JP2022076706A - 列車無線中継システム、及び、電源制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】漏洩同軸ケーブルから中継機への異常電圧の供給を抑制可能な技術を提供することを目的とする。【解決手段】基地局の電源装置が、移動局と通信を行うための信号と、電源電圧とを、前記漏洩同軸ケーブルに供給し、漏洩同軸ケーブルから供給された供給電圧で動作する中継機の電圧モニタが、当該供給電圧の値である電圧値を検出し、判定部が、電圧値が正常か異常かを判定し、制御部が、判定部の判定結果に基づいて、電源装置の停止、及び、電源装置の停止の指示の少なくともいずれか１つを行う。【選択図】図３

Description

本開示は、列車無線中継システム、及び、電源制御方法に関する。

漏洩同軸ケーブル（ＬＣＸ）を用いて、列車の移動局と通信を行う列車無線中継システムについて、様々な技術が提案されている。例えば特許文献１に開示された技術では、基地局が、通信用の主信号を、中継機の動作用の電源電圧に重畳させてＬＣＸに供給し、中継機が、ＬＣＸの電圧から分離されて調整された主信号を、不要な変動が抑制された電源電圧に重畳させて後段のＬＣＸに戻す。

このような技術によれば、各中継機は、安定した電圧を、ＬＣＸを介して後段の中継機に供給することができる。このため、基地局間に設置された各中継機によって、ＬＣＸで発生するある程度の電圧変動を抑制することができるため、中継機への安定した電源の供給、及び、システム構築コストの低減が可能となっている。

特許第４７８１８７０号公報

しかしながら、ＬＣＸの故障などの異常によって、ＬＣＸから中継機に異常電圧が供給されると、中継機に不具合が生じる可能性があるという問題があった。

そこで、本開示は、上記のような問題点を鑑みてなされたものであり、漏洩同軸ケーブルから中継機への異常電圧の供給を抑制可能な技術を提供することを目的とする。

本開示に係る列車無線中継システムは、漏洩同軸ケーブルを用いて列車の移動局と通信可能な列車無線中継システムであって、前記移動局と通信を行うための信号と、電源電圧とを、前記漏洩同軸ケーブルに供給する電源装置を含む基地局と、前記漏洩同軸ケーブルから供給された供給電圧で動作する中継機であって、当該供給電圧の値である電圧値を検出する電圧モニタを含む中継機と、前記電圧値が正常か異常かを判定する判定部と、前記判定部の判定結果に基づいて、前記電源装置の停止、及び、前記電源装置の停止の指示の少なくともいずれか１つを行う制御部とを備える。

本開示によれば、漏洩同軸ケーブルから供給された供給電圧で動作する中継機の電圧モニタが、当該供給電圧の値である電圧値を検出し、判定部が、電圧値が正常か異常かを判定し、制御部が、判定部の判定結果に基づいて、電源装置の停止、及び、電源装置の停止の指示の少なくともいずれか１つを行う。このような構成によれば、漏洩同軸ケーブルから中継機への異常電圧の供給を抑制することができる。

実施の形態１に係る列車無線システムの構成を示す図である。 実施の形態１に係る列車無線システムの構成を示す図である。 実施の形態１に係る列車無線システムの電源制御方法を説明するための図である。 実施の形態２に係る列車無線システムの構成を示す図である。 実施の形態２に係る列車無線システムの電源制御方法を説明するための図である。 実施の形態３に係る列車無線システムの構成を示す図である。 実施の形態３に係る列車無線システムの電源制御方法を説明するための図である。

＜実施の形態１＞
図１は、本実施の形態１に係る列車無線システムの構成を示す図である。図１の列車無線システムは、列車無線中継システムと、列車の移動局１５０とを備える。列車無線中継システムは、基地局１００，１４０と、中継機１１０，１２０，１３０と、漏洩同軸ケーブル（ＬＣＸ）１６０，１６１と、上位管理装置２００とを備える。

基地局１００，１４０は、列車の各駅に設置される。中継機１１０，１２０，１３０は、基地局１００と基地局１４０との間に設置される。ＬＣＸ１６０，１６１は、基地局１００，１４０と中継機１１０，１２０，１３０との間、または、中継機１１０，１２０，１３０の間に敷設される。

移動局１５０は、ＬＣＸ１６０，１６１から放射された電波を受信し、ＬＣＸ１６０，１６１は、移動局１５０から送信される電波を受信する。これにより、基地局１００，１４０と移動局１５０とは、ＬＣＸ１６０，１６１を介して通信可能となっている。つまり、上述した列車無線中継システムは、漏洩同軸ケーブル（ＬＣＸ）１６０，１６１を用いて列車の移動局１５０と通信可能となっている。なお、図１では、ＬＣＸ１６０，１６１のそれぞれは別々の系統を形成しており、ＬＣＸ１６０，１６１の一方が故障した場合であっても、他方によって通信を継続することが可能となっている。

図２は、本実施の形態１に係る列車無線中継システムの構成を、図１よりも詳細に示す図である。なお、基地局１４０の構成は、基地局１００の構成と同様であるため、基地局１４０の説明については適宜省略する。また、中継機１２０，１３０の構成は、中継機１１０の構成と同様であるため、以下では、中継機１２０，１３０の説明を適宜省略する。

図２の基地局１００は、電源装置１０１，１０２と、判定部である電圧値判定部１０３と、制御部である電源制御部１０４とを含む。

電源装置１０１は、移動局１５０と通信を行うための信号である主信号と、中継機１１０，１２０，１３０を動作させるための電源電圧とをＬＣＸ１６０に供給する。本実施の形態１では、電源装置１０１は、主信号を、交流電圧などの電源電圧に重畳させてＬＣＸ１６０に供給する。電源装置１０２も、電源装置１０１と同様に、移動局１５０と通信を行うための主信号と、中継機１１０，１２０，１３０を動作させるための電源電圧とをＬＣＸ１６１に供給する。

電圧値判定部１０３及び電源制御部１０４の説明については後述する。

中継機１１０は、ＬＣＸ１６０，１６１から供給された供給電圧から、主信号と電源電圧とを分離し、当該電源電圧によって動作する。中継機１１０は、分離された主信号に増幅及び成形などの調整を行い、調整後の主信号を、不要な変動が抑制された電源電圧に重畳させて後段のＬＣＸに戻す。

図２の中継機１１０は、電圧モニタ１１１，１１２と、電圧値情報送信部１１３とを含む。中継機１２０は、電圧モニタ１１１，１１２と同様の電圧モニタ１２１，１２２と、電圧値情報送信部１１３と同様の電圧値情報送信部１２３とを含む。

電圧モニタ１１１，１１２は、ＬＣＸ１６０，１６１から供給された供給電圧の値である電圧値をそれぞれ検出（計測）する。以下、電圧モニタ１１１，１１２で検出された電圧値を「電圧モニタ値」と記して説明することもある。電圧値情報送信部１１３は、光ファイバ１７０，１７１、及び、ＬＣＸ１６０，１６１を用いて、電圧モニタ１１１，１１２の電圧モニタ値を、基地局１００に送信する。

移動局１５０は、電圧値受信部１５１と、データ蓄積部１５２とを含む。

電圧値受信部１５１は、ＬＣＸ１６０，１６１や図示しない通信装置などを介して、中継機１１０から電圧モニタ値を受信する。データ蓄積部１５２は、電圧値受信部１５１で受信された電圧モニタ値を蓄える。データ蓄積部１５２で蓄えられた電圧モニタ値は、図示しない通信装置などを介して基地局１００に送信される。

以上のように構成された中継機１１０は、光ファイバ１７０，１７１、ＬＣＸ１６０，１６１、及び、移動局１５０を用いて、電圧モニタ１１１，１１２の電圧モニタ値を基地局１００に送信する。同様に、中継機１２０，１３０も中継機１１０と同様に電圧モニタ値を基地局１００に送信する。

基地局１００の電圧値判定部１０３は、中継機１１０，１２０，１３０から送信された電圧モニタ値が正常か異常かを判定することによって、ＬＣＸ１６０，１６１の異常の有無を判定する。

電源制御部１０４は、電圧値判定部１０３の判定結果に基づいて、電源装置１０１，１０２の停止、及び、電源装置１０１，１０２の停止の指示の少なくともいずれか１つを行う。本実施の形態１において、電源装置１０１，１０２の停止は、電源装置１０１，１０２のいずれかの停止を想定しているが、仕様によっては電源装置１０１，１０２の両方の停止であってもよい。

上位管理装置２００は、基地局１００，１４０の遠隔から、基地局１００，１４０に対して、電源装置１０１，１０２の電源電圧の停止等を制御する電源制御部２０１を含む。電源制御部２０１は、例えば、電源装置１０１，１０２の停止の指示があった場合に、基地局１４０の電源制御部１０４に電源装置１０１，１０２を停止するように、基地局１４０を制御する。これにより、ユーザは、ＬＣＸ１６０，１６１の異常を容易に調査することができる。

なお、基地局１００及び上位管理装置２００は、電源装置１０１，１０２の停止の指示があった場合に、ユーザに対して上記停止を行うための警報を出力してもよい。これにより、ユーザは、他の状況も考慮しながら、電源装置１０１，１０２を停止するタイミングを判断することができる。

＜動作＞
図３は、本実施の形態１に係る列車無線システムの電源制御方法を説明するための図である。図３では、図２のＬＣＸ１６０として、ＬＣＸ１６０ａ，１６０ｂ，１６０ｃが図示され、図２のＬＣＸ１６１として、ＬＣＸ１６１ａ，１６１ｂ，１６１ｃが図示されている。また、図３では、図２の光ファイバ１７０として、光ファイバ１７０ａ，１７０ｂ，１７０ｃが図示され、図２の光ファイバ１７１として、光ファイバ１７１ａ，１７１ｂ，１７１ｃが図示されている。

基地局１４０の動作は、基地局１００の動作と同様であるため、基地局１４０の説明については適宜省略する。また、中継機１２０，１３０の動作は、中継機１１０の動作と同様であるため、以下では、中継機１２０，１３０の説明を適宜省略する。

（ｉ）中継機１１０，１２０は、ＬＣＸ１６０，１６１から供給された供給電圧の値である電圧モニタ値をそれぞれ検出する。例えば、中継機１１０に接続されているＬＣＸ１６０ａに異常がある場合、中継機１１０の電圧モニタ１１１は、比較的低い電圧などを電源電圧として検出する。同様に、ＬＣＸ１６０ｂに異常がある場合には、中継機１２０の電圧モニタ１２１は、比較的低い電圧などを電源電圧として検出し、ＬＣＸ１６１ａに異常がある場合には、中継機１１０の電圧モニタ１１２は、比較的低い電圧などを電源電圧として検出する。

（ｉｉ）中継機１１０は、電圧値情報送信部１１３によって、電圧モニタ１１１，１１２の電圧モニタ値を基地局１００に送信する。本実施の形態１では、中継機１１０は、ＬＣＸ１６０，１６１、光ファイバ１７０ａ，１７１ａ、及び、移動局１５０の少なくともいずれか１つを用いて、電圧モニタ１１１，１１２の電圧モニタ値を基地局１００に送信する。中継機１２０，１３０も、中継機１１０と同様に電圧モニタ値を基地局１００に送信する。

（ｉｉｉ）電圧値判定部１０３は、基地局１００に送信された電圧モニタ値が正常か異常かを判定する。例えば、電圧値判定部１０３は、電圧モニタ値が特定の範囲外である時間が、特定の閾値以上継続した場合に、電圧モニタ値が異常であると判定する。本実施の形態１では、電圧値判定部１０３の特定の範囲及び特定の閾値は、基地局１００において設定可能となっている。

（ｉｖ）電源制御部１０４は、電圧値判定部１０３の判定結果に基づいて、電源装置１０１，１０２の停止、及び、電源装置１０１，１０２の停止の指示の少なくともいずれか１つを行う。本実施の形態１では、電圧モニタ値が異常であると判定された場合の電源制御部１０４が行う動作として、電源装置１０１，１０２の停止、及び、電源装置１０１，１０２の停止の指示の少なくともいずれか１つが、基地局１００において設定可能となっている。

例えば、電源装置１０１の停止の指示が設定されている場合には、電源制御部１０４は、電圧値判定部１０３の判定結果に基づいて、基地局１００または上位管理装置２００は警報を出力させる制御などを行う。電源装置１０１の停止が設定されている場合には、電源制御部１０４は、電圧値判定部１０３の判定結果に基づいて、電源装置１０１からＬＣＸ１６０への電源電圧の供給を停止する。本実施の形態１では、ＬＣＸ１６０からの主信号及び電源電圧の供給が停止されても、各中継機１１０，１２０，１３０は、ＬＣＸ１６１からの主信号及び電源電圧の供給が維持されるため、列車無線中継を維持することができる。

＜実施の形態１のまとめ＞
以上のような本実施の形態１に係る列車無線システムによれば、中継機の電圧モニタで検出されたＬＣＸの電圧値が正常か異常かを判定し、その判定結果に基づいて電源装置の停止、及び、電源装置の停止の指示の少なくともいずれか１つを行う。このような構成によれば、ＬＣＸから中継機への異常電圧の供給を抑制することができる。その結果、中継機に不具合が生じる可能性を低減することができ、列車無線システムの安全性を高めることができる。

＜実施の形態２＞
図４は、本実施の形態２に係る列車無線システムの構成を示す図である。以下、本実施の形態２に係る構成要素のうち、上述の構成要素と同じまたは類似する構成要素については同じまたは類似する参照符号を付し、異なる構成要素について主に説明する。

本実施の形態２では、電圧値情報送信部１１３，１２３は、公衆通信回線３００に電圧モニタ値を送信する無線送信部１１４，１２４とそれぞれ接続されている。電圧値判定部１０３は、公衆通信回線３００から電圧モニタ値を受信する無線受信部１０５と接続されている。以上のような構成により、中継機１１０，１２０は、公衆通信回線３００を用いて、電圧モニタ１１１，１１２の電圧モニタ値を基地局１００に送信することが可能となっている。

＜動作＞
図５は、本実施の形態２に係る列車無線システムの電源制御方法を説明するための図であり、図３に対応する図である。

（ｉ）中継機１１０，１２０は、ＬＣＸ１６０，１６１から供給された供給電圧の値である電圧モニタ値をそれぞれ検出する。（ｉｉ）中継機１１０は、電圧値情報送信部１１３によって、電圧モニタ１１１，１１２の電圧モニタ値を基地局１００に送信する。本実施の形態２では、中継機１１０は、公衆通信回線３００を用いて電圧モニタ１１１，１１２の電圧モニタ値を基地局１００に送信する。中継機１２０，１３０も、中継機１１０と同様に電圧モニタ値を基地局１００に送信する。

（ｉｉｉ）電圧値判定部１０３は、基地局１００の無線受信部１０５に送信された電圧モニタ値が正常か異常かを判定する。（ｉｖ）電源制御部１０４は、電圧値判定部１０３の判定結果に基づいて、電源装置１０１，１０２の停止、及び、電源装置１０１，１０２の停止の指示の少なくともいずれか１つを行う。

＜実施の形態２のまとめ＞
本実施の形態２に係る列車無線システムによれば、実施の形態１と同様に、中継機の電圧モニタで検出されたＬＣＸの電圧値が正常か異常かを判定し、その判定結果に基づいて電源装置の停止、及び、電源装置の停止の指示の少なくともいずれか１つを行う。このような構成によれば、ＬＣＸから中継機への異常電圧の供給を抑制することができる。

なお、実施の形態１と実施の形態２とを組み合わせてもよい。すなわち、中継機は、光ファイバ、ＬＣＸ、移動局、及び、公衆通信回線の少なくともいずれか１つを用いて、電圧モニタ値を基地局に送信してもよい。これら全てを用いる構成では、これらのいずれかが故障したとしても、中継機は、電圧モニタ値を基地局に送信することができる。

＜実施の形態３＞
図６は、本実施の形態３に係る列車無線システムの構成を示す図である。以下、本実施の形態３に係る構成要素のうち、上述の構成要素と同じまたは類似する構成要素については同じまたは類似する参照符号を付し、異なる構成要素について主に説明する。

実施の形態１及び実施の形態２では、基地局１００が電圧値判定部１０３を含んでいたが、本実施の形態３では、中継機１１０，１２０が、電圧値判定部１１５，１２５を含んでいる。電圧値判定部１０３と同様に、電圧値判定部１１５は、電圧モニタ１１１，１１２で検出された電圧モニタ値が正常か異常かを判定し、電圧値判定部１２５は、電圧モニタ１２１，１２２で検出された電圧モニタ値が正常か異常かを判定する。

そして、中継機１１０，１２０は、実施の形態１と同様に、光ファイバ１７０，１７１、ＬＣＸ１６０，１６１、及び、移動局１５０を用いて、電圧値判定部１１５，１２５の判定結果をそれぞれ基地局１００に送信する。なお、中継機１１０，１２０は、実施の形態２と同様に、公衆通信回線３００を用いて、電圧値判定部１１５，１２５の判定結果をそれぞれ基地局１００に送信してもよい。

＜動作＞
図７は、本実施の形態３に係る列車無線システムの電源制御方法を説明するための図であり、図３に対応する図である。

（ｉ）中継機１１０，１２０は、ＬＣＸ１６０，１６１から供給された供給電圧の値である電圧モニタ値をそれぞれ検出する。（ｉｉ）電圧値判定部１１５，１２５は、中継機１１０，１２０で検出された電圧モニタ値が正常か異常かをそれぞれ判定する。

（ｉｉｉ）中継機１１０，１２０は、電圧値判定部１１５，１２５の判定結果をそれぞれ基地局１００に送信する。（ｉｖ）電源制御部１０４は、基地局１００に送信された判定結果に基づいて、電源装置１０１，１０２の停止、及び、電源装置１０１，１０２の停止の指示の少なくともいずれか１つを行う。

＜実施の形態３のまとめ＞
以上のような本実施の形態３に係る列車無線システムによれば、実施の形態１同様に、ＬＣＸから中継機への異常電圧の供給を抑制することができる。また本実施の形態３では、中継機は、ＬＣＸの電圧値が正常か異常かを判定し、その判定結果を基地局に送信するため、基地局と中継機との間の通信量の低減化が期待できる。

＜変形例＞
以上の説明では、基地局１００は、電源制御部１０４を含んでいたが、これに限ったものではない。例えば、基地局１００が電源制御部１０４を含まずに、上位管理装置２００の電源制御部２０１が、電源制御部１０４と同じ機能を有していてもよい。また、この場合に、電源制御部２０１が、中継機１１０，１２０，１３０から送信された電圧モニタ値に基づいて、ＬＣＸにおいて異常が生じている部分を判定し、当該部分に基づいて基地局１００，１４０の電源装置を制御してもよい。

なお、各実施の形態及び各変形例を自由に組み合わせたり、各実施の形態及び各変形例を適宜、変形、省略したりすることが可能である。

１００，１４０ 基地局、１０１，１０２ 電源装置、１０３，１１５，１２５ 電圧値判定部、１０４ 電源制御部、１１０，１２０，１３０ 中継機、１１１，１１２，１２１，１２２ 電圧モニタ、１５０ 移動局、１６０，１６１ ＬＣＸ、１７０，１７１ 光ファイバ、３００ 公衆通信回線。

Claims (6)

1. 漏洩同軸ケーブルを用いて列車の移動局と通信可能な列車無線中継システムであって、
   前記移動局と通信を行うための信号と、電源電圧とを、前記漏洩同軸ケーブルに供給する電源装置を含む基地局と、
   前記漏洩同軸ケーブルから供給された供給電圧で動作する中継機であって、当該供給電圧の値である電圧値を検出する電圧モニタを含む中継機と、
   前記電圧値が正常か異常かを判定する判定部と、
   前記判定部の判定結果に基づいて、前記電源装置の停止、及び、前記電源装置の停止の指示の少なくともいずれか１つを行う制御部と
   を備える、列車無線中継システム。
2. 請求項１に記載の列車無線中継システムであって、
   前記基地局は、前記判定部及び前記制御部をさらに含み、
   前記中継機は、
   光ファイバ、前記漏洩同軸ケーブル、前記移動局、及び、公衆通信回線の少なくともいずれか１つを用いて、前記電圧値を前記基地局に送信する、列車無線中継システム。
3. 請求項１に記載の列車無線中継システムであって、
   前記中継機は、前記判定部をさらに含み、
   前記基地局は、前記制御部をさらに含み、
   前記中継機は、
   光ファイバ、前記漏洩同軸ケーブル、前記移動局、及び、公衆通信回線の少なくともいずれか１つを用いて、前記判定部の判定結果を前記基地局に送信する、列車無線中継システム。
4. 請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の列車無線中継システムであって、
   前記判定部は、
   前記電圧値が特定の範囲外である時間が、特定の閾値以上継続した場合に、前記電圧値が異常であると判定し、
   前記範囲及び前記閾値を設定可能な、列車無線中継システム。
5. 請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の列車無線中継システムであって、
   前記電圧値が異常であると判定された場合の前記制御部が行う動作として、前記電源装置の停止、及び、前記電源装置の停止の指示の少なくともいずれか１つを設定可能な、列車無線中継システム。
6. 漏洩同軸ケーブルを用いて列車の移動局と通信可能な列車無線中継システムの電源制御方法であって、
   基地局の電源装置が、前記移動局と通信を行うための信号と、電源電圧とを、前記漏洩同軸ケーブルに供給し、
   前記漏洩同軸ケーブルから供給された供給電圧で動作する中継機の電圧モニタが、当該供給電圧の値である電圧値を検出し、
   判定部が、前記電圧値が正常か異常かを判定し、
   制御部が、前記判定部の判定結果に基づいて、前記電源装置の停止、及び、前記電源装置の停止の指示の少なくともいずれか１つを行う、電源制御方法。

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