JP4455946B2

JP4455946B2 - 列車搭載情報制御システム

Info

Publication number: JP4455946B2
Application number: JP2004196502A
Authority: JP
Inventors: 憲繁江本; 一洋伊賀; 文昭江浦; 洋一増渕
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2004-07-02
Filing date: 2004-07-02
Publication date: 2010-04-21
Anticipated expiration: 2024-07-02
Also published as: JP2006020117A

Description

この発明は、列車に搭載される各種電機品を監視、制御、検査するために、各種情報を制御する列車搭載情報制御システムに関するものである。

従来より、複数の車輌でもって構成された車輌編成が編成間伝送路連結器によって連結され、各車輌編成内に車輌情報制御装置と、前記制御装置にＬＡＮで接続された端末局と、この端末局につながる機器が設けられた例が示されている（例えば特許文献１参照）。

特開平９−３０４２０号公報

しかしながら、前記特許文献１に示された従来技術では、ある車輌の情報制御装置が誤動作を起こすと、少なくとも誤動作した情報制御装置は、ネットワークが切り離されることになり、システム全体に影響を及ぼすという問題点がある。

この発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであって、ある車輌の情報制御装置に異常が生じても、システム全体に影響を及ぼさない列車搭載制御システムを提供することにある。

この発明に係る列車搭載情報制御システムは、複数の車輌によって編成された１列車に配備される列車搭載情報制御システムであって、
複数の車輌毎にそれぞれ設けられ、自機が搭載されている車輌号車の情報を有する情報制御装置と、この情報制御装置間を前記車輌間を接続するジャンパ配線を介して車輌内デジタル伝送回線でつなぐリング状ネットワークとが設けられ、
情報制御装置には、隣接する情報制御装置間で列車情報の送受信を行う情報制御部と、この情報制御部を監視するとともに情報制御部をバイパスさせるバイパス回線切り替え手段とが設けられており、
情報制御部に異常が生じたとき、その情報制御装置におけるバイパス回線切り替え手段によって、当該情報制御部をバイパスさせてリング状ネットワークから切り離すとともに、バイパス回線を介してリング状ネットワークを再構成し、
他の情報制御装置は、異常が生じた情報制御部が搭載された車輌号車の情報制御装置との情報の送受信がなされないことから、異常発生の車輌号車の情報制御装置が切り離されたという切り離し情報を検知して、バイパス回線で接続され、再構築されたネットワークの構成に応じて、当該情報制御装置の送受信特性を変更するものである。

この発明の列車搭載情報制御システムは、上記のような構成を採用しているので、いずれかの車輌の情報制御装置に異常が生じても、他の車輌の情報制御装置からの切り離し情報により異常への対応ができるとともに、異常発生の情報制御装置を切り離すことによるネットワーク構成の変化による伝送品質の低下を防止でき、システム全体に影響を及ぼすことがないという効果がある。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図に基づいて説明する。
図１はこの実施の形態１における列車搭載情報制御システムの全体概略構成を示す図である。図１において、情報制御装置１０は、各車輌ここでは１号車〜ｎ号車のそれぞれに搭載され、停車駅情報や到着時刻等の列車運行情報、始発駅からの走行距離を示す列車位置情報、ドア開閉指令等の車載機器情報、空調機器サービス機器を制御する制御情報、ブレーキ指令情報等の列車情報の入出力処理を行うものである。
なお、前記車載機器としては、ドア、エアコン、ブレーキ、ＡＴＯ、自動放送、ＳＩＶ、モータ等が該当する。
そして、前記情報制御装置１０は、デジタル伝送回線１１を介して１車輌おきに相互に接続され、リング状ネットワーク１００を構成している。

図２に、隣接車輌間の接続状態を示す。前記図１では図示省略しているが、ジャンパ配線３２を用いて隣接車輌間を接続している。このジャンパ配線３２は、屋外に設置され、苛酷な機械的ストレスの繰り返しに耐え得ると共に、車輌間の電気的接続を行う機能を備え、規格化されたものである。しかしながら、このジャンパ配線３２は、伝送回線に使用される場合、インピーダンスに関して規定がなく、従って、図１に示したリング状ネットワーク１００のデジタル伝送回線１１とは、インピーダンス特性に相違があり、伝送される信号の減衰も大きい。この実施の形態１では後述するようにこのような課題に対しても対処可能としている。

図３に前記各車輌に搭載された情報制御装置１０の内部構成を示す。前記情報制御装置１０は、列車情報の入出力処理を行う情報制御部４０と、この情報制御部４０をＨ／Ｗロジックで監視する監視部４１と、前記監視部４１からの指令により、伝送回線を切り替える情報制御部４０の両端に設けられた切り替え部４２と、前記監視部４１が情報制御部４０の異常を検知したときに、情報制御部４０をバイパスするバイパス回線４３から構成されている。なお、前記監視部４１、切り替え部４２、バイパス回線４３でもってバイパス回線切り替え手段４５を構成している。図１、図３から判るように、情報制御装置１０の入出力は、隣接する車輌の情報制御装置１０にデジタル伝送回線１１を介して接続されリング状ネットワーク１００を構成している。

図４に前記情報制御部４０の内部構成を示す。
送受信部５０は、隣接車輌搭載の情報制御装置１０と列車情報の送受信を行う。通信Ｉ／Ｆ５２は車載機器との通信Ｉ／Ｆを行う。ＣＰＵ５１は情報処理を行い、記憶部５１ａおよび制御部５１ｂから構成されている。
情報制御部４０は、前記車載機器の機器状態データ（デジタルデータ）をパケット伝送する機能と、それらの状態データを基に必要な制御動作を行う機能を有している。

図５は、前記送受信部５０の内部構成を示す。
この送受信部５０は、終端抵抗部６０、伝送回線１１と内部回路を絶縁する絶縁部６１、コントローラ６５からの送信データを基に、送信波形を生成する送信部６２、伝送回線の特性に合わせて受信波形を補正する受信波形補正部６３、前記補正された波形を基に受信データを生成する受信部６４、生成された受信データを処理あるいは送信する送信データを生成するコントローラ６５から構成されている。
前記終端抵抗部６０および受信波形補正部６３は、それぞれネットワーク１００の構成に応じて変化する伝送回線の特性に合わせて、前記ＣＰＵ５１によって抵抗値および補正特性を変更可能とするものである。

次に動作について説明する。前述した図３において、監視部４１は情報制御部４０内のＣＰＵ５１が正常に動作しているか否かを監視している。ＣＰＵ５１の誤動作を監視部４１が検知するとＣＰＵ５１を再起動させ、この再起動回数が所定の回数に達すると切り替え部４２を制御して、バイパス回路４３をＯＮさせることにより、情報制御部４０をバイパスさせ、情報制御部４０をリング状ネットワーク１００から切り離す。

図６に例えば２号車の情報制御装置１０に何らかの原因によって異常が生じ、バイパス回線４３に切り替わった場合のリング状ネットワーク１００ａの構成を示す。

次に、前述した２号車の情報制御装置１０がリング状ネットワーク１００から切り離され、リング状ネットワーク１００ａとなった場合について説明する。
各車輌に搭載された情報制御装置１０は、それぞれが何号車に搭載されているかを示す号車情報を有しており、各情報制御装置１０同士で号車情報を送受信しているため、例えば前述の図６に示した２号車の情報制御装置１０が切り離されれば、すべての車輌に搭載されている情報制御装置１０は、その情報を検知することができる。

このような２号車の情報制御装置１０がリング状ネットワーク１００ａとなった状態においては、図６に示す範囲内の複数の車輌間のデジタル伝送回線１１は以下のようになる。
すなわち切り離される前には１号車と２号車の情報制御装置１０間の伝送路は、ジャンパ配線３２は１ヵ所、２号車と４号車のそれは２ヵ所を経由するリング状ネットワーク１００であるが、図６に示す切り離された状態では、１号車と４号車間はジャンパ配線３２は１号車と２号車、２号車と３号車、３号車と４号車間の計３ヵ所を経由して情報が伝送されることになる。前述したように伝送回線特性が車輌内のデジタル伝送回線１１とジャンパ配線３２とはインピーダンス特性に相違があることから、前記バイパス回線４３に切り替えることによる２号車の情報制御装置１０が切り離された状態では、伝送回線の特性が変化するため伝送品質が低下し、最悪の場合には伝送不可能となる可能性もある。
そこで１号車および４号車のＣＰＵ５１は、２号車の情報制御装置１０が切り離されたことを検知すると、伝送回線の特性変化に合わせて、その特性変化が所定値を越えたとき前述した図５の終端抵抗部６０の抵抗値および受信波形補正部６３の補正特性を変更して、伝送品質が低下することを防ぐ。

ここで、列車の編成パターンは限定されており、或る号車の情報制御装置１０がネットワークから切り離された場合のケースは容易に想定できるものであり、前記終端抵抗部６０の抵抗値や、受信波形補正部６３の補正特性は、予め測定することによって決めることができる。また、伝送回線の特性の変化に対応した適切な終端抵抗部６０の抵抗値や、受信波形補正部６３の補正特性をＣＰＵ５１により自動的に探すことも可能である。

なお、１列車内における各情報制御装置１０は図１に示したような１車輌おきに相互に接続されたリング状ネットワーク１００例を示したが、図７に示すように、２車輌連続に相互接続し、２車輌おきに相互接続したリング状ネットワーク１００であってもよい。

実施の形態２．
次に実施の形態２の列車搭載情報制御システムを説明する。
図８において、各車輌１号車〜ｎ号車に搭載された情報制御装置１０ｃは、後に詳述する図１０に示すように第１、第２の情報制御装置１０ａ、１０ｂより構成されている。各車輌上の情報制御装置１０ｃをつなぐデジタル伝送回線１１は、図９に示すように前記第１、第２の情報制御装置１０ａ、１０ｂ間をそれぞれつなぎ、リング状ネットワーク１００を構成している。
すなわち、例えば１号車の第１の情報制御装置１０ａは２号車の第１の情報制御装置１０ａにつながるとともに、１号車の第２の情報制御装置１０ｂは２号車の第２の情報制御装置１０ｂにつながっている。さらに、図９、図１０に示すように前記第１、第２の情報制御部１０ａ、１０ｂ間もデジタル伝送回線１１ａによって接続されている。

図１０に前記情報制御装置１０ｃの内部構成を示す。
図から判るように各第１、第２の情報制御装置１０ａ、１０ｂは実施の形態１の図３で示したものと情報制御部４０以外は同一の構成を有し、第１、第２の情報制御装置１０ａ、１０ｂに設けられた情報制御部４０ａ間は情報制御装置内デジタル伝送回線１１ａでつながれている。図１２にこの実施の形態２の情報制御部４０ａの内部構成を示しており、３つの送受信部５０を有している。

図１１に３号車の第１の情報制御装置１０ａが図９のリング状ネットワーク１００から切り離されてリング状ネットワーク１００ｂとなった状態を示す。
このような実施の形態２に示す列車搭載情報制御システムでは、各車輌に第１、第２の情報制御装置１０ａ、１０ｂを設けそれぞれを伝送回線１１で接続するリング状ネットワーク１００ｂを構成しているので、例えば或る車輌上の一方の情報制御装置に異常が生じたとしても残る他方の情報制御装置によって情報伝送が行えるので、より信頼性の向上した列車搭載情報制御システムとなるという効果を奏する。

この発明の実施の形態１、２は、列車搭載情報制御システムに利用できる。

この発明の実施の形態１の列車搭載情報制御システムの構成図である。この発明の実施の形態１、２の車輌内伝送回線及びジャンパ配線を示す図である。実施の形態１の情報制御装置の内部構成図である。実施の形態１の情報制御部の内部構成図である。実施の形態１の送受信部の内部構成図である。この発明の実施の形態１において２号車の情報制御装置がネットワークから切り離された状態を示す図である。この発明の実施の形態１の他の実施例を示す列車搭載制御システムの構成図である。この発明の実施の形態２の列車搭載情報制御システムの構成図である。この発明の実施の形態２の列車搭載情報制御システムの構成をより詳細に示す図である。この発明の実施の形態２の情報制御装置の内部構成図である。この発明の実施の形態２において３号車の一方の情報制御部がネットワークから切り離された状態を示す図である。この発明の実施の形態２の情報制御部の内部構成図である。

符号の説明

１０情報制御装置、１０ａ第１の情報制御装置、１０ｂ第２の情報制御装置、
１１デジタル伝送回線、４０，４０ａ情報制御部、４１監視部、
４２切り替え部、４３バイパス回線、４５バイパス回線切り替え手段、
５１ＣＰＵ、６０終端抵抗部、６３受信波形補正部、
１００，１００ａ，１００ｂリング状ネットワーク。

Claims

複数の車輌によって編成された１列車に配備される列車搭載情報制御システムであって、
前記列車搭載情報制御システムには、前記複数の車輌毎にそれぞれ設けられ、自機が搭載されている車輌号車の情報を有する情報制御装置と、この情報制御装置間を前記車輌間を接続するジャンパ配線を介して車輌内デジタル伝送回線でつなぐリング状ネットワークとが設けられ、
前記情報制御装置には、隣接する前記情報制御装置間で列車情報の送受信を行う情報制御部と、この情報制御部を監視するとともに前記情報制御部をバイパスさせるバイパス回線切り替え手段とが設けられており、
前記情報制御部に異常が生じたとき、その情報制御装置における前記バイパス回線切り替え手段によって、当該情報制御部をバイパスさせて前記リング状ネットワークから切り離すとともに、前記バイパス回線を介して前記リング状ネットワークを再構成し、
他の前記情報制御装置は、前記異常が生じた情報制御部が搭載された車輌号車の情報制御装置との情報の送受信がなされないことから、前記異常発生の車輌号車の情報制御装置が切り離されたという切り離し情報を検知して、前記バイパス回線で接続され、前記再構築されたネットワークの構成に応じて、当該情報制御装置の送受信特性を変更することを特徴とする列車搭載情報制御システム。
複数の車輌によって編成された１列車に配備される列車搭載情報制御システムであって、
前記列車搭載情報制御システムには、前記複数の車輌毎にそれぞれ設けられ、自機が搭載されている車輌号車の情報を有し、車輌内デジタル伝送回線でつながる第１、第２の情報制御装置が設けられているとともに、前記複数の車輌間の前記第１、第２の情報制御装置間を前記車輌間を接続するジャンパ配線を介して車輌内デジタル伝送回線でつなぐリング状ネットワークが設けられ、
前記情報制御装置には、隣接する前記情報制御装置間で列車情報の送受信を行う情報制御部と、この情報制御部を監視するとともに前記情報制御部をバイパスさせるバイパス回線切り替え手段とが設けられており、前記複数の車輌に搭載された前記第１、第２のいずれかの情報制御部に異常が生じたとき、その情報制御装置における前記バイパス回線切り替え手段によって、当該情報制御部をバイパスさせて前記リング状ネットワークから切り離すとともに、前記バイパス回線を介して前記リング状ネットワークを再構成し、
他の前記情報制御装置は、前記異常が生じた情報制御部が搭載された車輌号車の情報制御装置との情報の送受信がなされないことから、前記異常発生の車輌号車の情報制御装置が切り離されたという切り離し情報を検知して、前記バイパス回線で接続され、前記再構築されたネットワークの構成に応じて、当該情報制御装置の送受信特性を変更することを特徴とする列車搭載情報制御システム。
前記情報制御部はＣＰＵを有し、このＣＰＵの異常を検知したとき、前記ＣＰＵを再起動し、再起動回数が所定の回数に達すると、前記バイパス回線切り替え手段によって、当該情報制御部をバイパスさせて前記リング状ネットワークから切り離すことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１項に記載の列車搭載情報制御システム。
前記バイパス回線切り替え手段は、前記情報制御部を監視する監視部と、前記情報制御部の両端に設けられた切り替え部と、前記切り替え部につながるバイパス回線とによって構成されているとともに、前記監視部が前記情報制御部の異常を検知したとき、前記切り替え部を制御して前記バイパス回線をＯＮし、当該情報制御装置における情報制御部をバイパスさせることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の列車搭載情報制御システム。
前記情報制御部には情報処理を行うＣＰＵと、前記ＣＰＵにつながり情報の送受信を行う送受信部とが設けられており、
さらに前記送受信部には終端抵抗部と、受信波形を補正する受信波形補正部とが設けられており、
前記複数の車輌に搭載された情報制御装置の情報制御部のいずれかに異常が生じ、当該情報制御部が前記リング状ネットワークから切り離されたことを隣接する他の前記情報制御装置の情報制御部のＣＰＵが検知すると、
前記ＣＰＵの制御によって隣接する他の前記情報制御装置の情報制御部の前記終端抵抗部は抵抗値を、前記受信波形補正部は受信波形の補正特性を変更することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の列車搭載情報制御システム。