JP5911405B2

JP5911405B2 - 列車通信システムおよび列車通信方法

Info

Publication number: JP5911405B2
Application number: JP2012201359A
Authority: JP
Inventors: 規充永嶋; 雅也田中
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-09-13
Filing date: 2012-09-13
Publication date: 2016-04-27
Anticipated expiration: 2032-09-13
Also published as: JP2014054936A

Description

本発明は、列車と地上側との間で通信を行う列車通信システムに関するものである。

従来、鉄道システムの運行管理方法として、下記特許文献１において、指令センタから路線名、上り・下りを指定して列車宛に通行情報を送信し、列車において、搭載しているＧＰＳから得られる位置情報に基づいて現在位置を求め、通行情報内の警告メッセージ報知駅に到達後、通行情報の内容を確認すべき旨の警告メッセージを表示することで、運転士へ確実な情報伝達を行う技術が開示されている。

特開２００３−１３７０９９号公報

しかしながら、上記従来の技術によれば、情報を配信する列車を指定する方法として、路線名、上り・下りを指定しているが、配信対象となる列車が複数になる場合の動作が明記されていない。そのため、対象となる列車に１つずつ指定して送信すると、台数が増えた場合には操作の負荷が大きくなる、という問題があった。また、車上側の情報処理装置を交換した場合には、地上で記録されているＩＰアドレスを変更する必要があり、車両の台数が増えた場合の管理負荷が大きくなる、という問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数の列車を指定した通信を行う際の作業負荷を低減可能な列車通信システムを得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、列車に搭載された車上システムおよび地上に設置された地上システムから構成される列車通信システムであって、前記車上システムが車上通信制御装置を備え、前記地上システムが通信制御サーバと列車制御端末とを備える場合に、前記車上通信制御装置は、自装置が搭載された列車を特定する列車情報、運行情報、および自装置のアドレスの情報を格納した車両情報通知を前記通信制御サーバへ送信し、前記列車制御端末は、生成した制御対象の列車の制御に必要なデータを前記地上システムから制御対象の列車の車上通信制御装置へ送信する際、制御対象の列車の列車情報を指定して前記通信制御サーバに問い合わせて得た前記運行情報を用いて、当該データを前記通信制御サーバへ送信し、前記通信制御サーバは、登録した前記車両情報通知の内容に基づいて、前記データを前記運行情報に対応する列車の車上通信制御装置のアドレス宛に送信し、前記車上通信制御装置から前記データに従って実行した車両制御アプリケーションによる処理結果を受信し、前記処理結果を前記列車制御端末へ送信する、ことを特徴とする。

この発明によれば、複数の列車を指定した通信を行う際の作業負荷を低減できる、という効果を奏する。

図１は、実施の形態１の列車通信システムの構成例を示す図である。図２は、実施の形態１の車上通信制御装置の構成例を示す図である。図３は、実施の形態１の通信制御サーバの構成例を示す図である。図４は、実施の形態１における車両の型式を指定した通信を行う場合の処理を示すシーケンス図である。図５は、サーバ登録情報保持部が保持する登録情報の構成例を示す図である。図６は、列車制御端末が送信するデータの構成例を示す図である。図７は、実施の形態２における車両の型式を指定した通信を行う場合の処理を示すシーケンス図である。

以下に、本発明にかかる列車通信システムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本実施の形態の列車通信システムの構成例を示す図である。列車通信システムは、車上システム１ａ，１ｂと地上システム５から構成され、車上システム１ａ，１ｂと地上システム５がネットワーク４を介して接続している。なお、説明の便宜上、図１では車上システムを車上システム１ａ，１ｂの２つとしているが、これに限定するものではない。地上システム５は、ネットワーク４を介して異なる列車に搭載された複数の車上システムと接続することが可能である。

車上システム１ａ，１ｂは、それぞれ別々の列車に搭載されており、編成番号、列車番号、路線名、車両の型式、車両番号およびＩＰアドレスの設定、また、地上システム５から受け付けた運行情報等のデータに従ってアプリケーションを実行する。地上システム５は、車上システム１ａ，１ｂから当該車上システム１ａ，１ｂが搭載された列車の編成番号、列車番号、路線名、車両の型名、車両番号およびＩＰアドレスの情報を取得・保持し、運行情報等のデータを車上システム１ａ，１ｂが搭載された列車と通信する際に使用する。ネットワーク４は、携帯電話や無線ＬＡＮ等の無線通信技術を使用した既存の回線である。

車上システム１ａの構成について説明する。車上システム１ａは、車上通信制御装置２ａと、アプリケーション実行部３ａと、を備える。車上通信制御装置２ａは、装置起動時に、編成番号、列車番号、路線名、車両の型式、車両番号、ＩＰアドレスを格納した車両情報通知を地上システム５へ送信する。アプリケーション実行部３ａは、地上システム５から受信した運行情報等のデータに従ってアプリケーションを実行する。例えば、受信したデータに従って、必要に応じて列車内の空調、電力、モータ等を制御することが可能である。なお、車上システム１ｂは、車上通信制御装置２ｂと、アプリケーション実行部３ｂと、を備えており、各構成の機能は車上システム１ａと同様である。

地上システム５の構成について説明する。地上システム５は、ルータ６と、スイッチ（ＳＷ）７と、通信制御サーバ８と、列車制御端末９と、を備える。ルータ６は、地上システム５をネットワーク４に接続する通信機器である。スイッチ７は、通信制御サーバ８と接続し、通信制御サーバ８の通信を中継する通信機器である。通信制御サーバ８は、車上システム１ａ，１ｂからそれぞれの車上システム１ａ，１ｂが搭載された列車の編成番号、列車番号、路線名、車両の型式、車両番号、ＩＰアドレスを取得・保持し、車上システム１ａ，１ｂと列車制御端末９の間の通信を制御する。列車制御端末９は、列車の編成番号、列車番号、路線名、車両の型式、車両番号を宛先として運行情報等の列車の制御に必要なデータを生成して、通信制御サーバ８に送信する。地上システム５では、通信制御サーバ８が、列車制御端末９で生成されたデータを、編成番号、列車番号、路線名、車両の型式、車両番号に対応する列車上の車上システム１ａ，１ｂに送信することにより、列車制御端末９において、列車の空調や電力、モータ等を制御し、列車からの走行情報などを管理することができる。ここで、列車の編成番号、列車番号、路線名を列車の運行に関する運行情報とし、車両の型式、車両番号を列車固有の列車情報とする。

図２は、本実施の形態の車上通信制御装置２ａ（２ｂ）の構成例を示す図である。車上通信制御装置２ａ（２ｂ）は、車上登録情報処理部２１と、車上登録情報保持部２２と、車上制御部２３と、車上通信部２４と、を備える。車上登録情報処理部２１は、整備員または乗務員から編成番号、列車番号、路線名、車両の型式、車両番号、ＩＰアドレスの入力を受け付け、車上登録情報保持部２２の内容を変更する。また、整備員または乗務員が確認できるように表示部を備えてもよい。車上登録情報保持部２２は、自システムが搭載された列車の現在の編成番号、列車番号、路線名、車両の型式、車両番号、ＩＰアドレスの情報を保持する記憶部である。車上制御部２３は、列車の起動時に地上システム５側へ車両情報通知を送信する制御等を行う。車上通信部２４は、地上システム５側へ車両情報通知を送信し、また、地上システム５からのデータを受信する処理を行う。地上システム５から受信したデータについては、車上通信部２４がアプリケーション実行部３ａ（３ｂ）へ転送する。

図３は、本実施の形態の通信制御サーバ８の構成例を示す図である。通信制御サーバ８は、サーバ登録情報処理部８１と、サーバ登録情報保持部８２と、サーバ制御部８３と、サーバ通信部８４と、を備える。サーバ登録情報処理部８１は、各列車から通知された編成番号や列車番号、路線名、車両の型式、車両番号、ＩＰアドレスを受信し、サーバ登録情報保持部８２に登録する。また、システムの管理者等が確認できるように表示部を備えてもよい。サーバ登録情報保持部８２は、自システムと接続する列車の編成番号、現在の列車番号、路線名、車両の型式、車両番号、ＩＰアドレスの情報を保持する記憶部である。サーバ制御部８３は、車上システム１ａ，１ｂ側から車両情報通知を受信した場合に、サーバ登録情報処理部８１を介してサーバ登録情報保持部８２に登録または内容を変更する制御を行い、また、列車制御端末９から受信した運行情報等のデータを車上システム１ａ，１ｂ側へ送信する制御および車上システム１ａ，１ｂから受信したデータを列車制御端末９側へ送信する制御等を行う。サーバ通信部８４は、車上システム１ａ，１ｂ側へ運行情報等のデータを送信し、また、車上システム１ａ，１ｂからの車両情報通知を受信する処理を行うとともに、車上システム１ａ，１ｂから受信したデータを列車制御端末９側へ送信する処理を行う。

つづいて、列車通信システムにおいて、列車通信方法として、車両の型式を指定し、２台の列車（編成番号Ｈ１，Ｈ２）と通信を行う場合の処理について説明する。図４は、本実施の形態における車両の型式を指定した通信を行う場合の処理を示すシーケンス図である。まず、列車の運行前において整備員または乗務員が、車上通信制御装置２ａに編成番号、列車番号、路線名、車両の型式、車両番号、ＩＰアドレスを設定し、車上通信制御装置２ａの車上登録情報保持部２２に保存し、車上通信制御装置２ａを立ち上げる（ステップＳ１）。車上通信制御装置２ａでは、車上制御部２３が、車両の登録情報を格納した車両情報通知を、車上通信部２４を介して通信制御サーバ８へ送信する（ステップＳ２）。車両情報通知には、編成番号Ｈ１、列車番号Ａ１、車両の型式２００系、車両番号２００−１、路線名東海道線、ＩＰアドレス１９２．１６８．０．１、の情報が含まれる。

通信制御サーバ８では、サーバ通信部８４で車両情報通知を受信し、サーバ制御部８３が、サーバ登録情報処理部８１を介してサーバ登録情報保持部８２の登録情報の内容を登録する（ステップＳ３）。

同様に、列車の運行前において整備員または乗務員が、車上通信制御装置２ｂに編成番号、列車番号、路線名、車両の型式、車両番号、ＩＰアドレスを設定し、車上通信制御装置２ｂの車上登録情報保持部２２に保存し、車上通信制御装置２ｂを立ち上げる（ステップＳ４）。車上通信制御装置２ｂでは、車上制御部２３が、車両の登録情報を格納した車両情報通知を、車上通信部２４を介して通信制御サーバ８へ送信する（ステップＳ５）。車両情報通知には、編成番号Ｈ２、列車番号Ａ２、車両の型式２００系、車両番号２００−２、路線名東海道線、ＩＰアドレス１９２．１６８．０．２、の情報が含まれる。

通信制御サーバ８では、サーバ通信部８４で車両情報通知を受信し、サーバ制御部８３が、サーバ登録情報処理部８１を介してサーバ登録情報保持部８２の登録情報の内容を登録する（ステップＳ６）。

図５は、サーバ登録情報保持部８２が保持する登録情報の構成例を示す図である。登録情報は、登録番号（Ｎｏ．）と、編成番号と、列車番号と、車両の型式と、車両番号と、路線名と、ＩＰアドレスと、から構成される。図５に示すように、車上通信制御装置２ａから通知された車両情報通知を元にＮｏ．１として編成番号Ｈ１、列車番号Ａ１、車両の型式２００系、車両番号２００−１、路線名東海道線、ＩＰアドレス１９２．１６８．０．１としてサーバ登録情報保持部８２に登録される。また、車上通信制御装置２ｂから通知された車両情報通知を元にＮｏ．２として編成番号Ｈ２、列車番号Ａ２、車両の型式２００系、車両番号２００−２、路線名東海道線、ＩＰアドレス１９２．１６８．０．２としてサーバ登録情報保持部８２に登録される。なお、図５では、Ｎｏ．３として編成番号Ｈ３の登録内容の例を示しており、図の例のように、車両の型式、路線名等が異なる複数の列車について登録情報を保持することが可能である。

つぎに、列車制御端末９において、車両の型式２００系の車両に対して、列車の状態を制御する必要が発生した場合には、制御対象の車両の型式２００系に対応する編成番号の一覧を取得するため、車両型式解決要求を通信制御サーバ８へ送信する（ステップＳ７）。

通信制御サーバ８では、サーバ通信部８４で制御データを受信すると、サーバ制御部８３が、サーバ登録情報処理部８１を介してサーバ登録情報保持部８２の内容を確認し、車両の型式２００系に対する編成番号Ｈ１，Ｈ２を取得する（ステップＳ８）。そして、通信制御サーバ８では、サーバ制御部８３が、列車制御端末９に対して、サーバ通信部８４を介して車両型式解決応答として通知する（ステップＳ９）。

列車制御端末９は、車両型式解決応答を受信後、車両の型式２００系に対応する編成番号Ｈ１に対して制御データを送信する（ステップＳ１０）。図６は、列車制御端末９が送信するデータの構成例を示す図である。データには、通信先アドレス６１（通信制御サーバ）、制御対象６２（編成番号Ｈ１）、制御データ６３の領域がある。通信ヘッダ６４に、通信先アドレス６１（通信制御サーバ）および制御対象６２（編成番号Ｈ１）が設定され、通信データ６５に、制御データ６３が格納される。

通信制御サーバ８では、サーバ通信部８４で制御データを受信すると、サーバ制御部８３が、サーバ登録情報処理部８１を介してサーバ登録情報保持部８２の内容を確認し、編成番号Ｈ１に対するＩＰアドレス１９２．１６８．０．１を取得する（ステップＳ１１）。そして、通信制御サーバ８では、サーバ制御部８３が、取得したＩＰアドレスを通信ヘッダ６４の通信先アドレス６１に設定し、編成番号Ｈ１の車上通信制御装置２ａに対して制御データを送信する（ステップＳ１２）。

編成番号Ｈ１である列車の車上通信制御装置２ａでは、車上通信部２４が、受信した制御データをアプリケーション実行部３ａへ転送する。そして、車上通信部２４は、アプリケーション実行部３ａから制御を実行した処理結果を受け取り、この処理結果を列車制御端末宛データとして通信制御サーバ８へ送信する（ステップＳ１３）。そして、通信制御サーバ８が、受信した列車制御端末宛データを列車制御端末９へ送信する（ステップＳ１４）。

同様に、列車制御端末９は、車両型式解決応答を受信後、車両の型式２００系に対応する編成番号Ｈ２に対して制御データを送信する（ステップＳ１５）。

通信制御サーバ８では、サーバ通信部８４で制御データを受信すると、サーバ制御部８３が、サーバ登録情報処理部８１を介してサーバ登録情報保持部８２の内容を確認し、編成番号Ｈ２に対するＩＰアドレス１９２．１６８．０．２を取得する（ステップＳ１６）。そして、通信制御サーバ８では、サーバ制御部８３が、取得したＩＰアドレスを通信ヘッダ６４の通信先アドレス６１に設定し、編成番号Ｈ２の車上通信制御装置２ｂに対して制御データを送信する（ステップＳ１７）。

編成番号Ｈ２である列車の車上通信制御装置２ｂでは、車上通信部２４が、受信した制御データをアプリケーション実行部３ｂへ転送する。そして、車上通信部２４は、アプリケーション実行部３ｂから制御を実行した処理結果を受け取り、この処理結果を列車制御端末宛データとして通信制御サーバ８へ送信する（ステップＳ１８）。そして、通信制御サーバ８が、受信した列車制御端末宛データを列車制御端末９へ送信する（ステップＳ１９）。これにより、列車制御端末９では、車両の型式２００系の車両に対する編成番号を指定した制御データを通信制御サーバ８へ送信し、通信制御サーバ８が制御対象の列車の車上通信制御装置２ａ，２ｂへ制御に必要なデータを送信することにより、対象の列車の制御を行うことができる。

以上説明したように、本実施の形態では、車上通信制御装置２ａ，２ｂが、列車の編成番号、列車番号、車両の型式、車両番号、路線名、ＩＰアドレスが格納された車両情報通知を通信制御サーバ８へ送信し、通信制御サーバ８は、受信した車両情報通知に基づいて車両の情報を登録することとした。これにより、列車制御端末９では、制御対象の車両の型式に対する編成番号の一覧を通信制御サーバ８から取得し、制御対象の列車の編成番号を指定した制御データを通信制御サーバ８に送信することにより、車両の型式（例えば、２００系）を指定して制御対象の列車が複数ある場合においても、作業負荷を抑えて、制御対象の列車と通信を行うことができる。

なお、本実施の形態では、制御対象として列車の型式を指定したが、これに限定するものではなく、列車番号、路線名、車両番号に対応する編成番号を取得することにより、路線名や車両番号の列車を制御対象とすることも可能である。

実施の形態２．
実施の形態１では、列車制御端末９が、通信制御サーバ８から制御対象の車両の型式に対する編成番号の一覧を取得して制御データを送信する場合の動作を説明した。本実施の形態では、列車制御端末９は、車両の型式に対する編成番号を取得せず、車両の型式を制御対象に設定して通信を行う。実施の形態１と異なる部分について説明する。

図７は、本実施の形態における車両の型式を指定した通信を行う場合の処理を示すシーケンス図である。本実施の形態における列車通信システム、車上通信制御装置２ａ，２ｂ、および通信制御サーバ８の構成は、実施の形態１（図１〜３参照）と同様である。なお、車上通信制御装置２ａ，２ｂから車両情報通知を送信して通信制御サーバ８のサーバ登録情報を変更するまでの動作は実施の形態１と同様である（ステップＳ１〜Ｓ６）。

つぎに、列車制御端末９において、車両の型式２００系の車両に対して、列車の状態を制御する必要が発生した場合には、通信ヘッダの制御対象に車両の型式２００系を設定した制御データを通信制御サーバ８へ送信する（ステップＳ２１）。

通信制御サーバ８では、サーバ通信部８４で制御データを受信すると、サーバ制御部８３が、サーバ登録情報処理部８１を介してサーバ登録情報保持部８２の内容を確認し、車両の型式２００系に対応する編成番号とＩＰアドレスを取得する（ステップＳ２２）。図５の例では、該当する列車として、編成番号Ｈ１、ＩＰアドレス１９２．１６８．０．１を持つ列車、および、編成番号Ｈ２、ＩＰアドレス１９２．１６８．０．２を持つ列車の情報を取得する。そして、通信制御サーバ８では、サーバ制御部８３が、取得したＩＰアドレスを通信ヘッダ６４の通信先アドレス６１に設定し、編成番号Ｈ１の車上通信制御装置２ａに対して制御データを送信する（ステップＳ１２）。

編成番号Ｈ１である列車の車上通信制御装置２ａでは、車上通信部２４が、受信した制御データをアプリケーション実行部３ａへ転送する。そして、車上通信部２４は、アプリケーション実行部３ａから制御を実行した処理結果を受け取り、この処理結果を列車制御端末宛データとして通信制御サーバ８へ送信する（ステップＳ１３）。

同様に、通信制御サーバ８では、サーバ制御部８３が、取得したＩＰアドレスを通信ヘッダ６４の通信先アドレス６１に設定し、編成番号Ｈ２の車上通信制御装置２ｂに対して制御データを送信する（ステップＳ１７）。

編成番号Ｈ２である列車の車上通信制御装置２ｂでは、車上通信部２４が、受信した制御データをアプリケーション実行部３ｂへ転送する。そして、車上通信部２４は、アプリケーション実行部３ｂから制御を実行した処理結果を受け取り、この処理結果を列車制御端末宛データとして通信制御サーバ８へ送信する（ステップＳ１８）。

通信制御サーバ８では、車両の型式２００系に対応するすべての編成番号の列車から処理結果である列車制御端末宛データを受信後、列車制御端末宛データの内容を含む制御データ送信応答を列車制御端末９へ送信する（ステップＳ２３）。

以上説明したように、本実施の形態では、列車制御端末９が、制御対象の車両の型式を指定した制御データを通信制御サーバ８へ送信し、通信制御サーバ８が、指定された車両の型名に対応する編成番号、ＩＰアドレスを取得し、対応する車両へ制御データを送信することとした。これにより、実施の形態１の効果に加えて、車両型式解決要求および車両型式解決応答を送受信しない分、列車制御端末９と通信制御サーバ８との間の通信を減らすことができる。

なお、本実施の形態では、制御対象として列車の型式を指定したが、これに限定するものではなく、路線名、車両番号の列車を制御対象とすることも可能である。

なお、実施の形態１，２では、列車側と地上と通信を行う場合について説明したが、移動する対象は列車に限定するものではなく、例えば、航空機、船舶、バス等との通信システムにも適用可能である。

以上のように、本発明にかかる列車通信システムは、通信を行う一方が移動する通信システムに有用であり、特に、列車と通信を行う場合に適している。

１ａ，１ｂ車上システム、２ａ，２ｂ車上通信制御装置、３ａ，３ｂアプリケーション実行部、４ネットワーク、５地上システム、６ルータ、７スイッチ（ＳＷ）、８通信制御サーバ、９列車制御端末、２１車上登録情報処理部、２２車上登録情報保持部、２３車上制御部、２４車上通信部、８１サーバ登録情報処理部、８２サーバ登録情報保持部、８３サーバ制御部、８４サーバ通信部。

Claims

列車に搭載された車上システムおよび地上に設置された地上システムから構成される列車通信システムであって、前記車上システムが車上通信制御装置を備え、前記地上システムが通信制御サーバと列車制御端末とを備える場合に、
前記車上通信制御装置は、
自装置が搭載された列車を特定する列車情報、運行情報、および自装置のアドレスの情報を格納した車両情報通知を前記通信制御サーバへ送信し、
前記列車制御端末は、
生成した制御対象の列車の制御に必要なデータを前記地上システムから制御対象の列車の車上通信制御装置へ送信する際、制御対象の列車の列車情報を指定して前記通信制御サーバに問い合わせて得た前記運行情報を用いて、当該データを前記通信制御サーバへ送信し、
前記通信制御サーバは、
登録した前記車両情報通知の内容に基づいて、前記データを前記運行情報に対応する列車の車上通信制御装置のアドレス宛に送信し、前記車上通信制御装置から前記データに従って実行した車両制御アプリケーションによる処理結果を受信し、前記処理結果を前記列車制御端末へ送信する、
ことを特徴とする列車通信システム。
列車に搭載された車上システムおよび地上に設置された地上システムから構成される列車通信システムにおける列車通信方法であって、前記車上システムが車上通信制御装置を備え、前記地上システムが通信制御サーバと列車制御端末とを備える場合に、
前記車上通信制御装置が、自装置が搭載された列車を特定する列車情報、運行情報、および自装置のアドレスの情報を格納した車両情報通知を前記通信制御サーバへ送信する車両情報通知ステップと、
前記列車制御端末が、生成した制御対象の列車の制御に必要なデータを前記地上システムから制御対象の列車の車上通信制御装置へ送信する際、制御対象の列車の列車情報を指定して対応する運行情報を前記通信制御サーバに問い合わせる問い合わせステップと、
前記通信制御サーバが、登録した前記車両情報通知の内容に基づいて、問い合わせに対応する前記運行情報を前記列車制御端末へ送信する応答ステップと、
前記列車制御端末が、前記通信制御サーバから得た前記運行情報を用いて、前記データを前記通信制御サーバへ送信するデータ送信ステップと、
前記通信制御サーバが、登録した前記車両情報通知の内容に基づいて、前記データを前記運行情報に対応する列車の車上通信制御装置のアドレス宛に送信するデータ転送ステップと、
前記通信制御サーバが、前記車上通信制御装置から前記データに従って実行した車両制御アプリケーションによる処理結果を受信し、前記処理結果を前記列車制御端末へ送信する処理結果転送ステップと、
を含むことを特徴とする列車通信方法。