報ユニット６は、各車両２に設けられて自車両２の各アクセスポイント４が編成３の最前部、連結部、最後部のいずれに位置するかの車両内位置情報を有する。各中継装置５は、自車両２の車両情報ユニット６から車内位置情報を受けて、その車両内位置情報が最前部又は最後部である自車両２のアクセスポイント４ａ１、４ｃ２を停波状態にし、車両内位置情報が連結部である自車両２のアクセスポイント４ａ２、４ｂ１、４ｂ２、４ｃ１を開波状態にする。

車両間通信システム１は、車両情報ユニット６への車両内位置情報の入力操作を受ける切替機７（７ａ１、７ａ２、７ｂ１、７ｃ１、７ｃ２）を有する。運転台のある車端部に設けられたアクセスポイント４ａ１、４ａ２、４ｂ１、４ｃ１、４ｃ２の車両内位置情報は、切替機７ａ１、７ａ２、７ｂ１、７ｃ１、７ｃ２によって設定される。運転台の無い車端部に設けられたアクセスポイント４ｂ２の車両内位置情報は、連結部とされる。

各中継装置５ａ、５ｂ、５ｃは、ＩＰアドレスを有するとともに、自編成３の運行系統毎にその運行系統の編成両数を含むマスターデータが予め記憶される。中継装置５には、１つの主系の中継装置５ａと、それ以外の従系の中継装置５ｂ、５ｃがある。主系の中継装置５ａは、各運行系統の運転が始まる前に、マスターデータから編成両数の情報を取得し、その運行系統の車両編成情報を作成して全ての従系の中継装置５ｂ、５ｃに送る。図２に示すように、車両編成情報は、編成両数の情報と、編成内の全中継装置５ａ、５ｂ、５ｃのＩＰアドレス及び主系・従系の区別である。各中継装置５ａ、５ｂ、５ｃは、その車両編成情報を用いて互いに通信を行う（図１参照）。

主系の中継装置５ａは、車両編成情報を作成する時、一つ前の運行系統の車両編成情報を有する場合、その車両編成情報で特定される他の中継装置５ｂ、５ｃを個別に検索して車両編成情報を更新する。主系の中継装置５ａは、それ以外の場合、不特定の他の中継装置５を検索して車両編成情報を新たに作成する。

本実施形態では、主系の中継装置５は、先頭車両２ａに設けられた中継装置５ａとされる。なお、主系の中継装置５は、最後尾車両２ｃに設けられた中継装置５ｃとされてもよい。

車両間通信システム１の各構成をさらに詳述する。鉄道において列車は、車両２が組成されて駅間を運転される。列車の運行経路の体系を運行系統という。列車に用いられる車両２が組成されたものは、編成（列車編成）と呼ばれる。複数の車両２ａ、２ｂ、２ｃが編成３を構成する場合、車両２ａ、２ｂ、２ｃが連結される。編成３を構成する車両２の両数を編成両数という。なお、車両２ａ、２ｂ、２ｃを総称して車両２と記載している。編成両数は、本実施形態では３両であるが、２両や４両以上であってもよい。

車両間通信システム１は、複数の車両２ａ、２ｂ、２ｃを連結した編成３内でＬＡＮを構築するためのシステムである。このＬＡＮは、各車両２内の有線ＬＡＮと車両間の無線ＬＡＮから成る。アクセスポイント４は、無線ＬＡＮを構築するための機器である。アクセスポイント４が無線で接続されることによって、車両間の無線ＬＡＮが構築される。なお、アクセスポイント４ａ１、４ａ２、４ｂ１、４ｂ２、４ｃ１、４ｃ２を総称してアクセスポイント４と記載している。

中継装置５は、情報を中継等する装置であり、ＣＰＵ、メモリ、インターフェース等を有し、メモリに保存されたプログラムを実行することによって機能する。中継装置５は、車両２内で、アクセスポイント４及び車両情報ユニット６と接続される。なお、中継装置５ａ、５ｂ、５ｃを総称して中継装置５と記載している。なお、通常、列車がワンマンの場合には、主系の中継装置５は、先頭車両２ａに設けられた中継装置５ａとされ、ツーマン（車掌同乗）の場合には、最後尾車両２ｃに設けられた中継装置５ｃとされる。

中継装置５には、マスターデータが入力端末８によって入力され、マスターデータが記憶される。マスターデータは、列車系統番号マスターデータとも呼ばれ、運行系統毎に付与された自編成の運行（停止駅順、時刻等）が明確化された列車系統番号毎に、停止駅、通過駅、編成両数が記載されたデータである。このデータのうち、編成両数が車両編成情報の作成に用いられる。なお、マスターデータは、車両間通信システム１以外にも利用される。

車両情報ユニット６は、車両２からの情報（切替機７の操作で入力される情報）を受け取り、中継装置５に出力する装置である。

切替機７は、車両２の運転台の状態（最前部、連結部、最後部のいずれか）を設定するスイッチである。車両の切妻部は、運転台が無く、必ず連結部となるので、切替機７は設けられない。なお、切替機７ａ１、７ａ２、７ｂ１、７ｃ１、７ｃ２を総称して切替機７と記載している。

上記のように構成された車両間通信システム１において、アクセスポイント４は、共通の認証情報が設定された他のアクセスポイント４を検索し、共通の認証情報が設定されたアクセスポイント４があれば、自動で接続する。編成３の最前部、最後部のアクセスポイント４ａ１、４ｃ２は、車両間接続が不要であるが、動作させると、同様の動作を行う。この動作が他編成への誤接続の原因となる。本実施形態では、車両内位置情報が最前部又は最後部である自車両２のアクセスポイント４を停波状態にするので、最前部と最後部のアクセスポイント４ａ１、４ｃ２が停波状態となり、不要な誤接続が防止される。なお、停波状態とは、アクセスポイント４が電波の発出を停止している状態である。停波状態では、アクセスポイント４は、無線接続をしない。開波状態とは、アクセスポイント４が電波を発出している状態である。相手のアクセスポイント４がこの電波を受信することによって無線接続される。中継装置５からアクセスポイント４への停波指示と開波指示は、例えば、ＳＮＭＰによって行われる。ＳＮＭＰは、プロトコルの一種であり、ネットワークを構築する機器の状態確認や状態制御が可能である。

車両間通信システム１において、無線接続をする場合、接続開始時にマルチキャスト＿ＡＬＬを発出し、不特定の相手との接続要求を行うと、誤接続の原因となりうる。マルチキャスト＿ＡＬＬとは、同一ネットワーク内の不特定の相手との接続を可能とするために発出するパケットだからである。そこで、車両間通信システム１において、接続相手が明確化されている場合、マルチキャスト＿個別を発出し、特定の相手との接続要求を行う。マルチキャスト＿個別とは、同一ネットワーク内の特定の相手との接続を可能とするために発出するパケットだからである。車両間通信システム１は、車両編成情報を用いることにより、車両編成情報で特定される相手との接続要求を行うことになる。すなわち、本実施形態では、中継装置５は、車両編成情報を用いて互いに通信を行うので、誤接続が防止される。

例えば、列車が運行系統の運行終了後、次の運行系統の運行開始時（折り返し時等）に、車両間通信システム１は、車両間の接続要求を一つ前の運行系統の車両編成情報を用いて、マルチキャスト＿個別を発出することによって、マルチキャスト＿ＡＬＬの発出を抑える。すなわち、一つ前の運行系統の車両編成情報がある場合、中継装置５は、その車両編成情報で特定される他の中継装置５を個別に検索して車両編成情報を更新し、その車両編成情報を用いて互いに通信を行うので、誤接続が防止される。なお、一つ前の運行系統の車両編成情報で特定される中継装置５からの応答が無い場合、車両編成が変更されたと判断され、車両間通信システム１は、マルチキャスト＿ＡＬＬの発出によって、不特定の他の中継装置を検索して編成両数分の車両編成情報を新たに作成する。また、初回の連結時等で、車両編成情報が無い場合、車両間通信システム１は、マルチキャスト＿ＡＬＬの発出によって、同様に車両編成情報を新たに作成する。

なお、本発明は、上記の実施形態の構成に限られず、発明の要旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、中継装置５と車両情報ユニット６を一体に構成してもよい。

１ 車両間通信システム
２、２ａ、２ｂ、２ｃ 車両
３ 編成
４、４ａ１、４ａ２、４ｂ１、４ｂ２、４ｃ１、４ｃ２ アクセスポイント
５、５ａ、５ｂ、５ｃ 中継装置
６ 車両情報ユニット
７、７ａ１、７ａ２、７ｂ１、７ｃ１、７ｃ２ 切替機

Claims (5)

1. 複数の車両を連結した編成内で車両間の通信を行う車両間通信システムであって、
   車両間を無線ＬＡＮで接続するために前後の各車端部に設けられるアクセスポイントと、
   各車両に設けられて自車両の前記アクセスポイントに接続された中継装置と、
   各車両に設けられて自車両の前記各アクセスポイントが編成の最前部、連結部、最後部のいずれに位置するかの車両内位置情報を有する車両情報ユニットを備え、
   前記各中継装置は、自車両の前記車両情報ユニットから前記車内位置情報を受けて、その車両内位置情報が最前部又は最後部である自車両のアクセスポイントを停波状態にし、車両内位置情報が連結部である自車両のアクセスポイントを開波状態にすることを特徴とする車両間通信システム。
2. 前記車両情報ユニットへの前記車両内位置情報の入力操作を受ける切替機を有し、
   運転台のある車端部に設けられた前記アクセスポイントの車両内位置情報は、前記切替機によって設定され、
   運転台の無い車端部に設けられた前記アクセスポイントの車両内位置情報は、連結部とされることを特徴とする請求項１に記載の車両間通信システム。
3. 前記各中継装置は、ＩＰアドレスを有するとともに、自編成の運行系統毎にその運行系統の編成両数を含むマスターデータが予め記憶され、
   前記中継装置には、１つの主系の中継装置と、それ以外の従系の中継装置があり、
   主系の前記中継装置は、各運行系統の運転が始まる前に、前記マスターデータから編成両数の情報を取得し、その運行系統の車両編成情報を作成して全ての従系の前記中継装置に送り、
   前記車両編成情報は、編成両数の情報と、編成内の全中継装置のＩＰアドレス及び主系・従系の区別であり、
   前記各中継装置は、前記車両編成情報を用いて互いに通信を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両間通信システム。
4. 主系の前記中継装置は、前記車両編成情報を作成する時、一つ前の運行系統の車両編成情報を有する場合、その車両編成情報で特定される他の中継装置を個別に検索して車両編成情報を更新し、それ以外の場合、不特定の他の中継装置を検索して車両編成情報を新たに作成することを特徴とする請求項３に記載の車両間通信システム。
5. 主系の前記中継装置は、先頭車両又は最後尾車両に設けられた中継装置とされることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の車両間通信システム。
   
   

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