JP6503250B2 - Train control system - Google Patents

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Description

本発明は、地上装置と車上装置が無線ネットワークを介して接続された列車制御システムに関する。 The present invention relates to a train control system ground unit and the on-board equipment is connected via a wireless network.

特許文献1には、無線ネットワークによる無線式列車制御(CBTC:Communications-Based Train Control)システムが開示されている。このシステムは、地上装置、列車の走行路に沿って配置された沿線無線機、列車に搭載された車上装置、列車の前部に搭載された前部車上無線機、及び列車の後部に搭載された後部車上無線機を備える。そして、沿線無線機と車上無線機間、及び沿線無線機と後部車上無線機間の送受信によって得られた測距結果を、沿線無線機から地上装置に送信し、列車位置を判断する。
また、例えば特許文献2に記載されているように、隣接する沿線無線機同士が無線通信を行って情報を中継して伝達する伝搬(バケツリレー)型の無線ネットワークを構成するものも知られている。
Patent Document 1 discloses a communication-based train control (CBTC) system using a wireless network. The system may be used on the ground equipment, along-line radios located along the train track, on-board equipment mounted on the train, on-board radios mounted on the front of the train, and at the rear of the train It is equipped with the on-board rear radio. Then, the distance measurement results obtained by transmission and reception between the wayside radio and the on-board radio and between the wayside radio and the rear on-board radio are transmitted from the wayside radio to the ground device to determine the train position.
Further, as described in, for example, Patent Document 2, there is also known one that constitutes a propagation (bucket brigade) type radio network in which adjacent railway radios perform radio communication and relay and transmit information. There is.

特開2008−162548号公報JP 2008-162548 A 特開2007−124507号公報JP 2007-124507 A

ところで、伝搬(バケツリレー)型の無線ネットワークによるCBTCシステムは、同期型通信のため伝送遅延を正確に制御及び把握でき、定周期で列車を制御できる利点があるが、通信そのものは低速であり、地上装置と車上装置間の伝送に大きな遅延が生じる。しかも、専用の無線機が必要であり、地上装置や車上装置をそのシステム専用に論理構成するため、電波法の改正や海外用への仕様変更等には柔軟に対応できない。このため、例えば無線周波数の帯域変更を行うためにはシステム全体の見直しが必要になる。   By the way, CBTC system by propagation (bucket brigade) type wireless network has an advantage that it can control and grasp transmission delay accurately because of synchronous type communication and can control trains at a fixed cycle, but the communication itself is low speed, There is a large delay in the transmission between the ground equipment and the onboard equipment. Moreover, since a dedicated wireless device is required, and the ground device and the on-vehicle device are logically configured exclusively for the system, it is not possible to flexibly cope with the revision of the Radio Law and the change of specifications for overseas use. Therefore, for example, in order to change the band of the radio frequency, it is necessary to review the entire system.

そこで、鉄道の信号システムに比べて進化が著しいWi−FiやLTE(Long Term Evolution)等の汎用通信システムをCBTCに適用して高速化と柔軟性を向上することが考えられている。これらの通信システムを上記の伝搬(バケツリレー)型の無線ネットワークに適用することで、地上装置と車上装置間の伝送遅延が小さくなることが期待できる。また、沿線無線機を地上装置と有線接続した非伝搬型の無線ネットワークでは、伝送遅延をさらに小さくすることが期待できる。   Therefore, it is considered to improve the speed and flexibility by applying a general-purpose communication system such as Wi-Fi or LTE (Long Term Evolution), which is significantly more advanced than a railway signal system, to CBTC. By applying these communication systems to the above-mentioned propagation (bucket brigade) type wireless network, it can be expected that the transmission delay between the ground device and the on-vehicle device can be reduced. In addition, in a non-propagation wireless network in which a radio along a track and a ground device are connected by wire, it can be expected to further reduce the transmission delay.

しかしながら、例えばWi−Fiで使用されている規格の無線機は、全ての無線機が非同期で動き、且つベストエフォート型であるため、伝送遅延を正確に制御したり把握したりするのが難しい。また、複数の無線機から出力される電波が衝突してもう一度送信し直す際に、ランダムな待ち時間で再送信するため、伝送遅延にばらつきが生じる。このように、列車制御システムにおいて汎用の無線ネットワークを利用すると、定周期のデータの伝送や伝送時間(伝送遅延)を一定にする制御するのが難しく、信頼性や安全性が低下する虞がある。この課題は、伝搬(バケツリレー)型、非伝搬型両方の無線ネットワークに共通のものである。   However, for example, in a standard wireless device used in Wi-Fi, it is difficult to accurately control or understand transmission delay since all wireless devices operate asynchronously and are best effort. In addition, when radio waves output from a plurality of wireless devices collide and retransmit again, transmission delays occur at random because of retransmission. As described above, when a general-purpose wireless network is used in a train control system, it is difficult to control transmission of periodic data and to make transmission time constant (transmission delay) constant, which may reduce reliability and safety. . This task is common to both propagating (bucket brigade) and non-propagating wireless networks.

本発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、汎用の無線機器によるネットワークを利用することで柔軟性を持たせつつ、信頼性と安全性の低下を抑制できる列車制御システムを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and the purpose of the present invention is to suppress deterioration in reliability and safety while providing flexibility by using a network of general-purpose wireless devices. It is to provide a train control system that can

本発明は、地上装置と車上装置が無線ネットワークを介して接続された列車制御システムであって、前記地上装置は、列車を制御する列車制御部と、前記地上装置と前記車上装置との間の前記無線ネットワークを介した通信を制御する通信制御部と、前記車上装置から送信され、前記無線ネットワークを介して前記地上装置へ伝送された列車の状態情報の、前記列車制御部への送信タイミングを制御する調停部とを備える、ことを特徴とする。 The present invention is a train control system in which a ground device and an on-board device are connected via a wireless network, wherein the ground device includes a train control unit that controls a train, the ground device, and the on-vehicle device. said communication control unit that controls communication over a wireless network between is transmitted from the said vehicle apparatus, the state information of the transmitted train via a wireless network to the ground device, to the train control unit And an arbitration unit that controls transmission timing.

本発明の列車制御システムによれば、車上装置から無線ネットワークを介して伝送されたデータの列車制御部への送信タイミングを調停部で制御するので、無線ネットワークが非同期のベストエフォート型であっても伝送遅延を正確に制御及び把握できる。これによって、伝送遅延のばらつきを抑制、もしくは制御して同期型と同様な伝送ができ、信頼性と安全性の低下を抑制できる。また、汎用の無線ネットワークを利用することで低コスト化も図れる。更に、汎用の非同期型無線ネットワークを利用できることで、柔軟性のあるシステムを構築できる。しかも、地上装置は無線ネットワークの変更を意識することなく列車制御の処理を行うことができるので、電波法の改正や海外用への仕様変更等にも容易に対応できる。   According to the train control system of the present invention, since the transmission timing of data transmitted from the on-vehicle apparatus to the train control unit is controlled by the arbitration unit, the wireless network is an asynchronous best effort type Also, the transmission delay can be accurately controlled and understood. As a result, the transmission delay variation can be suppressed or controlled to perform the same transmission as in the synchronous type, and the reduction in reliability and safety can be suppressed. In addition, cost reduction can be achieved by using a general-purpose wireless network. Furthermore, by using a general-purpose asynchronous wireless network, a flexible system can be constructed. Moreover, since the ground device can perform train control processing without being aware of the change of the wireless network, it can easily cope with the revision of the Radio Law and the change of specifications for overseas use.

本発明の実施形態に係る列車制御システムを示す概略構成図である。It is a schematic block diagram showing the train control system concerning the embodiment of the present invention. 図1における非同期型無線ネットワークの構成例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structural example of the asynchronous radio | wireless network in FIG. 図1及び図2の地上装置における調停部の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the arbitration part in the ground apparatus of FIG.1 and FIG.2. CBTCシステムにおける列車のデータとデータ処理との関係を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the relationship of the data of a train and data processing in a CBTC system. 図1乃至図3に示した列車制御システムにおける、列車のデータ、地上装置の調停部の動作、及びデータ処理の関係を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the relationship of the data of a train, operation | movement of the arbitration part of a ground apparatus, and data processing in the train control system shown to FIG. 1 thru | or 3. FIG. 図3の制御情報通信処理部における地上装置からアクセスポイント方向の通信処理動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the communication processing operation of the direction of an access point from the ground apparatus in the control information communication processing part of FIG. 図3の状態情報通信処理部におけるアクセスポイントから地上装置方向の通信処理動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the communication processing operation | movement of the direction of an access point to a ground apparatus in the state information communication processing part of FIG. 図3の制御情報通信処理部における地上装置からアクセスポイント方向の別の通信処理動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows another communication processing operation of the direction of an access point from the ground apparatus in the control information communication processing part of FIG. 図3の状態情報通信処理部におけるアクセスポイントから地上装置方向の別の通信処理動作を示すフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart showing another communication processing operation from the access point to the ground device in the state information communication processing unit of FIG. 3; FIG. 図7及び図9に示した列車制御動作において、データが衝突した場合のデータ伝送の制御動作について説明するための模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram for describing control operation of data transmission in the case of data collision in the train control operation shown in FIG. 7 and FIG. 9.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図1に示すように、列車制御システム1は、地上装置2と車上装置3とが非同期型の無線ネットワーク(Wi−Fi、LTE(Long Term Evolution)等)4を介して接続されて構成されている。地上装置2は列車制御部5、通信制御部6及び通信タイミング調停部(調停部)7を備え、車上装置3は論理部8を備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the train control system 1 is configured by connecting a ground device 2 and an on-vehicle device 3 via an asynchronous wireless network (Wi-Fi, LTE (Long Term Evolution), etc.) 4 ing. The ground device 2 includes a train control unit 5, a communication control unit 6, and a communication timing arbitration unit (arbitration unit) 7, and the on-vehicle device 3 includes a logic unit 8.

地上装置2の列車制御部5は、例えば停止位置や制限速度等の列車制御情報を含むデータを列車に送信して制御するものである。この列車制御部5は、定周期でデータの伝送を行っており、各々のデータに伝送の時間軸上での処理周期を示すサイクル番号を付けている。通信制御部6は、地上装置2と車上装置3との間で無線ネットワーク4を介して通信するための制御を行う。   The train control unit 5 of the ground device 2 transmits data including train control information such as a stop position and a speed limit to the train for control. The train control unit 5 transmits data periodically, and each data is assigned a cycle number indicating a processing cycle on the time axis of transmission. The communication control unit 6 performs control for communication between the ground device 2 and the on-vehicle device 3 via the wireless network 4.

調停部7は、車上装置3から無線ネットワーク4を介して通信制御部6へ伝送されたデータの、列車制御部5への送信タイミングを制御する。すなわち、車上装置3から無線ネットワーク4を介して地上装置2に伝送された列車の状態情報を受信し、この状態情報を受信したタイミングを計測し、受信した状態情報を蓄積し、計測した受信タイミングと地上装置の列車制御部で指示されたタイミングとに基づいて、蓄積した状態情報の送信タイミングを制御し、通信制御部6を介して列車制御部5に伝送する。   The arbitration unit 7 controls the transmission timing to the train control unit 5 of the data transmitted from the on-vehicle apparatus 3 to the communication control unit 6 via the wireless network 4. That is, the train status information transmitted from the on-board unit 3 to the ground unit 2 via the wireless network 4 is received, the timing at which the state information is received is measured, and the received state information is accumulated and measured. The transmission timing of the accumulated state information is controlled on the basis of the timing and the timing instructed by the train control unit of the ground device, and transmitted to the train control unit 5 via the communication control unit 6.

この調停部7は、更に無線ネットワーク4から地上装置2へ伝送された無線ネットワーク4の状態情報の、列車制御部5への送信タイミングを制御する。
一方、車上装置3の論理部8は、地上装置2から無線ネットワーク4を介して受信した停止位置や制限速度等の列車制御情報に基づき列車の走行を制御し、また列車位置や速度等の状態情報を作成して無線ネットワーク4を介して地上装置2に送信する。
The arbitration unit 7 further controls the transmission timing to the train control unit 5 of the state information of the wireless network 4 transmitted from the wireless network 4 to the ground device 2.
On the other hand, the logic unit 8 of the on-board device 3 controls the travel of the train based on the train control information such as the stop position and the speed limit received from the ground device 2 via the wireless network 4 and also controls the train position and speed State information is created and transmitted to the ground device 2 via the wireless network 4.

図2に示すように、非同期型の無線ネットワーク4は、線路11の沿線に配置され、ハブ(HUB)12を介して地上装置2と有線、例えばイーサネット(登録商標)で接続された複数のアクセスポイントAP1〜APnと、列車T1,T2の前方と後方の車両にそれぞれ搭載されるステーションSTA1,STA2,STA3,STA4とを含んでいる。そして、各アクセスポイントAP1〜APnと各々のステーションSTA1,STA2,STA3,STA4のうち最も近いもの同士で無線による通信が行われる。   As shown in FIG. 2, the asynchronous wireless network 4 is disposed along the line 11 and has a plurality of accesses connected via a hub (HUB) 12 to the ground apparatus 2 by wire, for example, Ethernet (registered trademark). It includes points AP1 to APn, and stations STA1, STA2, STA3, and STA4 mounted on vehicles in front of and behind trains T1 and T2, respectively. Then, wireless communication is performed between the closest access points among the access points AP1 to APn and the stations STA1, STA2, STA3, and STA4.

アクセスポイントAP1〜APnは、列車T1,T2の走行路に沿って配置され、ハブ12を介して地上装置2と有線で接続される親機(沿線無線機)である。ステーションSTA1,STA2,STA3,STA4は列車T1,T2に搭載される子機である。ここでは、ステーションSTA1,STA2は列車T1の前部と後部にそれぞれ搭載される車上無線機と後部車上無線機であり、ステーションSTA3,STA4は列車T2の前部と後部にそれぞれ搭載される前部車上無線機と後部車上無線機である。   The access points AP1 to APn are master units (trackside radios) disposed along the travel paths of the trains T1 and T2 and connected to the ground device 2 via the hub 12 by wire. Stations STA1, STA2, STA3 and STA4 are slaves mounted on trains T1 and T2. Here, stations STA1 and STA2 are an on-vehicle radio and a rear on-vehicle radio mounted on the front and rear of train T1, and stations STA3 and STA4 are mounted on the front and rear of train T2, respectively. It is a front onboard radio and a rear onboard radio.

調停部7は、図3に示すように列車制御部5からアクセスポイントAP1〜APnへの列車制御情報を処理する通信処理部(制御情報通信処理部)21と、アクセスポイントAP1〜APnから列車制御部5への列車状態情報を処理する通信処理部(状態情報通信処理部)22とを備えている。通信処理部21は、列車制御部5から送信された列車制御情報を含むデータを、通信制御部6を介して受信し、無線ネットワーク4を介して車上装置3に送信する。通信処理部22は、車上装置3から送信された列車T1,T2の状態情報(例えば列車位置や速度等)を含むデータを、無線ネットワーク4を介して受信し、列車制御部5が指示したタイミングで当該列車制御部5に送信する。   The arbitration unit 7 is a communication processing unit (control information communication processing unit) 21 that processes train control information from the train control unit 5 to the access points AP1 to APn as shown in FIG. 3 and train control from the access points AP1 to APn. A communication processing unit (state information communication processing unit) 22 that processes train state information to the unit 5 is provided. The communication processing unit 21 receives data including the train control information transmitted from the train control unit 5 via the communication control unit 6 and transmits the data to the on-vehicle apparatus 3 via the wireless network 4. The communication processing unit 22 receives, via the wireless network 4, data including state information (for example, the train position, speed, etc.) of the trains T1 and T2 transmitted from the on-board device 3, and the train control unit 5 instructs It transmits to the said train control part 5 at a timing.

通信処理部21は、列車制御部5が送信する列車制御情報を含むデータを通信制御部6から受信する受信部(制御情報受信部)23と、この受信部23で受信した列車制御情報を含むデータを、無線ネットワーク4を介して車上装置3に送信する送信部(制御情報送信部)24とを備える。列車制御情報を含むデータは、ハブ12を介してアクセスポイントAP1〜APnから無線で送信され、列車T1,T2のステーションSTA1,STA2,STA3,STA4で受信される。   The communication processing unit 21 includes a receiving unit (control information receiving unit) 23 that receives data including the train control information transmitted by the train control unit 5 from the communication control unit 6 and the train control information received by the receiving unit 23 A transmission unit (control information transmission unit) 24 that transmits data to the on-vehicle device 3 via the wireless network 4 is provided. Data including train control information is wirelessly transmitted from the access points AP1 to APn via the hub 12, and is received by stations STA1, STA2, STA3, and STA4 of the trains T1 and T2.

通信処理部22は、受信部(状態情報受信部)25、バッファ部26、受信タイミング計測部27、送信部(状態情報送信部)28、及び送信タイミング制御部29等を備えている。受信部25は、車上装置3の論理部8が送信する列車T1,T2の状態情報を含むデータ、例えば線路上での自列車の位置を示す情報を、無線ネットワーク4を介して受信する。すなわち、列車T1,T2の状態情報を含むデータをステーションSTA1,STA2,STA3,STA4から無線で送信し、これを付近のアクセスポイントAP1〜APnで受信し、ハブ12を介して地上装置2に伝送する。   The communication processing unit 22 includes a reception unit (state information reception unit) 25, a buffer unit 26, a reception timing measurement unit 27, a transmission unit (state information transmission unit) 28, a transmission timing control unit 29, and the like. The receiving unit 25 receives data including the state information of the trains T1 and T2 transmitted by the logic unit 8 of the on-vehicle device 3, for example, information indicating the position of the own train on the track via the wireless network 4. That is, data including the status information of the trains T1 and T2 is wirelessly transmitted from the stations STA1, STA2, STA3, and STA4, received by the nearby access points AP1 to APn, and transmitted to the ground apparatus 2 through the hub 12. Do.

バッファ部26は、この受信部25で受信した列車の状態情報を含むデータを蓄積する。受信タイミング計測部27は、受信部23で受信した列車制御情報を含むデータの受信タイミングと、受信部25で受信した列車の状態情報を含むデータの受信タイミングをそれぞれ計測する。送信部28は、バッファ部26に蓄積された列車の状態情報を含むデータを通信制御部6に送信する。   The buffer unit 26 stores data including the train status information received by the reception unit 25. The reception timing measurement unit 27 measures the reception timing of the data including the train control information received by the reception unit 23 and the reception timing of the data including the state information of the train received by the reception unit 25. The transmission unit 28 transmits data including the train status information accumulated in the buffer unit 26 to the communication control unit 6.

送信タイミング制御部29は、この送信部28を制御し、受信タイミング計測部27で計測した受信タイミングと列車制御部5とで指示されたタイミングとに基づいて、バッファ部26に蓄積された列車の状態情報を含むデータを通信制御部6に送信させる。送信部28から送信された列車の状態情報を含むデータは、通信制御部6を介して列車制御部5に伝送される。   The transmission timing control unit 29 controls the transmission unit 28, and based on the reception timing measured by the reception timing measurement unit 27 and the timing instructed by the train control unit 5, the trains accumulated in the buffer unit 26. It causes the communication control unit 6 to transmit data including status information. Data including train status information transmitted from the transmission unit 28 is transmitted to the train control unit 5 via the communication control unit 6.

次に、上述した列車制御システムの概略的な動作について説明する。従来の伝搬(バケツリレー)型の無線ネットワークによるCBTCシステムは同期型通信であるので、上り方向と下り方向とで別々に定周期で伝送を行っている。全ての無線機の上り方向と下り方向、及び送信と受信の動作スケジューリングは厳密に定義されている。従って、伝送にかかる時間を正確に制御することができ、図4に示すように、列車T1,T2,T3,…のデータが無線ネットワーク4により送信されると、地上装置2の通信制御部6に所定の伝送遅延を持ってそのまま順次伝送され、列車制御部5で列車T1,T2,T3,…の順にデータ処理が行われる。   Next, the schematic operation of the above-described train control system will be described. Since the conventional CBTC system based on the propagation (bucket brigade) type wireless network is synchronous communication, transmission is periodically performed separately in the upstream and downstream directions. The uplink and downlink directions of all radios and the operation scheduling of transmission and reception are strictly defined. Therefore, the time taken for transmission can be accurately controlled, and as shown in FIG. 4, when data of the trains T1, T2, T3,... Are transmitted by the wireless network 4, the communication control unit 6 of the ground device 2 Are sequentially transmitted as they are with a predetermined transmission delay, and data processing is performed by the train control unit 5 in the order of the trains T1, T2, T3,.

これに対し、本実施形態の列車制御システムは非同期型通信であり、汎用無線、例えばIEEE802.11準拠の無線機を使用した無線ネットワーク4である。図5に示すように、列車T1,T2,T3,…のデータは、この順番とは限らず、ランダムに無線ネットワーク4により送信される。そこで、無線ネットワーク4と地上装置2の通信制御部6との間に介在された調停部7により、列車T1,T2,T3,…から伝送されたデータの列車制御部5への送信タイミングを制御して調整する。   On the other hand, the train control system of the present embodiment is asynchronous communication, and is a wireless network 4 using a general purpose wireless, for example, a wireless device compliant with IEEE 802.11. As shown in FIG. 5, the data of the trains T1, T2, T3,... Are transmitted by the wireless network 4 at random, not limited to this order. Therefore, the arbitration unit 7 interposed between the wireless network 4 and the communication control unit 6 of the ground device 2 controls the transmission timing to the train control unit 5 of the data transmitted from the trains T1, T2, T3,. To adjust.

これによって、汎用無線ネットワークにおける伝送時間のばらつきを抑制し、地上装置2が定周期で列車制御処理を実行できる。例えば破線20で囲んで示すように、無線ネットワークにデータが列車T3、列車T2の順に伝送されても、調停部7で送信タイミングを制御して列車T2、列車T3の順に送信する。これによって、通信制御部6に列車T1,T2,T3,…の順にデータが伝送され、列車制御部5で列車T1,T2,T3,…の順にデータ処理が行われる。   By this, the dispersion | variation in the transmission time in a general purpose radio network can be suppressed, and the ground apparatus 2 can perform a train control process by a fixed period. For example, as indicated by the broken line 20, even if data is transmitted to the wireless network in the order of the train T3 and the train T2, the arbitration unit 7 controls the transmission timing to transmit in the order of the train T2 and the train T3. Thus, data are transmitted to the communication control unit 6 in the order of the trains T1, T2, T3,..., And data processing is performed in the train control unit 5 in the order of the trains T1, T2, T3,.

上述した列車制御システムにおける列車制御方法は、概略次のようなものである。すなわち、列車の地上装置と車上装置とを無線ネットワークで接続して列車を制御する方法であって、車上装置から無線ネットワークを介して地上装置に伝送された列車の状態情報を含むデータを受信し、データを受信したタイミングを計測し、データを蓄積し、計測したタイミングと前記地上装置の列車制御部で指示されたタイミングとに基づいて、蓄積したデータの送信タイミングを制御して該列車制御部に伝送する、ことを特徴とする。
この列車制御方法では、データを受信したタイミングと地上装置の列車制御部で指示されたタイミングとに基づいて、蓄積したデータの送信タイミングを制御して列車制御部に伝送するので、無線ネットワークが非同期のベストエフォート型であっても伝送遅延を正確に制御及び把握できる。従って、汎用の無線ネットワークを利用しても信頼性と安全性の低下を抑制でき、且つ仕様変更等に対して柔軟性を持たせることができる。
次に、図6及び図7のフローチャートにより、この列車制御方法について詳しく説明する。図6は、地上装置2からアクセスポイントAP1〜APn方向(下り方向)への通信処理手順を示している。まず、列車制御部5から送信されたデータ(列車制御情報)を、受信部23で受信したか否かを判定し(ステップS1)、受信したと判定するとデータの受信を行う(ステップS2)。受信していない場合には、受信するまで待機する。
The train control method in the train control system described above is roughly as follows. That is, there is a method of controlling a train by connecting a ground device of a train and an on-vehicle device by a wireless network, and data including train state information transmitted from the on-vehicle device to the ground device via the wireless network The timing at which data is received is measured, the data is accumulated, and the transmission timing of the accumulated data is controlled based on the measured timing and the timing instructed by the train control unit of the ground device to control the train It is characterized by transmitting to a control part.
In this train control method, the transmission timing of the accumulated data is controlled based on the timing at which the data was received and the timing instructed by the train control unit of the ground device, and transmitted to the train control unit. The transmission delay can be accurately controlled and grasped even in the best effort type. Therefore, even if a general-purpose wireless network is used, it is possible to suppress the reduction in reliability and safety, and to have flexibility in changing the specification and the like.
Next, the train control method will be described in detail with reference to the flowcharts of FIGS. 6 and 7. FIG. 6 shows a communication processing procedure from the ground device 2 in the direction of the access points AP1 to APn (downward direction). First, it is determined whether or not the data (train control information) transmitted from the train control unit 5 is received by the receiving unit 23 (step S1), and if it is determined that the data is received, data reception is performed (step S2). If not received, it waits until it is received.

受信部23でデータを受信すると、このデータを送信部24に伝送する(ステップS3)。また、列車T1,T2,T3,…からアクセスポイントAP1〜APnを経由して地上装置2の方向(上り方向)に各列車T1,T2,T3,…の状態情報を返送するための、列車制御部5が指示するサイクル番号を受信部23で読み取って送信タイミング制御部29に渡す(ステップS4)。更に、受信タイミング計測部27のタイマをスタートさせて受信タイミングの計測を開始する(ステップS5)。更に、受信したデータ内で指示される返送タイミングを送信部24に記憶する(ステップS6)。   When the receiving unit 23 receives the data, the data is transmitted to the transmitting unit 24 (step S3). Also, train control for returning status information of each of the trains T1, T2, T3,... In the direction (upward direction) of the ground apparatus 2 from the trains T1, T2, T3, ... via the access points AP1 to APn. The cycle number designated by the unit 5 is read by the receiving unit 23 and passed to the transmission timing control unit 29 (step S4). Further, the timer of the reception timing measurement unit 27 is started to start measurement of the reception timing (step S5). Further, the transmission timing indicated in the received data is stored in the transmission unit 24 (step S6).

送信部24は、指示された返送タイミングになると、ハブ12を介してアクセスポイントAP1〜APnにデータ(列車制御情報)を送信する(ステップS7)。そして、列車T1,T2のステーションSTA1,STA2,STA3,STA4の直ぐ近くのアクセスポイントAP1〜APnとの間で無線通信が行われる。受信したステーションSTA1,STA2,STA3,STA4の車上装置3に列車制御情報が伝送され、列車の停止位置や制限速度等が制御される。   The transmitting unit 24 transmits data (train control information) to the access points AP1 to APn through the hub 12 when the instructed return timing comes (step S7). Then, wireless communication is performed with the access points AP1 to APn in the immediate vicinity of the stations STA1, STA2, STA3, and STA4 of the trains T1 and T2. Train control information is transmitted to the on-vehicle apparatus 3 of the received stations STA1, STA2, STA3, and STA4 to control the stop position, the speed limit, and the like of the train.

図7は、アクセスポイントAP1〜APnから地上装置2方向(上り方向)への通信処理手順を示している。まず、アクセスポイントAP1〜APnのいずれかからハブ12を介して受信部25でデータ(列車の状態情報等)を受信したか否かを判定し(ステップS11)、受信したと判定するとデータの受信を行う(ステップS12)。受信していない場合には、受信するまで待機する。   FIG. 7 shows a communication processing procedure from the access points AP1 to APn in the direction of the ground device 2 (upward direction). First, it is determined whether data (train status information etc.) is received by the receiver 25 from any of the access points AP1 to APn via the hub 12 (step S11), and if it is determined that the data is received (Step S12). If not received, it waits until it is received.

次に、受信タイミング計測部27が、列車制御部5からアクセスポイントAP1〜APnへのデータを受信したタイミング、及びそのデータに対応するアクセスポイントAP1〜APnから列車制御部5への返送データを受信したタイミングを計測し(タイマウォッチ)、列車制御部5からアクセスポイントAP1〜APnへの通信を受信してからアクセスポイントAP1〜APnから列車制御部5への通信を受信するまでの遅延を算出する(ステップS13)。   Next, the reception timing measurement unit 27 receives the timing when the data from the train control unit 5 to the access points AP1 to APn is received, and the return data from the access points AP1 to APn corresponding to the data to the train control unit 5 Measure the timing (timer watch), and calculate the delay from reception of the communication from the train control unit 5 to the access points AP1 to APn to reception of the communication from the access points AP1 to APn to the train control unit 5 (Step S13).

次に、指示されたサイクル番号でデータを返送するタイミングを過ぎているか否か判定し(ステップS14)、過ぎていないと判定された場合には、受信部25で受信したデータをバッファ部26に引き渡し、このバッファ部26でデータを一時蓄積する(ステップS15)。そして、指示された返送タイミングになったか否かを送信部28で判定し(ステップS16)、返送タイミングになるとバッファ部26に蓄積しておいたデータを、通信制御部6を介して列車制御部5へ送信する(ステップS17)。ステップS17で返送タイミングになっていないと判定されると、返送タイミングになるまで待機する。   Next, it is determined whether or not the timing for returning the data has been passed with the instructed cycle number (step S14), and if it is determined that the timing has not passed, the data received by the receiving unit 25 is stored in the buffer unit 26. The data is temporarily stored in the buffer unit 26 (step S15). Then, the transmission unit 28 determines whether or not the instructed return timing has come (step S16), and the data stored in the buffer unit 26 at the return timing is transmitted via the communication control unit 6 to the train control unit It transmits to 5 (step S17). If it is determined in step S17 that the return timing has not come, the process waits until the return timing comes.

一方、ステップS14でデータを返送するタイミングを過ぎていると判定された場合には、受信部25で受信したデータをバッファ部26に引き渡し、送信部28から通信制御部6を介して列車制御部5へデータを送信する。この際、今回の伝送遅延を列車制御部5に通知する(ステップS18)。以降は、列車制御部5は、通知された伝送遅延を考慮して返送タイミングを指示する。   On the other hand, when it is determined in step S14 that the timing for returning the data has passed, the data received by the receiving unit 25 is delivered to the buffer unit 26, and the transmitting unit 28 transmits the train control unit via the communication control unit 6. Send data to 5 At this time, the current transmission delay is notified to the train control unit 5 (step S18). Thereafter, the train control unit 5 instructs the return timing in consideration of the notified transmission delay.

列車制御部5では、受信した列車の状態情報、例えば列車位置や速度等に基づいて、列車制御情報を生成し、次のサイクルで通信処理部21から無線ネットワーク4を介して車上装置3に送信する。
このように、受信したデータをバッファリングし、一定周期で地上装置2の通信制御部6に送信することで、伝送遅延を正確に制御及び把握でき、伝送遅延のばらつきを抑制できる。
The train control unit 5 generates train control information based on the received train status information, for example, the train position and speed, and the communication processing unit 21 transmits the on-vehicle device 3 via the wireless network 4 in the next cycle. Send.
As described above, by buffering the received data and transmitting it to the communication control unit 6 of the ground device 2 at a constant cycle, the transmission delay can be accurately controlled and grasped, and the variation of the transmission delay can be suppressed.

通常であれば、地上装置2からアクセスポイントAP1〜APn方向への通信で、返送サイクル番号を指示されてから、実際に返送するまでには、列車T1,T2,T3,…との間で通信を行うために必要な時間が確保される。しかし、汎用無線ネットワークの特徴により、列車T1,T2,T3,…との通信の伝送遅延が大きくなり、指示された返送サイクルに間に合わない可能性がある。そのような場合のために、受信タイミング計測部27で計測した受信タイミングから伝送遅延を算出しておき、返送サイクルに間に合わないような大きな遅延が発生した場合は、地上装置2(列車制御部5)に最大遅延を通知する。
以降、地上装置2は、最大遅延を想定した返送サイクル番号を指示することで、処理周期中にデータが輻輳することなく、定周期の列車制御処理を行うことができる。
Normally, communication is performed between the trains T1, T2, T3,... By the time the return cycle number is indicated by communication from the ground device 2 in the direction of the access points AP1 to APn until the return cycle number is actually returned. The time required to do that is secured. However, due to the characteristics of the universal radio network, the transmission delay of the communication with the trains T1, T2, T3, ... may be large and may not be in time for the instructed return cycle. In such a case, the transmission delay is calculated from the reception timing measured by the reception timing measurement unit 27. If a large delay occurs that is not in time for the return cycle, the ground device 2 (train control unit 5 Notify the max delay).
Thereafter, the ground device 2 can perform train control processing of a fixed cycle without congestion of data during the processing cycle by instructing a return cycle number assuming the maximum delay.

なお、別の通信処理方法として、地上装置2からの返送指示にはよらず、調停部7が測定した遅延を考慮してアクセスポイントAP1〜APnから地上装置2への送信タイミングを決定することも可能である。図8及び図9のフローチャートはそれぞれ、本発明の実施形態に係る別の列車制御方法を示している。図8は、地上装置2からアクセスポイントAP1〜APn方向(下り方向)への通信処理手順を示している。まず、列車制御部5から送信されたデータ(列車制御情報)を、受信部23で受信したか否かを判定し(ステップS21)、受信したと判定するとデータの受信を行う(ステップS22)。受信していない場合には、受信するまで待機する。   As another communication processing method, it is also possible to determine the transmission timing from the access points AP1 to APn to the ground device 2 in consideration of the delay measured by the arbitration unit 7 without depending on the return instruction from the ground device 2. It is possible. The flowcharts of FIG. 8 and FIG. 9 respectively show another train control method according to an embodiment of the present invention. FIG. 8 shows a communication processing procedure in the direction from the ground device 2 to the access points AP1 to APn (downward direction). First, it is determined whether the data (train control information) transmitted from the train control unit 5 is received by the receiving unit 23 (step S21), and when it is determined that the data is received, data reception is performed (step S22). If not received, it waits until it is received.

受信部23でデータを受信すると、このデータを送信部24に伝送する(ステップS23)。また、列車T1,T2,T3,…からアクセスポイントAP1〜APnを経由して地上装置2の方向(上り方向)に各列車T1,T2,T3,…の状態情報を返送するための、列車制御部5が指示するサイクル番号を受信部23で読み取って送信タイミング制御部29に渡す(ステップS24)。更に、受信タイミング計測部27のタイマをスタートさせて受信タイミングの計測を開始する(ステップS25)。   When the receiving unit 23 receives the data, the data is transmitted to the transmitting unit 24 (step S23). Also, train control for returning status information of each of the trains T1, T2, T3,... In the direction (upward direction) of the ground apparatus 2 from the trains T1, T2, T3, ... via the access points AP1 to APn. The cycle number instructed by the unit 5 is read by the receiving unit 23 and passed to the transmission timing control unit 29 (step S24). Further, the timer of the reception timing measurement unit 27 is started to start measurement of the reception timing (step S25).

送信部24は、指示された返送タイミングになると、ハブ12を介してアクセスポイントAP1〜APnにデータ(列車制御情報)を送信する(ステップS26)。そして、列車のステーションSTA1,STA2,STA3,STA4の直ぐ近くのアクセスポイントAP1〜APnとの間で無線通信が行われる。受信したステーションSTA1,STA2,STA3,STA4の車上装置3に列車制御情報が伝送され、列車の停止位置や制限速度等が制御される。   The transmitting unit 24 transmits data (train control information) to the access points AP1 to APn through the hub 12 when the instructed return timing comes (step S26). Then, wireless communication is performed with the access points AP1 to APn in the immediate vicinity of the stations STA1, STA2, STA3, and STA4 of the train. Train control information is transmitted to the on-vehicle apparatus 3 of the received stations STA1, STA2, STA3, and STA4 to control the stop position, the speed limit, and the like of the train.

図9は、アクセスポイントAP1〜APnから地上装置2方向(上り方向)への通信処理手順を示している。まず、アクセスポイントAP1〜APnのいずれかからハブ12を介して受信部25でデータ(列車の状態情報等)を受信したか否かを判定し(ステップS31)、受信したと判定するとデータの受信を行う(ステップS32)。受信していない場合には、受信するまで待機する。   FIG. 9 shows a communication processing procedure from the access points AP1 to APn in the direction of the ground device 2 (upward direction). First, it is determined whether data (train status information etc.) has been received by the receiver 25 from any one of the access points AP1 to APn via the hub 12 (step S31), and if it is determined that it has been received (Step S32). If not received, it waits until it is received.

次に、受信タイミング計測部27が、列車制御部5からアクセスポイントAP1〜APnへのデータを受信したタイミング、及びそのデータに対応するアクセスポイントAP1〜APnから列車制御部5への返送データを受信したタイミングを計測し(タイマウォッチ)、列車制御部5からアクセスポイントAP1〜APnへの通信を受信してからアクセスポイントAP1〜APnから列車制御部5への通信を受信するまでの遅延を算出する(ステップS33)。   Next, the reception timing measurement unit 27 receives the timing when the data from the train control unit 5 to the access points AP1 to APn is received, and the return data from the access points AP1 to APn corresponding to the data to the train control unit 5 Measure the timing (timer watch), and calculate the delay from reception of the communication from the train control unit 5 to the access points AP1 to APn to reception of the communication from the access points AP1 to APn to the train control unit 5 (Step S33).

次に、今回の遅延が過去の遅延最大値よりも大きいか否か判定し(ステップS34)、大きくないと判定された場合には、受信部25で受信したデータをバッファ部26に引き渡し、このバッファ部26でデータを一時蓄積する(ステップS35)。そして、指示された返送タイミングになったか否か、すなわちタイマカウントが過去の遅延最大値に達したか否かを送信部28で判定し(ステップS36)、返送タイミングになるとバッファ部26に蓄積しておいたデータを、通信制御部6を介して列車制御部5へ送信する(ステップS37)。ステップS37で返送タイミングになっていないと判定されると、返送タイミングになるまで待機する。   Next, it is determined whether or not the current delay is larger than the past maximum delay value (step S34). If it is determined that it is not larger, the data received by the receiving unit 25 is delivered to the buffer unit 26. The buffer unit 26 temporarily accumulates data (step S35). Then, the transmitting unit 28 determines whether or not the instructed return timing has come, that is, whether the timer count has reached the past maximum delay value (step S36), and the buffer unit 26 is stored at the return timing. The stored data is transmitted to the train control unit 5 via the communication control unit 6 (step S37). If it is determined in step S37 that the return timing has not come, the process waits until the return timing comes.

一方、ステップS34で今回の遅延が過去の遅延最大値よりも大きいと判定された場合には、受信部25で受信したデータをバッファ部26に引き渡し、送信部28から通信制御部6を介して列車制御部5へデータを送信する(ステップS38)。次に、今回の伝送遅延を最大値として受信タイミング計測部27に記憶する(ステップS39)。そして、列車制御部5へデータを送信し、今回の伝送遅延を通知する(ステップS40)。   On the other hand, when it is determined in step S34 that the current delay is larger than the past maximum delay value, the data received by the receiving unit 25 is delivered to the buffer unit 26, and the transmitting unit 28 via the communication control unit 6 The data is transmitted to the train control unit 5 (step S38). Next, the current transmission delay is stored as the maximum value in the reception timing measurement unit 27 (step S39). Then, the data is transmitted to the train control unit 5, and the transmission delay of this time is notified (step S40).

上述したように、受信タイミング計測部27で遅延を算出して最大値を記憶しておき、その最大値に従ってアクセスポイントAP1〜APnから地上装置2へのデータを送信する。この方法でも地上装置2からアクセスポイントAP1〜APnへの通信が定周期であれば、アクセスポイントAP1〜APnから地上装置2への通信も定周期性を保つことができるため、地上装置2は定周期で列車制御処理を行うことができる。   As described above, the reception timing measurement unit 27 calculates the delay and stores the maximum value, and transmits data from the access points AP1 to APn to the ground apparatus 2 according to the maximum value. Even in this method, if the communication from the ground device 2 to the access points AP1 to APn is a fixed cycle, the communication from the access points AP1 to APn to the ground device 2 can also maintain the periodicity, so the ground device 2 is fixed. Train control processing can be performed on a periodic basis.

図10は、図7及び図9に示した列車制御動作において、データが衝突した場合のデータ伝送の制御動作を示している。図10では図2に示したように、アクセスポイントAP1〜APnの近くにステーションSTA1,STA2を搭載した列車T1とステーションSTA3,STA4を搭載した列車T2が隣接している状態を例に取っている。ここでは、左端の矢印で示すように上から下に向かって時間が経過するものとし、地上装置2の処理周期をΔt1,Δt2,Δt3,…で表している。また、ステーションから地上装置へのデータ転送周期ΔTは一定になっている。実線の矢印はアクセスポイントとステーション間の無線通信を表し、二点鎖線の矢印はアクセスポイントと調停部間の有線通信を表し、破線の矢印は調停部から列車制御部への有線または地上装置内の通信を表している。   FIG. 10 shows a control operation of data transmission when data collides in the train control operation shown in FIG. 7 and FIG. In FIG. 10, as shown in FIG. 2, a state in which the train T1 carrying stations STA1 and STA2 and the train T2 carrying stations STA3 and STA4 are adjacent to each other is taken as an example. . Here, as shown by the arrow at the left end, time passes from top to bottom, and the processing cycle of the ground device 2 is represented by Δt1, Δt2, Δt3,. Further, the data transfer period ΔT from the station to the ground device is constant. The solid arrows represent wireless communication between the access point and the station, the dashed double-dotted arrows represent wired communication between the access point and the arbitration unit, and the dashed arrows represent wired or ground equipment from the arbitration unit to the train control unit. Represents the communication of

ステーションSTA2からアクセスポイントAP3への通信(実線の矢印SA23a)と、ステーションSTA3からアクセスポイントAP3への通信(実線の矢印SA33a)が同時に行われ、×印で示すようにデータが衝突したものと仮定する。この場合、両方とも通信は失敗し、ランダムな待ち時間の経過後にステーションSTA2からアクセスポイントAP3およびステーションSTA3からアクセスポイントAP3への通信が再度行われる。本例では、ステーションSTA2からアクセスポイントAP3への通信(実線の矢印SA23a’)の方が待ち時間が短く、その後にステーションSTA3からアクセスポイントAP3への通信(実線の矢印SA33a’)が実行されるものとする。アクセスポイントAP3はステーションから受信した列車位置や速度等の列車の状態情報を、ハブ12を介して調停部7へ伝送する(本例ではステーションSTA2から受信した情報を二点鎖線の矢印SA23b、ステーションSTA3から受信した情報を二点鎖線の矢印SA33bで示す)。   It is assumed that communication from the station STA2 to the access point AP3 (solid arrow SA23a) and communication from the station STA3 to the access point AP3 (solid arrow SA33a) are simultaneously performed and data collision occurs as indicated by a cross. Do. In this case, the communication fails in both cases, and communication from the station STA2 to the access point AP3 and from the station STA3 to the access point AP3 is performed again after a lapse of random waiting time. In this example, the communication from the station STA2 to the access point AP3 (solid arrow SA23a ') has a shorter waiting time, and thereafter the communication from the station STA3 to the access point AP3 (solid arrow SA33a') is performed. It shall be. The access point AP3 transmits the train status information received from the station, such as the train position and speed, to the arbitration unit 7 via the hub 12 (in this example, the information received from the station STA2 is indicated by an arrow SA23b of a two-dot chain line) The information received from the STA 3 is indicated by a double-dashed arrow SA 33 b).

列車T1の状態情報は、ステーションSTA2からアクセスポイントAP3に無線で送信され、ハブ12を介して地上装置2の調停部7に伝送される。この状態情報は、調停部7の制御により、破線の矢印SA23cで示すように、処理周期Δt3のタイミングで通信制御部6を介して列車制御部5に伝送される。   The state information of the train T1 is wirelessly transmitted from the station STA2 to the access point AP3, and transmitted to the arbitration unit 7 of the ground apparatus 2 through the hub 12. The state information is transmitted to the train control unit 5 through the communication control unit 6 at the timing of the processing cycle Δt3 as shown by the broken arrow SA23c under the control of the arbitration unit 7.

一方、列車T2の状態情報は、列車T1より遅い待ち時間の経過後に、ステーションSTA3からアクセスポイントAP3に無線で送信され、ハブ12を介して地上装置2の調停部7に伝送される。この状態情報は、調停部7の制御により、破線の矢印SA33cで示すように、処理周期Δt4のタイミングで通信制御部6を介して列車制御部5に伝送される。   On the other hand, the state information of the train T2 is wirelessly transmitted from the station STA3 to the access point AP3 after the elapse of a waiting time later than the train T1, and is transmitted to the arbitration unit 7 of the ground device 2 via the hub 12. The state information is transmitted to the train control unit 5 through the communication control unit 6 at the timing of the processing cycle Δt4 as indicated by a broken arrow SA33c under the control of the arbitration unit 7.

再び、ステーションSTA2からアクセスポイントAP3への無線通信(実線の矢印SA23d)が行われると、列車T1の状態情報は、ステーションSTA2からアクセスポイントAP3に無線で送信され(二点鎖線の矢印SA23e)、ハブ12を介して地上装置2の調停部7に伝送される。この状態情報は、調停部7の制御により、処理周期Δt6のタイミングで通信制御部6を介して列車制御部5に伝送される(破線の矢印SA23f)。   When wireless communication from the station STA2 to the access point AP3 (solid arrow SA23d) is performed again, the state information of the train T1 is wirelessly transmitted from the station STA2 to the access point AP3 (two-dot dashed arrow SA23e), It is transmitted to the arbitration unit 7 of the ground device 2 via the hub 12. The state information is transmitted to the train control unit 5 via the communication control unit 6 at the timing of the processing cycle Δt6 under the control of the arbitration unit 7 (arrow SA23 f of a broken line).

続いて、ステーションSTA3からアクセスポイントAP3の無線通信(実線の矢印SA33d)及び地上装置2への有線によるデータ伝送(二点鎖線の矢印SA33e)と、ステーションSTA4からアクセスポイントAP4の無線通信(実線の矢印SA44a)及び地上装置2への有線によるデータ伝送(二点鎖線の矢印SA44b)とがハブ12で衝突した場合には、ハブにより順番に伝送される。本例ではSTA3からAP3を介して受信した列車T2の状態情報の通信を先行させるものとする。列車T2の状態情報は、ハブ12から地上装置2の調停部7に伝送される。この状態情報は、調停部7の制御により、破線の矢印SA33fで示すように、処理周期Δt7のタイミングで通信制御部6を介して列車制御部5に伝送される。   Subsequently, wireless communication (stationary arrow SA33 d) of the access point AP3 from the station STA3 and wired data transmission (arrow SA33 e of the two-dot dashed line) from the station STA4 to wireless communication (solid line of the access point AP4). When the arrow SA 44 a) and wired data transmission to the ground device 2 (arrow SA 44 b of the two-dot chain line) collide with each other at the hub 12, they are sequentially transmitted by the hub. In this example, communication of status information of the train T2 received from the STA3 through the AP3 is preceded. The state information of the train T2 is transmitted from the hub 12 to the arbitration unit 7 of the ground device 2. The state information is transmitted to the train control unit 5 through the communication control unit 6 at the timing of the processing cycle Δt7 as indicated by a broken arrow SA33f under the control of the arbitration unit 7.

ランダムな待ち時間の経過後に、列車T2の状態情報は、ハブ12から地上装置2の調停部7に伝送される。調停部7では処理周期Δt7のタイミングで伝送すると処理しきれないので、ハッチングを付けた領域30に示すように、処理周期Δt8のタイミングで周期を分けて伝送することにより輻輳を回避する。   After the random waiting time has elapsed, the state information of the train T2 is transmitted from the hub 12 to the arbitration unit 7 of the ground apparatus 2. Since the arbitration unit 7 can not process if it is transmitted at the timing of the processing cycle Δt7, congestion is avoided by dividing and transmitting the cycle at the timing of the processing cycle Δt8 as shown in the hatched area 30.

次に、ステーションSTA2からアクセスポイントAP3への無線通信が行われると(実線の矢印SA23g)、列車T1の状態情報は、ハブ12を介して地上装置2の調停部7に伝送される(二点鎖線の矢印SA23h)。この状態情報は、調停部7の制御により、処理周期Δt9のタイミングで通信制御部6を介して列車制御部5に伝送される(破線の矢印SA23i)。ステーションSTA2からアクセスポイントAP3への無線通信は、ステーションSTA4からアクセスポイントAP4への無線通信よりも先に調停部7に入力されるが、調停部7の制御により送信タイミングが変更される。   Next, when wireless communication from the station STA2 to the access point AP3 is performed (solid arrow SA23g), the state information of the train T1 is transmitted to the arbitration unit 7 of the ground apparatus 2 via the hub 12 (two-point Dotted arrows SA23h). This state information is transmitted to the train control unit 5 via the communication control unit 6 at the timing of the processing cycle Δt9 under the control of the arbitration unit 7 (arrow SA23i of a broken line). The wireless communication from the station STA2 to the access point AP3 is input to the arbitration unit 7 prior to the wireless communication from the station STA4 to the access point AP4, but the transmission timing is changed by the control of the arbitration unit 7.

なお、上記のような制御方法では、通常であれば地上装置2からアクセスポイントAP1〜APn方向の通信で返送サイクル番号を指示されてから、実際に返送されるまでには、列車との間で通信を行うために必要な時間が確保される。   In the control method as described above, when a return cycle number is indicated by communication from the ground device 2 in the direction of the access points AP1 to APn from the ground device 2 to the actual return. The time required to communicate is secured.

しかし、汎用無線ネットワークの特徴により列車との通信の伝送遅延が大きくなり、指示された返送サイクルに間に合わない可能性がある。そのような場合のために、受信タイミング計測部27で計測した受信タイミングから伝送遅延を算出しておき、返送サイクルに間に合わないような大きな遅延が発生した場合は、地上装置2に最大遅延を通知する。   However, due to the characteristics of the universal radio network, the transmission delay of the communication with the train may be large and may not be in time for the indicated return cycle. In such a case, the transmission delay is calculated from the reception timing measured by the reception timing measurement unit 27. If a large delay occurs that is not in time for the return cycle, the ground device 2 is notified of the maximum delay. Do.

以降、地上装置2は、最大遅延を想定した返送サイクル番号を指示することで、処理周期中にデータが輻輳することなく、定周期の列車制御処理を行うことができる。しかも、汎用方式の無線ネットワークの適用も容易になり、伝送速度の向上が望める。   Thereafter, the ground device 2 can perform train control processing of a fixed cycle without congestion of data during the processing cycle by instructing a return cycle number assuming the maximum delay. Moreover, the application of a general-purpose wireless network is facilitated, and an improvement in transmission speed can be expected.

汎用の無線ネットワークでは、無線機同士の通信の規格で決まってしまうので、地上装置側からデータ伝送を制御するのは難しいが、通信タイミング調停部を設けてデータの列車制御部への送信タイミングを制御することで、汎用の無線機を活用して定周期でデータの伝送を行うことができる。
従って、上記のような構成によれば、汎用の無線機器によるネットワークを利用することで柔軟性を持たせつつ、信頼性と安全性の低下を抑制できる。
In a general-purpose wireless network, it is difficult to control data transmission from the ground device side because it is determined by the standard of communication between wireless devices, but a communication timing arbitration unit is provided to transmit data to the train control unit By controlling, it is possible to transmit data at regular intervals utilizing a general-purpose wireless device.
Therefore, according to the configuration as described above, it is possible to suppress deterioration in reliability and safety while providing flexibility by using a network of general-purpose wireless devices.

以上の実施形態で説明された回路構成や動作手順等については、本発明が理解・実施できる程度に概略的に示したものに過ぎない。従って本発明は、説明された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができる。   The circuit configuration, the operation procedure, and the like described in the above embodiments are merely schematically shown to the extent that the present invention can be understood and implemented. Therefore, the present invention is not limited to the described embodiments, and can be modified in various forms without departing from the scope of the technical idea shown in the claims.

1…列車制御システム、2…地上装置、3…車上装置、4…無線ネットワーク、5…列車制御部、6…通信制御部、7…通信タイミング調停部(調停部)、8…論理部、11…線路、12…ハブ、21…通信処理部(制御情報通信処理部)、22…通信処理部(状態情報通信処理部)、23…受信部(制御情報受信部)、24…送信部(制御情報送信部)、25…受信部(状態情報受信部)、26…バッファ部、27…受信タイミング計測部、28…送信部(状態情報送信部)、29…送信タイミング制御部、T1,T2,T3…列車、AP1〜APn…アクセスポイント、STA1,STA2,STA3,STA4…ステーション   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Train control system, 2 ... Ground apparatus, 3 ... On-vehicle apparatus, 4 ... Wireless network, 5 ... Train control part, 6 ... Communication control part, 7 ... Communication timing arbitration part (Arbitration part), 8 ... Logic part, 11: track, 12: hub, 21: communication processing unit (control information communication processing unit), 22: communication processing unit (state information communication processing unit), 23: reception unit (control information reception unit), 24: transmission unit (control information reception unit) Control information transmission unit) 25 reception unit (state information reception unit) 26 buffer unit 27 reception timing measurement unit 28 transmission unit (state information transmission unit) 29 transmission timing control unit T1, T2 , T3 ... trains, AP1 to APn ... access points, STA1, STA2, STA3, STA4 ... stations

Claims (7)

地上装置と車上装置が無線ネットワークを介して接続された列車制御システムであって、
前記地上装置は、列車を制御する列車制御部と、前記地上装置と前記車上装置との間の前記無線ネットワークを介した通信を制御する通信制御部と、前記車上装置から送信され、前記無線ネットワークを介して前記地上装置へ伝送された列車の状態情報の、前記列車制御部への送信タイミングを制御する調停部とを備える、列車制御システム。
A train control system in which a ground device and an on-vehicle device are connected via a wireless network,
The ground device is transmitted from a train control unit that controls a train, a communication control unit that controls communication between the ground device and the on-vehicle device via the wireless network, and the on-vehicle device A train control system, comprising: an arbitration unit that controls transmission timing to the train control unit of train status information transmitted to the ground apparatus via a wireless network.
前記調停部は、更に前記無線ネットワークから前記地上装置へ伝送された無線ネットワークの状態情報の、前記列車制御部への送信タイミングを制御する、請求項1に記載の列車制御システム。   The train control system according to claim 1, wherein the arbitration unit further controls transmission timings of the state information of the wireless network transmitted from the wireless network to the ground device to the train control unit. 前記調停部は、前記通信制御部の制御により、前記列車制御部から送信された列車制御情報を受信し、前記無線ネットワークを介して前記車上装置に送信する制御情報通信処理部と、前記通信制御部の制御により、前記車上装置から送信された列車の状態情報を、前記無線ネットワークを介して受信し、前記列車制御部に送信する状態情報通信処理部とを含む、請求項1または2に記載の列車制御システム。   The mediation unit receives, under the control of the communication control unit, the train control information transmitted from the train control unit, and transmits the control information communication processing unit to the on-board device via the wireless network; The state information communication processing unit for receiving the state information of the train transmitted from the on-board device through the wireless network and controlling the state information communication processing unit for transmitting the state information to the train control unit under the control of the control unit. Train control system as described in. 前記制御情報通信処理部は、前記列車制御部から送信された列車制御情報を受信する制御情報受信部と、この制御情報受信部で受信した列車制御情報を、前記無線ネットワークを介して前記車上装置に送信する制御情報送信部とを備え、
前記状態情報通信処理部は、前記車上装置から送信された列車の状態情報を、前記無線ネットワークを介して受信する状態情報受信部と、この状態情報受信部で受信した状態情報を蓄積するバッファ部と、前記状態情報受信部で受信した状態情報の受信タイミングを計測する受信タイミング計測部と、前記バッファ部に蓄積された状態情報を前記列車制御部に送信する状態情報送信部と、前記受信タイミング計測部で計測した受信タイミングと、前記制御情報受信部で受信した前記列車制御部で指示されたタイミングとに基づいて前記状態情報送信部を制御し、前記バッファ部に蓄積された状態情報を送信させる送信タイミング制御部とを備える、請求項3に記載の列車制御システム。
The control information communication processing unit receives a control information receiving unit that receives train control information transmitted from the train control unit, and train control information received by the control information receiving unit on the vehicle via the wireless network. And a control information transmission unit for transmitting to the device;
The status information communication processing unit receives a status information of the train transmitted from the on-board device via the wireless network, and a buffer that stores the status information received by the status information receiving unit. A reception timing measurement unit that measures reception timing of the state information received by the state information reception unit; a state information transmission unit that transmits the state information accumulated in the buffer unit to the train control unit; The state information transmission unit is controlled based on the reception timing measured by the timing measurement unit and the timing instructed by the train control unit received by the control information reception unit, and the state information stored in the buffer unit is The train control system according to claim 3, further comprising: a transmission timing control unit that causes transmission.
前記無線ネットワークは、非同期型である、請求項1乃至4いずれか1項に記載の列車制御システム。   The train control system according to any one of claims 1 to 4, wherein the wireless network is asynchronous. 前記無線ネットワークは、列車の線路沿線に配置され、前記地上装置と有線で接続された複数の地上無線機と、前記列車の前方と後方の車両にそれぞれ搭載された車上無線機とを含む、請求項1乃至5いずれか1項に記載の列車制御システム。   The wireless network includes a plurality of ground radios disposed along the track of the train and connected by wire to the ground device, and an on-board radio mounted on vehicles in front of and behind the train, respectively. The train control system according to any one of claims 1 to 5. 前記無線ネットワークは、Wi−FiまたはLTE(Long Term Evolution)を含む、請求項1乃至6いずれか1項に記載の列車制御システム。   The train control system according to any one of claims 1 to 6, wherein the wireless network includes Wi-Fi or LTE (Long Term Evolution).
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