JP5208040B2 - 車両情報伝送中継装置 - Google Patents
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Description
このような装置においては、各車両の機器の情報を各車両に設置された端末装置に車両単位で入力し、これらをループ状に接続する伝送線を介して情報交換することにより、1編成分全ての車両機器の状態(データ)を収集する。
また、実際の列車の運転においては、二つ以上の編成を併結する場合があり、列車情報伝送装置同士の接続においても、これに対応する必要がある。このような装置としては、従来、例えば特許文献1に記載されたようなものがあった。
この装置では、編成両端の(運転台を持つ)車両に設けられた車両制御情報出力装置によって列車の先頭車両と後尾車両を判別し、併結後に車両制御情報出力装置からの車両制御情報の出力が停止するのを検知してスイッチを適切に切り替えて、伝送路を各編成毎の伝送ループから、2編成に渡る一つの伝送ループを構成する(分離時はその逆にする)という構成をとっていた。
図1は、この発明の実施の形態1による車両情報伝送中継装置を適用した列車の編成を示す説明図である。
図示のように、車両11〜14が連結されて一つの編成を構成しており、それぞれの車両11〜14は、端末装置21〜26を有している。即ち、車両11は端末装置21,22を、車両12は端末装置23を、車両13は端末装置24を、車両14は端末装置25,26をそれぞれ有している。また、編成両端の(運転台を持つ)車両11および車両14にはそれぞれ車両制御情報出力装置31,32が設けられ、車両制御情報出力装置31には端末装置21,22が接続され、車両制御情報出力装置32には端末装置25,26が接続されている。更に、車両14には車両情報伝送中継装置40が設けられている。尚、図中、伝送線については二重化された伝送線を一本の線として簡略化して記載している。
尚、以下で車両14の側に別の編成を併結する場合の説明を行うため、図では車両14のみに車両情報伝送中継装置40を搭載しているように記述しているが、車両11に搭載してもよく、また両方に搭載してもよい。補足するならば、実際の列車においても、編成のいずれか一端のみに別の編成を併結することを想定して設計されるのはよくあることであり、またそうすることで装置全体およびそこに搭載するアプリケーションの簡素化、並びにコストの削減が可能となる。
車両情報伝送中継装置40は、通信手段101、運転台有効数判定手段102、送信権管理手段103、送信データ管理手段104、データ保存手段105を備えている。また、通信手段101は、編成内第一通信手段101a、編成内第二通信手段101b、編成外第一通信手段101c、編成外第二通信手段101dを備えている。
編成外第一通信手段101cおよび編成外第二通信手段101dは、車両14および車両11aに設置された連結器61,62による他編成との併結時に、車両情報伝送中継装置40と接続する他編成内の端末装置との通信を行う手段で、編成外第一通信手段101cは他編成における端末装置21aとスイッチ51を経由して接続し、編成外第二通信手段101dは他編成の端末装置22aとスイッチ52を経由して接続する。また、編成外第一通信手段101cおよび編成外第二通信手段101dは他編成との接続状態を確認(必要であれば他編成との通信確認データの交換により通信状態の確立を確認)して編成外への通信の可否を運転台有効数判定手段102に通知する。
送信権管理手段103は、通信手段101が受信した送信権を受け取って、運転台有効数判定手段102から通知された動作状態により、送信権を通信手段101の中の適切な通信手段を用いて送信する手段である。
送信データ管理手段104は、運転台有効数判定手段102から通知された動作状態により、データ保存手段105に保存されたデータを通信手段101の中の適切な通信手段を用いて送信する手段である。
データ保存手段105は、通信手段101が受信したデータを受け取って、送信先の端末装置毎に分けて保存し(よってその容量は併結を予定される二つの編成に搭載された全端末装置が送信するデータサイズの合計分だけ用意すればよい)、受信した時刻や、送信済みかどうかの状態を管理する手段である。
先ず、編成外第一通信手段101cおよび編成外第二通信手段101dにおいて他編成との接続が確認されないため、運転台有効数判定手段102に他編成との接続が不可であることが通知される。運転台有効数判定手段102は送信権管理手段103および送信データ管理手段104に単独時の動作を指示する。
次に、伝送路を流れてきた編成内のデータを受信した場合であるが、編成内第一通信手段101aおよび編成内第二通信手段101bによって受信し、これをデータ保存手段105に送信先の端末装置毎に分けて保存する。編成外第一通信手段101cおよび編成外第二通信手段101dからは何もデータを受信しないため、データ保存手段105の他編成のための記憶領域はクリアされる。送信データ管理手段104は単独時の動作を指示されている時は何も処理を行わない。
車両情報伝送中継装置40は、端末装置25から送信権を受信すると、即ち、編成内第一通信手段101aで送信権を受信すると、これを送信権管理手段103に引き渡す。送信権管理手段103は単独時の動作を指示されているため、送信権を編成内第二通信手段101bを用いて送信する。これにより、送信権は端末装置26に渡る。
以上により、該編成は独立の伝送ループを持つ編成として動作する。
先ず、編成外第一通信手段101cおよび編成外第二通信手段101dにおいて他編成との接続が確認されるか否かであるが、これは他編成のスイッチ51,52の状態に依存している。即ち、他編成において併結用の端末装置21a,22aに付随する他編成とのスイッチ51,52が接続されていれば通信が可能になり、開放されていれば通信は不可になる。編成外第一通信手段101cおよび編成外第二通信手段101dは他編成との接続が確認されれば通信可能を、接続が確認されなければ通信不可を、運転台有効数判定手段102に通知する(編成外第一通信手段101cと編成外第二通信手段101dの接続・通信状態は常に一致するものとする)。
運転台が有効であるかどうかの情報には、データ中の「マスコン状態」と呼ばれるデータを使用する。「マスコン状態」とは、編成両端の車両においてどちらを先頭車両(前)とするかを示すスイッチの入力状態のことであり、これが「前」に設定されている車両が先頭車両に設定されている、即ち運転台が有効になっていることを示す。よって、「マスコン状態=前」のデータを送信してきた端末装置がいくつあるかをチェックすればよい。
但し、図1に示すように、両端の車両に二つの端末装置が設置されている場合には、二つの端末装置に「正」あるいは「副」の設定がされているはずであるから、「正」である端末装置のデータのみをチェックすればよい。
また、運転台有効数判定手段102は「併結時の第二の動作」を送信権管理手段103および送信データ管理手段104に指示した以降もデータ保存手段105を逐次監視し、運転台有効情報を出力している車両が1両以下か2両以上かの判定が変わる度に(即ち、併結時の第一の条件と併結時の第二の条件のいずれが満たされるかが変わる度に)、併結時の第一の動作か併結時の第二の動作かを送信権管理手段103および送信データ管理手段104に指示する。また、他編成と通信不可と通知された場合には単独時の動作を指示する。
このとき、送信するデータに付ける送信元の端末装置を示す値(一般にノードIDと呼ばれる)を、車両情報伝送中継装置40の値の代わりに、受信元の端末装置の値をつけて送信する。これにより、他編成の各端末装置は、そのデータが「車両情報伝送中継装置40を含む編成」の端末装置から送信されたように認識できる。
このとき、送信するデータに付ける送信元の端末装置を示す値は受信元の端末装置の値をつけて送信することは前記と同様である。これにより、編成内の各端末装置は、そのデータが他編成の端末装置から送信されたように認識できる。
編成内の送信権については、車両情報伝送中継装置40は端末装置25から送信権を受信すると、即ち、編成内第一通信手段101aで送信権を受信すると、これを送信権管理手段103に引き渡す。送信権管理手段103は、送信権を編成内第二通信手段101bを用いて送信する。これにより、送信権は端末装置26に渡る。その結果、送信権の遷移に関しては、該編成は独立の伝送ループを持つ編成として動作する。
編成外の送信権については、他編成との接続が確立していないため、受信することはない。他編成の送信権は例えば特許文献1に示す構成によれば、他編成内の伝送ループ内で巡回しているはずである。
以上により、二つの編成は、送信権の遷移に関しては、それぞれ独立の伝送ループを持つ編成として動作する。
編成内の送信権については、単独時の動作を指示されている場合と同じとする。
編成外の送信権については、車両情報伝送中継装置40は編成外第一通信手段101cあるいは編成外第二通信手段101dで送信権を受信すると、送信権管理手段103に引き渡される。送信権管理手段103は、編成外第一通信手段101cで受信した場合は編成外第二通信手段101dを、編成外第二通信手段101dで受信した場合は編成外第一通信手段101cを、それぞれ用いて送信権を送信する。これにより、送信権は他編成の端末装置に渡る。これにより、送信権の遷移に関しては、他編成は車両情報伝送中継装置40を間に挟んだ独立の伝送ループを持つ編成として動作する。
以上より、二つの編成は、送信権の遷移に関しては、それぞれ独立の伝送ループを持つ編成として動作する。
編成内の送信権については、車両情報伝送中継装置40は端末装置25から送信権を受信すると、即ち、編成内第一通信手段101aで送信権を受信すると、送信権管理手段103に引き渡される。送信権管理手段103は、送信権を編成外第一通信手段101cを用いて送信する。これにより、送信権は他編成の端末装置に渡る。
編成外の送信権については、車両情報伝送中継装置40は編成外第一通信手段101cあるいは編成外第二通信手段101dで送信権を受信すると、送信権管理手段103に引き渡される。送信権管理手段103は、それが編成外から受信した最初の送信権であれば、これを破棄する。そして2回目以降に受信した送信権であれば(これは前述の、自編成から他編成に渡した送信権であることは明らかであり、編成外第二通信手段101dで受信することになる)、編成内第一通信手段101bを用いて送信権を送信する。これにより、送信権は端末装置26に渡る。
以上により、二つの編成は、送信権の遷移に関しては、一つの伝送ループを持つ編成として動作する。
(1)単独時の動作を指示している場合、送信権、データともそれぞれの編成内の伝送ループ内のみで伝送されるため、二つの編成はそれぞれ独立の伝送ループを持つ編成として動作する。
(2)併結時の第一の動作を指示している場合、該編成の送信権は該編成内、他編成の送信権は車両情報伝送中継装置40を経由しつつ他編成内で伝送され、データは他編成のデータが車両情報伝送中継装置40に届くようになるものの、二つの編成の間でデータが交換されることはないため、二つの編成はそれぞれ独立の伝送ループを持つ編成として動作する。
(3)併結時の第二の動作を指示している場合、該編成の送信権は他編成にも流れ、他編成の(最初に存在した)送信権は破棄されて、ただ一つの送信権が二つの編成で共有され、データも二つの編成の間で交換されるようになるため、二つの編成が一つの伝送ループを持つ編成として動作する。
実施の形態1では二つの編成が併結して車両情報制御信号を出力する車両が1両以下になった場合に、二つの編成で一つの伝送ループを形成し、一つの送信権を共有する例を示したが、実施の形態2では伝送ループと送信権を二つにしたままで同様の効果を得られる構成について説明する。
実施の形態2の車両情報伝送中継装置は、通信手段101、運転台有効数判定手段202、送信権管理手段203、送信データ管理手段204、データ保存手段105を備えている。また、通信手段101は、編成内第一通信手段101a、編成内第二通信手段101b、編成外第一通信手段101c、編成外第二通信手段101dを備えている。ここで、通信手段101およびデータ保存手段105は実施の形態1の車両情報伝送中継装置と同様であるため、その説明は省略し、実施の形態1とは異なる機能を有する手段について説明する。
送信権管理手段203は、通信手段101から送信権を受け取って、送信データ管理手段204に適切なデータ送信処理を指示し、該処理終了後に送信権を通信手段101の中の適切な通信手段を用いて送信する手段である。
送信データ管理手段204は、送信権管理手段203の指示と運転台有効数判定手段202から通知された動作状態により、データ保存手段105に保存されたデータを、通信手段101の中の適切な通信手段を用いて送信する手段である。
先ず、編成外第一通信手段101cおよび編成外第二通信手段101dにおいて他編成との接続が確認されないため、運転台有効数判定手段202に他編成との接続が不可であることが通知される。運転台有効数判定手段202は送信データ管理手段204に単独時の動作を指示する。
次に、伝送路を流れてきた編成内のデータを受信した場合であるが、編成内第一通信手段101aおよび編成内第二通信手段101bによって受信し、これをデータ保存手段105に送信先の端末装置毎に分けて保存する。編成外第一通信手段101cおよび編成外第二通信手段101dからは何もデータを受信しないため、データ保存手段105の他編成のための記憶領域はクリアされる。
以上により、該編成は独立の伝送ループを持つ編成として動作する。
先ず、編成外第一通信手段101cおよび編成外第二通信手段101dから運転台有効数判定手段202に通知される通信可否状態は実施の形態1で説明したものと同じであるので、説明を省略する。
運転台有効数判定手段202は通信可能が通知されれば併結時の動作を、通信不可が通知されれば単独時の動作を、それぞれ送信データ管理手段204に指示する。単独時の動作、併結時の第一の動作、併結時の第二の動作を判定する処理は実施の形態1で説明したものと同じであるので、説明を省略する。
次に、他編成のデータを受信した場合であるが、編成外第一通信手段101cおよび編成外第二通信手段101dによって受信し、これをデータ保存手段105に送信先の端末装置毎に分けて保存する。実施の形態1と異なり、送信データ管理手段204はこの時点では何もしない。
また、送信するデータに付ける送信元の端末装置を示す値は受信元の端末装置の値をつけて送信することは実施の形態1と同様である。これにより、編成内の各端末装置は、そのデータが他編成の端末装置から送信されたように認識できる。
送信データ管理手段204は上記処理を終えると送信権管理手段203に処理を戻す。送信権管理手段203は送信権を編成内第二通信手段101bを用いて送信する。これにより、送信権は端末装置26に渡る。
以上により、該編成にとっては、送信権が端末装置25から車両情報伝送中継装置40に渡った後は、その送信権が他編成内を巡回して他編成の端末装置がそれぞれデータを送信し、端末装置26に送信権が戻ってくるという動作が模擬されるようになる。即ち、二つの編成に渡る一つの伝送ループが形成されることが模擬されるようになる。
車両情報伝送中継装置40は、他編成の端末装置22aから送信権を受信すると、即ち、編成外第二通信手段101dで送信権を受信すると、これを送信権管理手段203に引き渡す。送信権管理手段203は送信データ管理手段204に他編成の送信権を受信した場合の処理を開始するよう指示する。送信データ管理手段204は、単独時の動作あるいは併結時の第一の動作を指示されている時は何も処理を行わず、併結時の第二の動作を指示されている場合はデータ保存手段105に保存された編成内の端末装置のデータがあればこれを取り出して、編成外第一通信手段101cおよび編成外第二通信手段101dを用いて送信する。このとき、端末装置毎にデータを分けて送信するが、その順序は車両情報伝送中継装置40が該編成の各端末装置からデータを受信した順序とする。但し、前述の通りその順序は何であってもよい。
また、送信するデータに付ける送信元の端末装置を示す値は受信元の端末装置の値をつけて送信することは前記と同様である。これにより、他編成の各端末装置は、そのデータが「車両情報伝送中継装置40を含む編成」の端末装置から送信されたように認識できる。
以上により、他編成にとっては、送信権が車両情報伝送中継装置40に渡った後は、その送信権が「車両情報伝送中継装置40を含む編成」内を巡回して端末装置がそれぞれデータを送信し、送信権が戻ってくるという動作が模擬されるようになる。即ち、二つの編成に渡る一つの伝送ループが形成されることが模擬されるようになる。
(1)単独時の動作を指示している場合、送信権、データともそれぞれの編成内の伝送ループ内のみで伝送されるため、二つの編成はそれぞれ独立の伝送ループを持つ編成として動作する。
(2)併結時の第一動作を指示している場合、該編成の送信権は該編成内、他編成の送信権は車両情報伝送中継装置40を経由しつつ他編成内で伝送され、データは他編成のデータが車両情報伝送中継装置40に届くようになるものの、二つの編成の間でデータが交換されることはないため、二つの編成はそれぞれ独立の伝送ループを持つ編成として動作する。
(3)併結時の第二動作を指示している場合、該編成の送信権を車両情報伝送中継装置40で受信したときには該編成に他編成のデータが送信されてその後該編成に送信権が戻り、他編成の送信権を車両情報伝送中継装置40で受信したときには他編成に該編成のデータが送信されてその後他編成に送信権が戻り、「ただ一つの送信権が二つの編成で共有され、データも二つの編成の間で交換されるようになる」という状態が模擬されるように動作する。
各端末装置が送信するデータにおいて、併結する編成同士でそのフォーマットが異なる場合がある。実施の形態3ではそのような場合に対処する車両情報伝送中継装置について説明する。
図4は、本実施の形態の車両情報伝送中継装置の内部構成図である。車両情報伝送中継装置は、通信手段101、運転台有効数判定手段102、送信権管理手段103、送信データ管理手段104、データ保存手段105、データ変換手段106を備えている。
データ変換手段106は編成内で使用するデータのフォーマットと他編成で使用するデータのフォーマットを、内蔵した変換テーブルなどを利用して相互に変換する手段である。その他の手段は実施の形態1で説明した図2に記述したものと同じであるため、ここでの説明は省略する。
このとき、送信するデータに付ける送信元の端末装置を示す値は受信元の端末装置の値をつけて送信することは前記と同様である。これにより、他編成の各端末装置は、そのデータが同じデータフォーマットを使用する「車両情報伝送中継装置を含む編成」の端末装置から送信されたように認識できる。
このとき、送信するデータに付ける送信元の端末装置を示す値は受信元の端末装置の値をつけて送信することは前記と同様である。これにより、編成内の各端末装置は、そのデータが他編成の端末装置から送信されたように認識できる。
実施の形態4では、実施の形態3と同様に、実施の形態2の場合においてデータフォーマットを変更するための方法について説明する。
図5は、本実施の形態の車両情報伝送中継装置の内部構成図である。車両情報伝送中継装置は、通信手段101、運転台有効数判定手段202、送信権管理手段203、送信データ管理手段204、データ保存手段105、データ変換手段106を備えている。
データ変換手段106は実施の形態3の図4に記述したものと同様であり、その他の手段は実施の形態2で説明した図3に記述したものと同様である。
他編成と併結していない場合の動作は全く同じであり、異なるのは併結して運転台有効数判定手段202で「併結時の第二の動作」と判定しているときで、送信権を受信したときの、送信データ管理手段204の動作である。このときの動作を以下で説明する。
このとき、端末装置毎にデータを分けて送信することとその順序、また、送信するデータに付ける送信元の端末装置を示す値は受信元の端末装置の値をつけて送信することは前記と同様である。
このとき、端末装置毎にデータを分けて送信することとその順序、また、送信するデータに付ける送信元の端末装置を示す値は受信元の端末装置の値をつけて送信することは前記と同様である。
実施の形態5では、実施の形態1〜4で示した車両情報伝送中継装置40を設置した車両同士が併結する場合に適切に動作するための構成について説明する。この構成は、実施の形態1〜4に適用可能であるが、一例として実施の形態1(図2の構成)に適用した場合について説明する。
図6は、実施の形態5の車両情報伝送中継装置を示す構成図である。図示のように、実施の形態5では、編成外第一通信手段101cおよび編成外第二通信手段101dから送信データ管理手段104へ、接続状態を通知するための手段(矢印で示す)が追加されている。また、編成外第一通信手段101cおよび編成外第二通信手段101dは相手先装置判定手段を構成している。
尚、相手先装置の判定は、この構成に限定されるものではなく、他の手段を用いてもよい。
なお、編成内へのデータ送信時の動作や、他編成からのデータ受信時の動作、トークン受信時の動作は同じとする。
また、実施の形態2〜4についても送信データ管理手段104(204)は同様に動作する。
実施の形態6では、実施の形態1〜5で示した運転台有効数判定手段102(202)における判定方法を、より厳密にした場合について説明する。図面上の構成は実施の形態1〜5のいずれかと同様であるため、その図示は省略する。
次に併結時の動作を判定である条件であるが、併結時の第二の条件を「全端末装置データが揃っていて、かつ、全データの中で運転台有効情報を出力している車両が1両以下で、かつ、車両情報伝送中継装置40を搭載している車両(例えば図1では車両14)とこれに併結している車両の運転台情報が共に『マスコン状態=中』である場合」とし、これ以外を「併結時の第一の条件」とする。その他の動作については実施の形態1〜5のいずれかと同様である。
Claims (5)
- 編成の両端の車両のうちの少なくとも一方の車両において端末装置に接続し、前記編成内の各端末装置が送信するデータを受信してデータ保存手段に保持し、他編成の併結があった場合には、当該他編成の併結する一端となる車両の端末装置に接続し、前記他編成の各端末装置が送信するデータを受信してデータ保存手段に保持する車両情報伝送中継装置であって、
前記他編成の併結を検知しない場合は単独時の動作を指示し、前記他編成の併結を検知した場合は、車両情報制御信号が一つの車両のデータから検出された場合以外を併結時の第一の条件、前記車両情報制御信号が一つの車両のデータから検出された場合を併結時の第二の条件として、どちらの条件を満たしているかを判定する運転台有効数判定手段と、
前記運転台有効数判定手段で単独時の動作が指示された場合は、自編成から受信した送信権は当該自編成の次の端末装置に送信し、前記併結時の第一の条件を満たしていると判定された場合は、前記自編成から受信した送信権は当該自編成の次の端末装置に送信すると共に、前記他編成から受信した送信権は当該他編成の次の端末装置に送信し、前記併結時の第二の条件を満たしていると判定された場合は、前記自編成から受信した送信権は前記他編成の端末装置の一つに送信すると共に、前記他編成から受信した送信権は1度目は破棄して2度目以降に前記自編成の端末装置に送信する送信権管理手段と、
前記第二の条件を満たしていると判定された場合は、前記自編成から受信したデータを前記他編成の端末装置に送信すると共に、前記他編成から受信したデータを前記自編成の端末装置に送信する送信データ管理手段とを備えた車両情報伝送中継装置。 - 編成の両端の車両のうちの少なくとも一方の車両において端末装置に接続し、前記編成内の各端末装置が送信するデータを受信してデータ保存手段に保持し、他編成の併結があった場合には、当該他編成の併結する一端となる車両の端末装置に接続し、前記他編成の各端末装置が送信するデータを受信してデータ保存手段に保持する車両情報伝送中継装置であって、
前記他編成の併結を検知しない場合は単独時の動作を指示し、前記他編成の併結を検知した場合は、車両情報制御信号が一つの車両のデータから検出された場合以外を併結時の第一の条件、前記車両情報制御信号が一つの車両のデータから検出された場合を併結時の第二の条件として、どちらの条件を満たしているかを判定する運転台有効数判定手段と、
前記運転台有効数判定手段で単独時の動作が指示された場合は、自編成から受信した送信権は当該自編成の次の端末装置に送信し、前記併結時の第一の条件を満たしていると判定された場合は、前記自編成から受信した送信権は当該自編成の次の端末装置に送信すると共に、前記他編成から受信した送信権は当該他編成の次の端末装置に送信し、前記併結時の第二の条件を満たしていると判定された場合、前記自編成内の送信権を受信したときは当該自編成に送信権を送信し、前記他編成内の送信権を受信したときは当該他編成に送信権を送信する送信権管理手段と、
前記送信権管理手段が前記自編成内の送信権を受信した場合は、前記他編成のデータを前記自編成の伝送路に対して送信し、前記送信権管理手段が前記他編成内の送信権を受信した場合は、前記自編成のデータを前記他編成の伝送路に対して送信する送信データ管理手段とを備え、
前記送信権管理手段は、前記併結時の第二の条件を満たしていると判定された場合、前記送信データ管理手段が前記自編成または前記他編成の伝送路にデータを送信した後に送信権を送信することを特徴とする車両情報伝送中継装置。 - 自編成と他編成のデータの相互変換を行うデータ変換手段を備え、送信データ管理手段は、前記自編成と前記他編成間でデータの送受信を行う場合は、前記データ変換手段により変換を行ったデータを用いることを特徴とする請求項1または請求項2記載の車両情報伝送中継装置。
- 他編成との接続の際に相手先装置が端末装置であるか車両情報伝送中継装置であるかを判定する相手先装置判定手段を備え、
送信データ管理手段は、前記相手先装置が前記車両情報伝送中継装置である場合は、自編成のデータを前記車両情報伝送中継装置に送信するようにしたことを特徴とする請求項1から請求項3のうちのいずれか1項記載の車両情報伝送中継装置。 - 運転台有効数判定手段は、併結時の第一の条件か第二の条件かを判定する際に、併結車両の位置を示す運転台情報を用いることを特徴とする請求項1から請求項4のうちのいずれか1項記載の車両情報伝送中継装置。
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