JP5711653B2 - Information transmission system and information transmission method - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、複数の連結車両を有する鉄道車両等、複数の情報伝送対象間の情報伝送システム及び情報伝達方法に関し、特に伝送路上に多重故障が発生した場合でも、伝送を継続することを可能とする技術に関する。 The present invention relates to an information transmission system and an information transmission method between a plurality of information transmission objects, such as a railway vehicle having a plurality of connected vehicles, and particularly to continue transmission even when multiple failures occur on a transmission line. It relates to the technology to be made possible.
近年のネットワーク技術の発展にともない、様々な分野でネットワークによる情報伝送が実用化されている。特に、鉄道車両のように、障害時の影響が非常に大きく、高度の信頼性や安全性が要求される分野においては、多重故障が発生した場合にも、伝送を中断することのない、高信頼な情報伝送システムが要求されている。
多重故障に対しても伝送を継続できるような伝送技術としては、汎用のネットワーク技術イーサネット（登録商標）における、ルーティング、スパニングツリー技術が知られており、また、鉄道車両用ネットワーク技術として、下記特許文献１に記載された技術が知られている。
With the development of network technology in recent years, information transmission over networks has been put into practical use in various fields. Especially in the fields where the impact at the time of failure is very large, such as railway vehicles, where high reliability and safety are required, even if multiple failures occur, the transmission is not interrupted. There is a need for a reliable information transmission system.
As a transmission technology that can continue transmission even for multiple faults, routing and spanning tree technology in general-purpose network technology Ethernet (registered trademark) is known. The technique described in Document 1 is known.
ルーティング及びスパニングツリー技術において、伝送路を選択するルータあるいはスイッチングハブ同士が、互いに情報を交換して、最適な経路を算出し、随時適切な経路を選択するものであり、選択されない経路に関してはポートをブロックし、通常の通信は実施しないようにする。これにより、冗長な伝送経路を用意しておけば、障害が発生しても、通信可能な経路が選択され伝送が継続できる。
また、特許文献１に記載された技術では、各車両内にそれぞれ二台の伝送端末局を設け、複数の伝送端末局の間を複数の伝送路で接続し、各伝送端末局は、他の伝送端末局から受信したデータを、さらに他の伝送端末に送信する伝送中継機能を備え、同一の情報を複数の伝送路を通して受信し、いずれか一方の経路を選択して、中継する経路を選択することで、多重故障時における伝送を継続している。
In routing and spanning tree technology, routers or switching hubs that select transmission paths exchange information with each other to calculate the optimal path and select an appropriate path as needed. To prevent normal communication. Accordingly, if a redundant transmission path is prepared, a communicable path is selected and transmission can be continued even if a failure occurs.
Moreover, in the technique described in Patent Document 1, two transmission terminal stations are provided in each vehicle, and a plurality of transmission terminal stations are connected by a plurality of transmission paths. It has a transmission relay function that transmits data received from a transmission terminal station to another transmission terminal, receives the same information through multiple transmission paths, selects one of the paths, and selects a relay path By doing so, transmission at the time of multiple failures is continued.
ルーティング及びスパニングツリー技術は、汎用技術として開発されたため、複雑なネットワーク構成の場合や、大規模なネットワークにおいても動作可能な優れた技術である。しかしながら障害が発生した際に新しい経路を選択するには、ルータあるいはスイッチングハブ同士が相互に情報交換を行い、最適な経路を算出するため、数十秒から数分という時間が必要である。ところが、鉄道車両内の車内情報伝送システム等の機器制御ネットワークでは、車両ドアの開閉のように、高レスポンスで確実な制御を行わなければならないものや、車両故障による運行への影響を最小限にとどめるため、伝送遅延が小さいこと、また障害時の伝送路の変更が瞬時で行われることが強く要求されている。このため、ルーティング技術をこのような用途にそのまま適用するのは困難である。 Since the routing and spanning tree technology was developed as a general-purpose technology, it is an excellent technology that can operate even in a complex network configuration or in a large-scale network. However, in order to select a new route when a failure occurs, it takes several tens of seconds to several minutes to exchange information between routers or switching hubs to calculate an optimum route. However, in equipment control networks such as in-vehicle information transmission systems in railway vehicles, it is necessary to perform reliable control with high response, such as opening and closing of vehicle doors, and minimizing the impact on operation due to vehicle failure. Therefore, it is strongly required that the transmission delay is small and that the transmission path is changed instantaneously at the time of failure. For this reason, it is difficult to apply the routing technique as it is to such a use.
特許文献１に記載された技術も、冗長な経路を用意し、個々のデータの中身を識別して経路を選択している点でルーティングやスパニングツリーと同様の技術である。この技術では同一のデータを複数の伝送路を通して受信し、断線等の接続の可否でいずれか一方の経路を選択して中継する経路選択手段を有しているため、複数の故障箇所に対しても、高速に経路の切り替えと伝送の継続が可能となる。
しかし、経路選択手段を構成するスイッチング素子が非作動となったり、短絡するなど、故障の態様や故障箇所によって冗長な伝送路と通常の伝送路でループ構造を形成してしまう恐れがある。また、すべての伝送端末局が同一の情報を常に受信しておく必要があるため、データの同期が必要となり、さらに、上述のスイッチング素子や、経路が多重に形成されているため配線が増加し、コストアップを招いてしまう。
The technique described in Patent Document 1 is also a technique similar to routing and spanning tree in that a redundant path is prepared, the contents of each data are identified and a path is selected. This technology has route selection means that receives the same data through multiple transmission paths and selects and relays one of the paths depending on whether or not a connection such as disconnection is possible. However, it is possible to switch routes and continue transmission at high speed.
However, there is a possibility that a loop structure may be formed by a redundant transmission line and a normal transmission line depending on a failure mode and a failure point, such as a switching element constituting the path selection unit being inactivated or short-circuited. In addition, since it is necessary for all transmission terminal stations to always receive the same information, data synchronization is required, and moreover, the above-described switching elements and paths are formed in a multiplexed manner, resulting in an increase in wiring. Incurs an increase in cost.
そこで、本発明においては、２つの伝送路とこれらの伝送路に接続され、互いに情報伝送可能な複数の伝送端末を備えた複数の情報伝送対象間の情報伝送システムにおいて、あらかじめ定められた伝送端末からのデータが受信できないことを検知したときに、別の伝送端末へデータの送受信を行うことで冗長伝送路を生成する。これにより、車両ネットワーク全体で、ループの存在しないツリー構造のネットワークを構築することが可能となり、多重故障が発生した場合でも、伝送が継続可能とする。別の端末へデータの送信要求を行う際は、冗長伝送路と接続しているスイッチングハブの伝送ポートの設定によってデータの送信可否を決定するため、スイッチング等の素子を必要としない簡易な構成にすることができ、かつ多重故障が発生しても速やかに伝送を継続することが可能である。さらに、冗長伝送路生成時にのみデータを複数端末に伝送させるため、データ容量が削減でき、また、複数ポートで同じデータを取得することがないため、データ間での同期を取る必要がない。 Therefore, in the present invention, a predetermined transmission terminal in an information transmission system between a plurality of information transmission objects including two transmission paths and a plurality of transmission terminals connected to these transmission paths and capable of transmitting information to each other. When it is detected that data cannot be received, a redundant transmission path is generated by transmitting and receiving data to another transmission terminal. This makes it possible to construct a tree-structured network without a loop in the entire vehicle network, and to continue transmission even when multiple failures occur. When making a data transmission request to another terminal, whether or not data transmission is possible is determined by the setting of the transmission port of the switching hub connected to the redundant transmission path. It is possible to continue transmission promptly even if multiple failures occur. Furthermore, since data is transmitted to a plurality of terminals only when a redundant transmission path is generated, the data capacity can be reduced, and since the same data is not acquired at a plurality of ports, there is no need to synchronize data.
すなわち、本発明の情報伝送システムにおいては、第一の伝送路により互いに接続され、冗長系を形成する少なくとも２台の伝送端末を有する情報伝送対象を複数有し、該情報伝送対象内の各伝送端末と、隣接する他の情報伝送対象内の各伝送端末の一方ずつをそれぞれ第二の伝送路により接続し、情報伝送対象間で相互に情報伝送を可能とした情報伝送システムにおいて、前記第二の伝送路はデータを送受信可能に設定され、かつ前記第一の伝送路は特定のデータのみ送受信可能、あるいはデータの受信のみ可能に設定され、前記伝送端末の各々は、前記第二の伝送路を介して、隣接する他の伝送端末のうち、一方の伝送端末との接続状態を監視し、前記伝送端末が接続状態の障害を検知した場合、該伝送端末に接続する第一の伝送路をすべてのデータを送受信可能に切り換えるようにした。 That is, in the information transmission system of the present invention, the information transmission system includes a plurality of information transmission targets each having at least two transmission terminals that are connected to each other by the first transmission path and form a redundant system, and each transmission within the information transmission target. and a terminal, connected by a transmission path one by the second respective of the transmission terminal in the adjacent other information be transmitted, in the mutual enables information transmission and information transmission system between information transmission target, the second And the first transmission path is set so that only specific data can be transmitted / received or only data can be received, and each of the transmission terminals is configured to transmit the second transmission path. The connection state with one transmission terminal among other adjacent transmission terminals is monitored, and when the transmission terminal detects a failure in the connection state, the first transmission path connected to the transmission terminal is You The data of Te was so that switched can transmit and receive.
また、本発明の情報伝送方法においては、次のような技術的手段を講じた。
第一の伝送路により互いに接続され、冗長系を形成する少なくとも２台の伝送端末を有する情報伝送対象を複数有し、該情報伝送対象内の各伝送端末と、隣接する他の情報伝送対象内の各伝送端末の一方ずつをそれぞれ第二の伝送路により接続し、情報伝送対象間で相互に情報伝送を可能とした情報伝送方法において、前記第二の伝送路をデータ送受信可能に設定し、かつ前記第一の伝送路を特定のデータのみ送受信可能、あるいはデータの受信のみ可能に設定する工程と、前記伝送端末の各々は、前記第二の伝送路を介して、隣接する他の伝送端末のうち、一方の伝送端末との接続状態を監視する工程と、前記伝送端末は、接続状態の障害を検知した場合、該伝送端末に接続する第一の伝送路を、すべてのデータを送受信可能に設定する工程とから構成した。
In the information transmission method of the present invention, the following technical means were taken.
A plurality of information transmission targets having at least two transmission terminals connected to each other by a first transmission path and forming a redundant system, and each transmission terminal in the information transmission target and another adjacent information transmission target In the information transmission method in which one of each of the transmission terminals is connected by a second transmission path, and information transmission between the information transmission targets is enabled, the second transmission path is set to be capable of transmitting and receiving data, And a step of setting the first transmission path so that only specific data can be transmitted / received or only receiving data, and each of the transmission terminals is connected to another transmission terminal via the second transmission path. And the step of monitoring the connection state with one of the transmission terminals, and when the transmission terminal detects a failure in the connection state, all data can be transmitted and received through the first transmission line connected to the transmission terminal. factory to be set to It was composed of a.
本発明によれば、各情報伝送対象内において、伝送端末のそれぞれが、第一の伝送路及び第二の伝送路からの情報伝送を監視し、通常時は、それらの伝送路のうち、ひとつの伝送路を選択して情報伝送を有効とし、その他の伝送路を無効とする。そして、この伝送路に障害が発生したのを検知したとき、この伝送路の情報伝送を無効とし、他の伝送路のひとつを選択して情報伝送を有効にするようにしたので、スイッチング素子や多重系の経路を形成するなど、複雑で高コストな対策を講じなくても、高信頼ネットワークを構築することができ、伝送路上に複数の故障が発生しても伝送を継続できる。しかも、あらかじめ定められた伝送ポートの設定によってデータの送信可否を決定するため、通信速度の低下を招くこともない。 According to the present invention, within each information transmission target, each of the transmission terminals monitors information transmission from the first transmission path and the second transmission path, and normally one of the transmission paths is selected. The transmission path is selected to enable information transmission, and the other transmission paths are disabled. Then, when it is detected that a failure has occurred in this transmission line, information transmission on this transmission line is invalidated, and one of the other transmission lines is selected to enable information transmission. A high-reliability network can be constructed without taking complicated and expensive measures such as forming a multi-path, and transmission can be continued even if multiple failures occur on the transmission path. In addition, since it is determined whether or not data can be transmitted by setting a predetermined transmission port, the communication speed is not lowered.
以下、本発明の第一実施例を図１〜７を参照して説明する。本例においては、鉄道車両用の情報伝送システムとしたものであり、連結された先頭車両から後尾車両までの各車両を情報伝送対象としている。まず、本発明の第一の実施例による通常状態の鉄道車両用情報システムの構成図とデータの流れを説明する。
図２は第一の実施例における通常状態のデータの流れを示す。図２において、車両１から車両５の各車両には伝送端末１１〜５１、１２〜５２が設けられており、車両１には伝送端末１１、伝送端末１２のように、各車両１−５には、それぞれ伝送端末が２つずつ搭載されている。
各車両に搭載された２つの伝送端末は互いに独立しており、第一の伝送路である車両内伝送路７１〜７５により、それぞれの車両内において、伝送端末間でのデータの伝送を可能としている。
また、各伝送端末には、それそれ、スイッチングハブ８１１〜８１５及び８２１〜８２５が搭載されており、伝送端末１１〜５１は、第二の伝送路である車両間伝送路６１１〜６１４により、伝送端末１２〜５２は車両間伝送路６２１〜６２４で接続され、車両１−５間でのデータの伝送を可能としている。
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In this example, the information transmission system is used for a railway vehicle, and each vehicle from the connected leading vehicle to the trailing vehicle is targeted for information transmission. First, a configuration diagram and a data flow of a railway vehicle information system in a normal state according to the first embodiment of the present invention will be described.
FIG. 2 shows a normal data flow in the first embodiment. In FIG. 2, transmission terminals 11 to 51 and 12 to 52 are provided in the vehicles 1 to 5, and the vehicle 1 is connected to each vehicle 1-5 like the transmission terminal 11 and the
The two transmission terminals mounted on each vehicle are independent of each other, and data transmission between the transmission terminals is enabled in each vehicle by the in-
Each transmission terminal is equipped with switching
なお、伝送端末間の通信は、汎用通信方式であるイーサネットを用い、送受信を同時に処理可能な全二重設定としている。また、各伝送端末は同一のネットワークに属しており、任意の伝送端末間でデータを送受信することが可能である。後述するように、本実施例では、通常状態では車両内伝送路７２〜７５がすべて無効となっており、ループ構造を形成することなく、全端末で同一のデータを伝送可能となっている。
Note that communication between transmission terminals uses Ethernet, which is a general-purpose communication method, and has a full-duplex setting capable of simultaneously processing transmission and reception. Each transmission terminal belongs to the same network, and data can be transmitted and received between arbitrary transmission terminals. As will be described later, in this embodiment, all the in-
図３は本実施例における車両内の機器の接続構成を車両３を例に示しているが、他の車両も同様の接続構成を備えている。
車両３に搭載された２つの伝送端末３１、３２は、床上機器１４、または床下機器８の各機器に対し、同一の情報を伝送する。各機器は両伝送端末の情報を受信し、どちらか一方の情報を採用する。これにより、一方の伝送端末からデータが送信されない場合でも、データを受信することが可能となり、冗長化を図ることができる。なお、冗長化が不要な機器は一方の伝送端末と接続すればよい。また、図２、３では送受信を行う伝送路を簡略化して一つの線で示しており、さらに、各伝送端末３１、３２には複数の機器が接続されているが、図２では省略している。
なお、本実施例の構成は、車両内の特定の機器や支線伝送路の構成に依存するものではなく、図３に示していない機器が接続されていたり、あるいは図３に示した機器が接続されていなかったり、あるいは異なる構成で伝送端末が接続されていたとしても、同様に適用可能である。
FIG. 3 shows the connection configuration of the devices in the vehicle in the present embodiment, taking the
The two
Note that the configuration of the present embodiment does not depend on the specific device in the vehicle or the configuration of the branch transmission line, and a device not shown in FIG. 3 is connected, or the device shown in FIG. 3 is connected. Even if the transmission terminal is not connected or connected in a different configuration, the present invention can be similarly applied.
次に冗長伝送路の有効、無効について説明する。
図２において、車両１を先頭車とすると、通常状態では、伝送端末１１〜５１及び、伝送端末１２〜５２は車両間伝送路６１１〜６１４、６２１〜６２４を介して隣接する伝送端末にデータを送信する。
このため、スイッチングハブ８１２〜８１５、８２２〜８２５の伝送ポートの中で、車両内伝送路７２〜７５に接続された伝送ポートの設定は、伝送ポートの有効無効を指定する特定のデータ送受信可能な設定にしておき、それ以外のデータを送受信しない設定とする。これにより、先頭車より通常のデータが伝送された場合、各伝送端末間でのデータ伝送は、車両間伝送路６１１〜６１４、６２１〜６２４を介して伝送される。また、後述するが、先頭車である車両１の車両内伝送路７１に接続された伝送ポートに関しては、すべてのデータを送受信可能な状態とする。これにより、伝送端末１１からデータの伝送を開始する場合も車両内伝送路７１を介し、伝送端末２１にすべてのデータを伝送することが可能となる。
Next, the validity / invalidity of the redundant transmission path will be described.
In FIG. 2, when the vehicle 1 is a leading vehicle, in a normal state, the transmission terminals 11 to 51 and the
For this reason, among the transmission ports of the
このとき、各伝送端末は隣接した伝送端末のうち、一方の伝送端末との接続状態を監視する。本実施例においては先頭車両を基準とし、自局からみて、先頭車側に接続されている伝送端末との接続状態を監視する。
今、図２の車両１を先頭車両とすると、伝送端末２１は先頭車側に接続された伝送端末１１との接続状態の監視を行う。同様に伝送端末３１は伝送端末２１、伝送端末４１は伝送端末３１との接続状態を監視する。伝送端末２１〜２５も同様に先頭車側に接続された伝送端末との接続状態を監視する。
そして、先頭車側の伝送端末からの一定時間データが伝送されなくなった場合、伝送路に障害が発生したとみなす。また、本実施例において、伝送端末間のリンク状態が切断された場合、あるいは、障害検知用の特定のデータを受信しない場合も同様に障害が発生したとみなす。
At this time, each transmission terminal monitors the connection state with one of the adjacent transmission terminals. In this embodiment, the head vehicle is used as a reference, and the connection state with the transmission terminal connected to the head vehicle is monitored from the own station.
Now, assuming that the vehicle 1 in FIG. 2 is the leading vehicle, the
Then, when data is not transmitted for a certain time from the transmission terminal on the leading vehicle side, it is considered that a failure has occurred in the transmission path. In this embodiment, it is also considered that a failure has occurred when the link state between the transmission terminals is disconnected or when specific data for failure detection is not received.
障害を検知した場合、各伝送端末はスイッチングハブの伝送ポートの中で、車両内伝送路に接続された伝送ポートをすべてのデータを送受信可能な設定に変更し、その後、同一車両内の別の伝送端末に対して、その伝送ポートを有効と指定する特定のデータを伝送する。このデータを受信した別の伝送端末は、同様にスイッチングハブの伝送ポートの中で、車両内伝送路に接続された伝送ポートをすべてのデータを送受信可能な設定に変更する。これにより、車両内伝送路で全データを送受信可能となり、冗長伝送路として有効とし、車両間伝送路で障害が発生した場合でも、通常のデータを送受信することが可能となる。 When a failure is detected, each transmission terminal changes the transmission port connected to the in-vehicle transmission path to a setting that allows transmission and reception of all data in the transmission port of the switching hub, and then another transmission terminal in the same vehicle. Specific data specifying that the transmission port is valid is transmitted to the transmission terminal. Another transmission terminal that has received this data similarly changes the transmission port connected to the in-vehicle transmission path to a setting that allows transmission and reception of all data among the transmission ports of the switching hub. As a result, all data can be transmitted / received through the in-vehicle transmission path, which is effective as a redundant transmission path, and normal data can be transmitted / received even when a failure occurs in the inter-vehicle transmission path.
また、本実施例において、次のように伝送ポートの設定を変更してもよい。
すなわち、通常状態において、車両内伝送路に接続されたスイッチングハブの設定を受信のみ可能な状態にする。障害を検知した伝送端末は、車両内伝送路に接続されたスイッチングハブの伝送ポートの設定を送受信可能な設定に変更し、別の伝送端末にデータを伝送する。データを受信した別の伝送端末も同様に、車両内伝送路に接続されたスイッチングハブの伝送ポートの設定を送受信可能の設定に変更する。これにより、車両内伝送路でデータの送受信が可能となり、冗長伝送路が有効となる。
In this embodiment, the transmission port setting may be changed as follows.
That is, in the normal state, the setting of the switching hub connected to the in-vehicle transmission path is set to a state in which only reception is possible. The transmission terminal that has detected the failure changes the setting of the transmission port of the switching hub connected to the in-vehicle transmission path to a setting that allows transmission and reception, and transmits data to another transmission terminal. Similarly, another transmission terminal that has received the data changes the setting of the transmission port of the switching hub connected to the in-vehicle transmission path to a setting that enables transmission and reception. As a result, data can be transmitted and received through the in-vehicle transmission path, and the redundant transmission path becomes effective.
図２において、車両１に搭載された伝送端末１１、２１は先頭車両であるため、接続状態を監視する伝送端末が存在しない。そのため、車両間伝送路に異常が発生したとみなし、車両内伝送路が冗長伝送路として有効となる。これにより、通常状態において伝送端末１１よりデータの送信が開始された場合、伝送端末２１にデータを伝送できるため、伝送端末２２〜２５にも同様のデータを伝送することが可能となる。これにより、どの車両が先頭車両となっても、後尾車両まで冗長伝送路が自動的に形成される。
In FIG. 2, since the
前述の手順により、通常状態でのデータは図２の点線で示した流れとなる。
ここでは図１において、×印で示した１個所に障害が発生した場合の本発明の実施例を説明する。
データは伝送端末１１より伝送を開始し、×印で示した伝送端末２１と伝送端末３１を結ぶ車両間伝送路６１２において、障害が発生したとする。この場合、本実施例によると、伝送端末２１からデータを受信できないことを検知した伝送端末３１は冗長伝送路を有効とするため、スイッチングハブ８１３の伝送ポートの中で車両内伝送路７３に接続された伝送ポートをすべてのデータを送受信可能な設定に変更する。
According to the above-described procedure, the data in the normal state becomes the flow shown by the dotted line in FIG.
Here, an embodiment of the present invention will be described in the case where a failure occurs in one place indicated by a cross in FIG.
It is assumed that data starts to be transmitted from the transmission terminal 11 and a failure has occurred in the
その後、同一車両内の伝送端末３２に対し伝送ポートを有効と指定する特定のデータを伝送する。本データを受信した伝送端末３２はスイッチングハブ８２３の伝送ポートの中で車両内伝送路７３に接続された伝送ポートをすべてのデータを送受信可能な設定に変更する。伝送端末３２は伝送端末２２よりデータが伝送された場合、隣接する伝送端末４２と、伝送端末３１に向けて同一の情報を送信する。伝送端末３２よりデータを受信した伝送端末３１は正常に接続されている伝送端末４１に対しデータを送信する。これにより、車両間伝送路上に障害が起こった場合でも、各伝送端末にデータ伝送を継続できる。再び伝送端末３１が伝送端末２１からデータを受信する、または両伝送端末のリンク状態が正常に復帰した場合には、車両内伝送路に接続されたスイッチングハブ８１３と８２３のポート設定を再び通常状態に変更してもよい。上記手順により、データは図１の点線で示した流れとなる。
Thereafter, specific data that designates the transmission port as valid is transmitted to the
図４は本発明の第一実施例による鉄道車両用情報制御システムにおいて、複数の断線故障が発生した場合の伝送端末に流れるデータの動きを示す図である。データは伝送端末１１より伝送を開始し、×印で示した伝送端末２１と３１との間の車両間伝送路６１２において障害が発生したとする。その後、伝送端末３１と３２を結ぶ車両内伝送路７３が冗長迂回路として有効となるが、車両内伝送路７３でも同様に障害が発生した多重故障を想定する。このとき、伝送端末３１は伝送端末２１からも伝送端末３２からもどちらの伝送端末からもデータが受信できなくなってしまう。しかしながら、伝送端末３１と伝送端末４１は正常に接続されているため、車両間伝送路７４は冗長伝送路として有効とならず、このままでは、伝送端末３１以下の伝送端末４１〜５１にはデータが伝送できない。
FIG. 4 is a diagram showing the movement of data flowing in the transmission terminal when a plurality of disconnection failures occur in the railway vehicle information control system according to the first embodiment of the present invention. It is assumed that data starts to be transmitted from the transmission terminal 11 and a failure has occurred in the
そこで、伝送端末３１は伝送端末２１との伝送の障害を検知し、さらに伝送端末３２との伝送に障害を検知した場合は、伝送端末４１に対し、伝送ポートを有効と指定する特定のデータを伝送する。本データを受信した伝送端末４１はスイッチングハブ８１４の伝送ポートの中で、車両内伝送路７４に接続された伝送ポートをすべてのデータを送受信可能な設定に変更する。さらに伝送端末４２に対して、伝送ポートを有効と指定する特定のデータを伝送する。本データを受信した伝送端末４２はスイッチングハブ８２４の伝送ポートの中で、車両内伝送路７４に接続された伝送ポートをすべてのデータを送受信可能な設定に変更する。
Therefore, when the
これにより、図１同様に伝送端末４１、４２の間で全データの送受信が可能となり、車両内伝送路７４が冗長伝送路として有効となる。また、伝送端末４１が伝送端末３１へデータを伝送することで、伝送端末３１も同一の情報を受信することが可能となる。伝送端末３１は伝送端末２１、もしくは伝送端末３２のどちらかの伝送端末との伝送が回復した場合、伝送端末４１に対し伝送ポートを無効の設定に戻す特定のデータを送信してもよい。これにより、データは図４の点線で示した流れとなる。
As a result, all data can be transmitted and received between the
図５は本実施例における伝送端末内の構成を示し、特に車両２と車両３の通信網を示す。車両間伝送路６１１〜６１３、６２１〜６２３、車両内伝送路７２、７３は、スイッチングハブ８１２、８１３、８２２、８２３で接続されており、通信方式にはイーサネットを採用している。スイッチングハブ８３２、８３３、８４２、８４３は、それぞれ床上機器１４、床下機器８に接続されており、受信したデータを床上機器１４、床下機器８に伝送する。例えば、８１２にてデータを受信した場合は、マイコンＣＰＵ２１０、スイッチングハブ８３２を介して、床上機器１４、床下機器８に受信したデータが伝送される。同様に、スイッチングハブ８１３、８２２、８２３でデータを受信した場合はスイッチングハブ８３３、８４２、８４３を介し、床上機器１４、床下機器８に受信したデータが伝送される。
各伝送端末のスイッチングハブの制御はマイコンＣＰＵにて実施しており、データの送受信の設定も前記マイコンＣＰＵにて実施している。図６に従い、スイッチングハブ８１３はポートＡが正常に伝送している場合、ポートＢを特定のデータのみ送受信可能な設定にしておき、ポートＡにて受信したそれ以外のデータはポートＣのみに伝送される。スイッチングハブ８２３も同様にポートＤが正常に伝送している場合、ポートＥの設定を特定のデータのみ送受信可能な設定にしておき、ポートＤにて受信したそれ以外のデータはポートＦのみに伝送される。本実施例において、ポートＢ、ポートＥは受信のみ可能な状態としておき、データを送信しない設定としてもよい。
FIG. 5 shows a configuration in the transmission terminal in this embodiment, and particularly shows a communication network between the
Control of the switching hub of each transmission terminal is performed by the microcomputer CPU, and setting of data transmission / reception is also performed by the microcomputer CPU. According to FIG. 6, when port A is transmitting normally, switching
このとき、スイッチングハブ８１３のポートＡにて障害が発生したとする。伝送端末３１は本障害を検知すると、ポートＢをすべてのデータを送受信可能の状態とし、スイッチングハブ８２３のポートＥに対し、有効無効を指定する特定のデータを送信する。本データを受信した伝送端末３２は、ポートＥをすべてのデータを送受信可能な状態に変更する。変更後は車両内伝送路７３が冗長伝送路として全データの送受信可能の状態となるため、スイッチングハブ８２３のポートＤにて受信したデータがポートＥを介し、スイッチングハブ８１３にもデータが送信される。これにより、ポートＡに障害が発生した場合でもスイッチングハブ８１３にもデータが送信可能となり、後続車側にもデータ伝送を継続できる。
At this time, it is assumed that a failure has occurred in port A of the
図７は各伝送端末の動作のフローチャートを示す。各伝送端末は先頭車側の伝送端末との接続を監視し、一定時間データを受信しない場合は車両内伝送路側のスイッチングハブの伝送ポートを送受信可能にする。また、同一車両内の伝送端末に接続された伝送ポートを監視し、同一車両内の伝送端末からデータを受信した場合も車両内伝送路側のスイッチングハブの伝送ポートを送受信可能にする。送受信可能の設定後、他の伝送端末に対し車両内伝送路を介してデータを伝送する。これにより冗長伝送路が有効となる。再び先頭車側の伝送端末から正常にデータを受信した場合は冗長伝送路に接続された伝送ポートを通常状態の設定に戻してもよい。 FIG. 7 shows a flowchart of the operation of each transmission terminal. Each transmission terminal monitors the connection with the transmission terminal on the leading vehicle side, and enables transmission / reception of the transmission port of the switching hub on the transmission path side in the vehicle when data is not received for a certain period of time. In addition, the transmission port connected to the transmission terminal in the same vehicle is monitored, and the transmission port of the switching hub on the transmission line side in the vehicle can be transmitted and received even when data is received from the transmission terminal in the same vehicle. After setting to enable transmission / reception, data is transmitted to other transmission terminals via the in-vehicle transmission line. This makes the redundant transmission line effective. When data is normally received from the transmission terminal on the head vehicle side again, the transmission port connected to the redundant transmission path may be returned to the normal state setting.
このように、本実施の形態では、伝送端末が冗長伝送路を有効とすることにより、伝送路や伝送端末の多重故障においても伝送が継続可能である。故障が発生した際の冗長伝送路の有効の設定は各端末が単独で行うため、伝送端末間での故障情報の共有は不要である。また、あらかじめ冗長伝送路が定められており、スイッチングハブのポート設定を変更することで経路が切り替わるため、故障発生後、速やかに新しい経路での伝送を開始することができる。 As described above, in the present embodiment, the transmission terminal enables the redundant transmission path, so that transmission can be continued even in the case of multiple failures in the transmission path or the transmission terminal. Since each terminal performs the effective setting of the redundant transmission path when a failure occurs, it is not necessary to share failure information between the transmission terminals. In addition, since a redundant transmission path is determined in advance and the path is switched by changing the port setting of the switching hub, transmission on a new path can be started immediately after a failure occurs.
次に、本発明の第二実施例を図８〜図１１を参照して説明する。図９において、本実施例の鉄道車両用情報システムにおける通常状態の５両分の伝送端末局の構成とデータの流れを示す。
すでに説明した第一実施例と同一部分については説明を省略する。先に説明した第一実施例と同様に、車両間伝送路６１１〜６１４、６２１〜６２４、車両内伝送路７１〜７５により伝送端末同士が接続される。伝送端末内の構成も同じであるが、通常状態でのデータの流れが第一実施例と異なっている。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 9 shows the configuration of the transmission terminal stations for five cars in the normal state and the data flow in the railway vehicle information system of this embodiment.
The description of the same parts as those of the first embodiment already described is omitted. Similarly to the first embodiment described above, transmission terminals are connected by
すなわち、図９に示すように、車両１を先頭車両とし、伝送端末１１から伝送を開始した場合、本実施では、車両間伝送路６１１〜６１４に接続された伝送端末１１〜５１は車両間伝送路を介し、隣接する車両の伝送端末に対しデータを伝送する。また、車両内伝送路７１〜７５もすべてのデータを送受信可能な状態にしておき、伝送端末１１〜５１は同一車両内の伝送端末１２〜５２に対してデータを伝送する。
ただし、伝送端末１２〜５２に関して、第一実施例の車両内伝送路同様に、スイッチングハブ８２１〜８２５伝送ポートの中で車両間伝送路に接続された伝送ポートの設定を、伝送ポートの有効無効を指定する特定のデータのみ送受信可能な設定とする。本実施例においても、車両間伝送路に接続されたスイッチングハブの設定は受信のみ可能な状態にしておき、車両間伝送路から通常のデータを送信しない設定としてもよい。また本実施例においては、車両１を先頭車両とする伝送端末は１１〜５１は自局からみて、先頭車側に接続されている伝送端末との接続状態を監視する。伝送端末２１〜２５に関しては同一車両内の伝送端末との接続状態を監視する。これにより、データは図９の点線で示した流れとなる。
That is, as shown in FIG. 9, when transmission is started from the transmission terminal 11 with the vehicle 1 as the leading vehicle, in this embodiment, the transmission terminals 11 to 51 connected to the
However, with respect to the
図８では×印で示した１個所に障害が発生した場合のデータの流れを示す。今、×印で示した伝送端末２１と伝送端末３１を結ぶ車両間伝送路６１２において、障害が発生したとする。本発明を実施した場合、伝送端末２１からデータが受信できないことを検知した伝送端末３１は、同一車両内の伝送端末３２に対し、伝送ポートを有効と指定する特定のデータを伝送する。この時、障害の検知に関しては、伝送端末間のリンク状態が切れた場合、もしくは障害検知用のデータを受信しない場合に障害が発生したとみなしてもよい。特定のデータを受信した伝送端末３２はスイッチングハブ８２３の伝送ポートの中で、車両間伝送路６２２に接続された伝送ポートをすべてのデータを送受信可能な設定とする。また、変更後、伝送端末３２は隣接する伝送端末２２に対し、同様に伝送ポートを有効と指定する特定のデータを伝送する。本データを受信した伝送端末２２もスイッチングハブ８２２の伝送ポートの中で車両間伝送路６２２に接続された伝送ポート設定をすべてのデータを送受信可能な設定に変更する。これにより、車両間伝送路６２２にて全データが送受信可能となり、冗長伝送路として有効となる。本冗長伝送路を介し、伝送端末３１、３２にも全データを伝送することが可能となり、伝送を継続できる。再び伝送端末２１、３１間の伝送が正常に開始できることを確認した場合には、伝送端末３２に対し、スイッチングハブのポート設定を再び通常状態に変更するよう無効を指定する特定のデータを伝送し、正常時の状態に戻してもよい。
FIG. 8 shows the flow of data when a failure occurs at one location indicated by a cross. Now, assume that a failure has occurred in the
図１０では伝送端末４１と伝送端末４２を結ぶ車両内伝送路７４上に障害が発生したときのデータの流れを示す。本発明を実施した場合、伝送端末４１からデータが受信できないことを検知した伝送端末４２は、スイッチングハブ８２４の伝送ポートの中で車両間伝送路６２３に接続された伝送ポートをすべてのデータを送受信可能な設定に変更する。その後、伝送ポートを有効と指定する特定のデータを伝送端末３２に伝送する。特定のデータを受信した伝送端末３２も同様に、スイッチングハブ８２３の伝送ポートの中で車両間伝送路６２３に接続された伝送ポートをすべてのデータを送受信可能な設定に変更する。これにより、車両間伝送路６２３にて全データが送受信可能となり、冗長伝送路として有効となる。本冗長伝送路を介し、伝送端末４２、伝送端末４１にもデータを伝送することが可能となり、伝送を継続できる。再び伝送端末４２が伝送端末４１と、正常に伝送が開始できることを確認した場合には、スイッチングハブの伝送ポート設定を再び通常状態に変更してもよい。
FIG. 10 shows a data flow when a failure occurs on the in-
図１１では本実施例における障害発生時の伝送ポートの設定を示す。また、伝送端末内の構成は図４と同一の構成である。本実施例において、通常状態では、スイッチングハブ８１３のポートＡ、Ｂ、Ｃともにすべてのデータを送受信可能な状態にしておき、ポートＡから受信したデータはポートＢ、Ｃの両方に伝送する。但し、スイッチングハブ８２３においてはポートＥのみすべてのデータを送受信可能な状態とし、ポートＤ、Ｆに関しては、伝送ポートの有効無効を指定する特定のデータのみ送受信可能な状態とする。この時、スイッチングハブ８１３のポートＡにて障害を検知したとする。伝送端末３１は本障害を検知すると、スイッチングハブ８２３のポートＥに対し、有効を指定する特定のデータを送信する。特定のデータを受信した伝送端末３２はポートＤの設定をすべてのデータを送受信可能な設定に変更する。その後、伝送端末３２はスイッチングハブ８２２のポートＨに対し、有効を指定する特定のデータを送信する。特定のデータを受信した伝送端末２２はポートＨの設定をすべてのデータを送受信可能な設定に変更する。変更後、車両間伝送路６２２が全データ送受信可能な状態となるため、冗長伝送路として有効となる。これにより、スイッチングハブ８２２のポートＨにて受信したデータがポートＤを介してポートＢにも伝送されるため、ポートＡに障害が発生した場合でも伝送を継続できる。
FIG. 11 shows transmission port settings when a failure occurs in this embodiment. The configuration in the transmission terminal is the same as that in FIG. In the present embodiment, in the normal state, all the data can be transmitted and received in the ports A, B, and C of the
また、スイッチングハブ８２３のポートＥにて障害を検知したとする。伝送端末３２は本障害を検知すると、スイッチングハブ８２３のポートＤの設定をすべてのデータを送受信可能な設定に変更する。その後、スイッチングハブ８２２のポートＨに対し、有効を指定する特定のデータを送信する。特定のデータを受信した伝送端末２２はポートＨの設定をすべてのデータを送受信可能な設定に変更する。変更後、車両間伝送路６２２が全データ送受信可能な状態となるため、冗長伝送路として有効となる。これにより、スイッチングハブ８２３のポートＥにて受信したデータがポートＤより伝送されるため、ポートＥに障害が発生した場合でも伝送を継続できる。
Also assume that a failure is detected at port E of the
以上説明したように、本発明によれば、第一の伝送路により互いに接続され、冗長系を形成する少なくとも２台の伝送端末を有する情報伝送対象を複数有し、該情報伝送対象内の各伝送端末と、他の情報伝送対象内の伝送端末との間をそれぞれ第二の伝送路により接続し、情報伝送対象間で相互に情報伝送を可能とした情報伝送システムにおいて、伝送端末のそれぞれが、第一の伝送路及び第二の伝送路からの情報伝送を監視し、通常時は、それらの伝送路のうち、ひとつの伝送路を選択して情報伝送を有効とし、その他の伝送路を無効とする。そして、この伝送路に障害が発生したのを検知したとき、この伝送路の情報伝送を無効にし、他の伝送路のひとつを選択して情報伝送を有効にするようにしたので、スイッチング素子や多重系の経路を形成するなど、複雑で高コストな対策を講じなくても、高信頼ネットワークを構築することができ、伝送路上に複数の故障が発生しても伝送を継続できる。しかも、定められた伝送路を選択しており、伝送端末間で最適な経路を算出する必要がないため、通信速度の低下を招くこともないので、特に高い信頼性と高速性が要求される鉄道車両用情報伝送システム等に広く採用されることが期待できる。 As described above, according to the present invention, there are a plurality of information transmission targets having at least two transmission terminals that are connected to each other by the first transmission path and form a redundant system, and each of the information transmission targets In an information transmission system in which a transmission terminal and a transmission terminal in another information transmission target are connected by a second transmission path, respectively, and information transmission between the information transmission targets is possible, each transmission terminal The information transmission from the first transmission line and the second transmission line is monitored, and in normal times, one of the transmission lines is selected to enable the information transmission, and the other transmission lines are Invalid. Then, when it is detected that a failure has occurred in this transmission line, information transmission on this transmission line is invalidated, and one of the other transmission lines is selected to enable information transmission. A high-reliability network can be constructed without taking complicated and expensive measures such as forming a multi-path, and transmission can be continued even if multiple failures occur on the transmission path. In addition, since a predetermined transmission path is selected and there is no need to calculate an optimum path between the transmission terminals, the communication speed is not reduced, and particularly high reliability and high speed are required. It can be expected to be widely used in railway vehicle information transmission systems.
１〜５…車両、１１〜５１、１２〜５２…伝送端末、６１１〜６１５、６２１〜６２５…車両間伝送路、７１〜７５…車両内伝送路、８１１〜８１５、８２１〜８２５…スイッチングハブ、９１，９２…支線伝送路
１４…床上機器、８…床下機器、２１０，３１０…制御用マイクロコンピュータ、２２０，３２０…メモリ、
８３２，８３３，８４２，８４３…機器接続用スイッチングハブ
1-5 ... Vehicle, 11-51, 12-52 ... Transmission terminal, 611-615, 621-625 ... Inter-vehicle transmission line, 71-75 ... In-vehicle transmission line, 811-815, 821-825 ... Switching hub, 91, 92 ... branch
832, 833, 842, 843 ... Switching hub for connecting devices
Claims (7)
該情報伝送対象内の各伝送端末と、隣接する他の情報伝送対象内の各伝送端末の一方ずつをそれぞれ第二の伝送路により接続し、情報伝送対象間で相互に情報伝送を可能とした情報伝送システムにおいて、
前記第二の伝送路はデータを送受信可能に設定され、かつ
前記第一の伝送路は特定のデータのみ送受信可能、あるいはデータの受信のみ可能に設定され、
前記伝送端末の各々は、前記第二の伝送路を介して、隣接する他の伝送端末のうち、一方の伝送端末との接続状態を監視し、
前記伝送端末が接続状態の障害を検知した場合、
該伝送端末に接続する第一の伝送路をすべてのデータを送受信可能に切り換えること
を特徴とする情報伝達システム。 A plurality of information transmission targets having at least two transmission terminals connected to each other by a first transmission path and forming a redundant system;
And each transmission terminal in the information transmission target, each one of the transmission terminal in the other adjacent information transmission target connected by a second transmission path, respectively, to allow mutual information transmission between the information transmission target In an information transmission system,
The second transmission path is set to transmit and receive data; and
The first transmission path is set so that only specific data can be transmitted or received, or only data can be received,
Each of the transmission terminals monitors a connection state with one transmission terminal among other adjacent transmission terminals via the second transmission path,
When the transmission terminal detects a connection state failure,
Information transmission system according to the first transmission path can transmit and receive switched all of the data, wherein Rukoto to be connected to said transmission terminal.
前記複数の情報伝送対象は、情報伝送の発信源となる情報伝送対象を備え、
前記発信源となる情報伝送対象以外の情報伝送対象は、自情報伝送対象からみて前記基準となる情報伝送対象側に接続されている情報伝送対象との接続状態を監視する情報伝達システム。 The information transmission system according to claim 1,
The plurality of information transmission objects include an information transmission object serving as a transmission source of information transmission,
An information transmission system for monitoring a connection state of information transmission targets other than the information transmission target serving as the transmission source with respect to the information transmission target connected to the reference information transmission target side in view of the own information transmission target .
前記伝送端末の各々は、接続状態を監視している前記伝送端末から一定時間伝送されなくなった場合、又は障害検知用データを受信しない場合に接続状態の障害と検知し、
前記特定のデータは、伝送路の設定を指定するデータであり、
前記障害を検知した伝送端末は、該伝送端末に前記第一の伝送路を介して接続される他の伝送端末と該第一の伝送路を介するデータの送受信を可能に設定し、かつ、該他の伝送端末に対し前記所定のデータを伝送し、
前記所定のデータを受信した前記他の伝送端末は、前記伝送端末と前記第一の伝送路を介するデータの送受信を可能に設定する情報伝達システム。 The information transmission system according to claim 1 or 2,
Each of the transmission terminals detects a connection state failure when it is not transmitted for a certain period of time from the transmission terminal that monitors the connection state, or when failure detection data is not received,
The specific data is data that specifies transmission line settings;
The transmission terminal that has detected the failure is configured to enable transmission / reception of data via the first transmission path with another transmission terminal connected to the transmission terminal via the first transmission path, and Transmitting the predetermined data to another transmission terminal;
The information transmission system in which the other transmission terminal that has received the predetermined data is set to be able to transmit and receive data to and from the transmission terminal via the first transmission path .
伝送路のデータが送受信可能な設定を有効、
前記特定のデータのみ送受信可能、あるいはデータの受信のみ可能な設定を無効とし、
前記第二の伝送路を介した情報伝送の障害を検知した伝送端末が、更に前記第一の伝送路を介した情報伝達との伝送の障害を検知した場合、
前記第二の伝送路を介した情報伝送の障害を検知した情報伝送対象とは異なる情報伝送対象に前記特定のデータを送信し、該情報伝送対象の備える前記第一の伝送路を無効から有効に設定を変更する情報伝達システム。 In the information transmission system of Claims 1-3,
Enables the setting to send and receive data on the transmission line,
Disable the setting that can send and receive only the specific data, or only receive data,
When the transmission terminal that has detected a failure in information transmission via the second transmission path further detects a transmission failure with information transmission via the first transmission path,
The specific data is transmitted to an information transmission target different from the information transmission target in which a failure in information transmission via the second transmission path is detected, and the first transmission path included in the information transmission target is enabled from invalid Information transmission system to change settings .
前記複数の情報伝送対象とは、複数の車両からなる列車であり、
前記発信源となる情報伝送対象は、前記列車の先頭車両である情報伝達システム。 The information transmission system according to claim 2 ,
The plurality of information transmission targets are trains composed of a plurality of vehicles,
The information transmission target that is the transmission source is an information transmission system that is a leading vehicle of the train .
前記伝送端末が、予め定められた伝送端末とのリンク状態を監視し、該リンク状態が途絶した場合に他の伝送路のひとつを有効とする情報伝達システム。 The information transmission system according to claim 4 , wherein
An information transmission system in which the transmission terminal monitors a link state with a predetermined transmission terminal and activates one of the other transmission paths when the link state is interrupted.
該情報伝送対象内の各伝送端末と、隣接する他の情報伝送対象内の各伝送端末の一方ずつをそれぞれ第二の伝送路により接続し、情報伝送対象間で相互に情報伝送を可能とした情報伝送方法において、
前記第二の伝送路をデータ送受信可能に設定し、かつ前記第一の伝送路を特定のデータのみ送受信可能、あるいはデータの受信のみ可能に設定する工程と、
前記伝送端末の各々は、前記第二の伝送路を介して、隣接する他の伝送端末のうち、一方の伝送端末との接続状態を監視する工程と、
前記伝送端末は、接続状態の障害を検知した場合、該伝送端末に接続する第一の伝送路を、すべてのデータを送受信可能に設定する工程と、
を具備する情報伝送方法。 A plurality of information transmission targets having at least two transmission terminals connected to each other by a first transmission path and forming a redundant system;
And each transmission terminal in the information transmission target, each one of the transmission terminal in the other adjacent information transmission target connected by a second transmission path, respectively, to allow mutual information transmission between the information transmission target In the information transmission method,
Setting the second transmission path to be capable of transmitting and receiving data, and setting the first transmission path to be able to transmit and receive only specific data, or only to receive data; and
Each of the transmission terminals monitors a connection state with one transmission terminal among other adjacent transmission terminals via the second transmission path;
Said transmission terminal includes a case an error is detected in a connection state, to set the first transmission line to be connected to said transmission terminal, all the data can be transmitted and received step,
Information transmission method that immediately Bei a.
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