JP6611993B2 - 配線集約装置、配線集約システムおよび接点情報伝送方法 - Google Patents

Description

本発明は、鉄道車両で使用される配線集約装置、配線集約システムおよび接点情報伝送方法に関する。

従来、鉄道車両内では、多くの機器間で接点情報が送受信されている。１つの接点情報に対して１つの配線を割り当てる方式では、接点情報が増加するほど鉄道車両内の配線数も増加する。その結果、鉄道車両の限られたスペースを多くの配線によって使用してしまうとともに、鉄道車両の重量も増加し、また、配線作業が煩雑になる。このような問題に対して、特許文献１には、列車内でネットワークを構築し、ネットワークを介して接点情報を送受信することによって配線数を削減する技術が開示されている。

特開２０１１−２０５７７７号公報

しかしながら、上記従来の技術によれば、通信を行う各装置にはアドレスが設定され、列車内のネットワークでは通信の内容によってＶＬＡＮ（Virtual Local Area Network）が設定されている。そのため、接点情報を送受信する機器を増設する場合、ＶＬＡＮの構成を変更する場合など、鉄道車両内のネットワーク構成の変更の都度設定作業が必要になり手間がかかる、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、鉄道車両内で機器の接続構成に変更があった場合に、配線数を抑制しつつ、設定作業を行うことなく接点情報の送受信が可能な配線集約装置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、１つ以上のサブユニットを備える配線集約装置である。サブユニットは、複数の機器から収集した複数の接点情報をパラレルシリアル変換して得られた接点情報の第１のシリアル信号を制御モジュールに出力し、また、制御モジュールから取得した接点情報の第２のシリアル信号をシリアルパラレル変換して得られた複数の接点情報の各々を対応する複数の機器の各々に出力する１つ以上の入出力モジュールを備える。また、サブユニットは、入出力モジュールから取得した第１のシリアル信号を規定されたフレーム位置に配置して送信フレームを生成し、生成した送信フレームを自モジュールと接続する他の配線集約装置に送信し、また、他の配線集約装置から取得した受信フレームから規定されたフレーム位置に配置された第２のシリアル信号を抽出し、抽出した第２のシリアル信号を対応する入出力モジュールに出力する制御モジュールを備える。制御モジュールは、自モジュールと接続する入出力モジュールの数および他の配線集約装置の制御モジュールと接続する入出力モジュールの数を確認することを特徴とする。

本発明によれば、配線集約装置は、鉄道車両内で機器の接続構成に変更があった場合に、配線数を抑制しつつ、設定作業を行うことなく接点情報の送受信ができる、という効果を奏する。

配線集約システムの構成例を示す図 配線集約装置の構成をモジュール単位で表した場合の例を示す図 配線集約装置の構成例を示すブロック図 制御モジュールのフレーム生成部で生成される送信フレームのフレームフォーマットの例を示す図 配線集約装置が他の配線集約装置との間で接点情報を含むフレームの送受信を行うことが可能か否かを判定する動作を示すフローチャート 配線集約装置が他の配線集約装置に接点情報を含むフレームを送信する動作を示すフローチャート 配線集約装置が他の配線集約装置から接点情報を含むフレームを受信する動作を示すフローチャート 制御モジュールのフレーム生成部で生成される送信フレームのフレームフォーマットの他の例を示す図 配線集約装置が備える制御モジュールの処理回路をプロセッサおよびメモリで構成する場合の例を示す図 配線集約装置が備える制御モジュールの処置回路を専用のハードウェアで構成する場合の例を示す図

以下に、本発明の実施の形態にかかる配線集約装置、配線集約システムおよび接点情報伝送方法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．
図１は、本発明の実施の形態にかかる配線集約システム５の構成例を示す図である。配線集約システム５は、配線集約装置１−１，１−２，１−３，１−４を備える。配線集約装置１−１〜１−４は、同一構成であり、特に区別しない場合は配線集約装置１と称する。配線集約装置１は、装置間ケーブル４によって他の配線集約装置１と接続している。配線集約装置１は、電源モジュール２と、サブユニット３−１，３−２，３−３と、を備える。サブユニット３−１〜３−３は、同一構成であり、特に区別しない場合はサブユニット３と称する。電源モジュール２は、サブユニット３に電力を供給する。配線集約装置１は、電源モジュール２で電力を供給可能な範囲で、サブユニット３を増設することができる。サブユニット３は、装置間ケーブル４を介して、他の配線集約装置１が備えるサブユニット３の１つと１対１で接続する。

図１では、配線集約装置１は、３つのサブユニット３を備えているが、一例であり、サブユニットの数は２つ以下または４つ以上であってもよい。すなわち、配線集約装置１は、１つ以上のサブユニット３を備える。配線集約システム５では、配線集約装置１が備えるサブユニット３同士で接点情報の送受信を行う。接点情報とは、鉄道車両内に設置された機器間で送受信される信号である。機器とは、例えば、運転台、ドア、エアコンなどがあるが、これらに限定されるものではない。本実施の形態で想定している機器および接点情報の内容は、鉄道車両において一般的なもののため、詳細な説明については省略する。配線集約装置１は、接点情報を送受信する機器の間において、配線数を削減するために使用される装置である。そのため、接点情報を送受信する機器の間では、一方向の接点情報の流れを見た場合、複数の機器からの接点情報を集約するための配線集約装置１、および集約された接点情報を元の数に戻すための配線集約装置１の２つが必要となる。なお、逆方向の接点情報の流れの場合、前述の集約された接点情報を元の数に戻すための配線集約装置１が今度は複数の接点情報を集約する装置となり、前述の接点情報を集約するための配線集約装置１が今度は集約された接点情報を元の数に戻す装置となる。

図２は、本実施の形態にかかる配線集約装置１の構成をモジュール単位で表した場合の例を示す図である。配線集約装置１は、電源モジュール２と、サブユニット３−１〜３−３と、を備える。各サブユニット３は、制御モジュール１０と、入出力モジュール２０−１，２０−２と、を備える。入出力モジュール２０−１，２０−２は同一構成であり、特に区別しない場合は入出力モジュール２０と称する。前述のように、配線集約装置１は１つ以上のサブユニット３を備えることができるが、サブユニット３も１つ以上の入出力モジュール２０を備えることができる。制御モジュール１０は、サブユニット３の動作を制御し、他の配線集約装置１のサブユニット３との間で接点情報を送受信する。入出力モジュール２０は、図示しない運転台、ドアなどの機器と接続し、接点情報の入出力を行う。入出力モジュール２０は、機種などによって接続可能な装置の数、すなわち扱うことができる接点情報の最大数が決まっている。入出力モジュール２０は、例えば、１６個の機器と接続し、接続する各機器との間で接点情報の入出力を行う。入出力モジュール２０が接続可能な機器の数の１６個は一例であり、これに限定されるものではない。

図３は、本実施の形態にかかる配線集約装置１の構成例を示すブロック図である。ここでは、サブユニット３−１のみ詳細に記載し、サブユニット３−２，３−３の記載を簡潔にしているが、サブユニット３−２，３−３もサブユニット３−１と同様の構成である。前述のように、サブユニット３−１は、制御モジュール１０と、入出力モジュール２０−１，２０−２と、を備える。まず、制御モジュール１０の構成について説明する。制御モジュール１０は、モジュール間インタフェース（以下、ＩＦ（InterFace）とする）部１１と、フレーム生成部１２と、配線側ＩＦ部１３と、フレーム処理部１４と、制御部１５と、を備える。

モジュール間ＩＦ部１１は、入出力モジュール２０−１，２０−２の各々から接点情報がパラレルシリアル変換された複数のシリアル信号を取得し、フレーム生成部１２に出力する。入出力モジュール２０−１，２０−２からモジュール間ＩＦ部１１すなわち制御モジュール１０に出力されるシリアル信号を第１のシリアル信号とする。また、モジュール間ＩＦ部１１は、フレーム処理部１４から、他の配線集約装置１からの受信フレームより抽出された、他の配線集約装置１で接点情報がパラレルシリアル変換された複数のシリアル信号を取得し、対応する入出力モジュール２０−１，２０−２の各々に出力する。モジュール間ＩＦ部１１すなわち制御モジュール１０から入出力モジュール２０−１，２０−２に出力されるシリアル信号を第２のシリアル信号とする。

フレーム生成部１２は、入出力モジュール２０−１，２０−２から取得した第１のシリアル信号の各々を、各入出力モジュール２０によって規定されたフレーム位置に配置し、他の配線集約装置１へ送信するための送信フレームを生成する。

図４は、本実施の形態にかかる制御モジュール１０のフレーム生成部１２で生成される送信フレームのフレームフォーマットの例を示す図である。ここでは、一例として、入出力モジュール２０−１，２０−２で接続可能な機器６の数が最大１６個を想定している。フレーム生成部１２は、入出力モジュール２０−１から取得した第１のシリアル信号すなわち１６個分の機器６の接点情報を、図４に示すフレームフォーマットの左側から順に「２０−１ ０」から「２０−１ １５」のフレーム位置に配置する。また、フレーム生成部１２は、入出力モジュール２０−２から取得した第１のシリアル信号すなわち１６個分の機器６の接点情報を、入出力モジュール２０−１の接点情報を配置するフレーム位置の右隣の「２０−２ ０」から「２０−２ １５」のフレーム位置に配置する。規定されたフレーム位置のサイズは、当該フレーム位置に配置される第１のシリアル信号の出力元の入出力モジュール２０において扱うことができる最大数の接点情報を配置可能なサイズである。なお、制御モジュール１０に接続される入出力モジュール２０が１つの場合、送信フレームに含まれる第１のシリアル信号の数は、１つの入出力モジュール２０からの１つとなる。

ここで、入出力モジュール２０は、最大１６個の機器６と接続可能であるが実際には８個の機器６のみと接続している場合、後述するように、接点情報の空き部分はそのままにして１６個分のスペースを使って第１のシリアル信号を生成する。これにより、図４に示すフレームフォーマットでは、ある特定の位置には、特定の入出力モジュール２０の特定の機器６の接点情報が配置されることになる。ある特定の位置は、機器６が接続される入出力モジュール２０の特定のポートに対応する。また、前述のようにサブユニット３は複数の入出力モジュール２０を備えることができる。例えば、図２に示すように、制御モジュール１０に近い入出力モジュール２０から順に、入出力モジュール２０−１、入出力モジュール２０−２、…、のように設定することで、フレームフォーマットでの入出力モジュール２０の並び順を一意に決定することができる。このように、フレームフォーマットにおいて、入出力モジュール２０の並び順、および第１のシリアル信号内での接点情報の並び順を予め設定しておく。

図４に示すフレームフォーマットによるフレームを受信した他の配線集約装置１の制御モジュール１０は、各入出力モジュール２０および各接点情報にアドレスなどが付与されていなくても、フレーム内のある位置の接点情報が、どの入出力モジュール２０のどの機器６に対応する接点情報であるかを把握することができる。図４の例では、入出力モジュール２０が２つの場合を想定しているが、入出力モジュール２０が３つ以上になっても同様のフレームフォーマットを用いることができる。例えば、入出力モジュール２０が３つの場合、図４に示すフレームフォーマットの「２０−２ １５」の右側に「２０−３ ０」から「２０−３ １５」を追加すればよい。

制御モジュール１０の説明に戻る。配線側ＩＦ部１３は、フレーム生成部１２で生成された送信フレームを、接続する他の配線集約装置１へ送信する。詳細には、配線側ＩＦ部１３は、他の配線集約装置１のうち接続するサブユニット３が備える制御モジュール１０の配線側ＩＦ部１３に、送信フレームを送信する。また、配線側ＩＦ部１３は、他の配線集約装置１からフレームを受信すると、受信フレームをフレーム処理部１４に出力する。なお、配線側ＩＦ部１３が他の配線集約装置１から受信するフレームすなわち受信フレームのフレームフォーマットは、送信フレームと同様、図４に示すフレームフォーマットとなる。

フレーム処理部１４は、配線側ＩＦ部１３から取得した受信フレームから、各入出力モジュール２０によって規定されたフレーム位置に配置された複数の第２のシリアル信号を抽出する。具体的に、フレーム処理部１４は、図４に示すフレームフォーマットによる受信フレームを取得すると、左から１６個分の接点情報からなる第２のシリアル信号は入出力モジュール２０−１用として抽出する。また、フレーム処理部１４は、入出力モジュール２０−１用の第２のシリアル信号の右隣の１６個分の接点情報からなる第２のシリアル信号は入出力モジュール２０−２用として抽出する。フレーム処理部１４は、抽出した入出力モジュール２０−１用の第２のシリアル信号、および入出力モジュール２０−２用の第２のシリアル信号をモジュール間ＩＦ部１１に出力する。なお、制御モジュール１０に接続される入出力モジュール２０が１つの場合、受信フレームに含まれる第２のシリアル信号の数は１つとなる。

制御部１５は、他の配線集約装置１との間のフレーム、すなわち接点情報の送受信を制御する。具体的に、制御部１５は、制御モジュール１０を含むサブユニット３が起動すると、自身を含む制御モジュール１０に接続する入出力モジュール２０の数を確認する。また、制御部１５は、自身を含む制御モジュール１０と接続する他の配線集約装置１の制御モジュール１０に対して接続する入出力モジュール２０の数の情報を要求し、他の配線集約装置１の制御モジュール１０から、接続する入出力モジュール２０の数の情報を取得する。制御部１５は、自身を含む制御モジュール１０と接続する入出力モジュール２０の数と、他の配線集約装置１の制御モジュール１０と接続する入出力モジュール２０の数とを比較する。制御部１５は、入出力モジュール２０の数が同一の場合、他の配線集約装置１との間で接点情報を含むフレームの送受信を行う制御をする。制御部１５は、入出力モジュール２０の数が異なる場合、他の配線集約装置１との間で接点情報を含むフレームの送受信を行わない。

つぎに、入出力モジュール２０の構成について説明する。前述のように、入出力モジュール２０−１，２０−２は同一構成のため、入出力モジュール２０−１を例にして説明する。入出力モジュール２０−１は、入力部２１と、パラレルシリアル（以下、ＰＳ（Parallel Serial）とする）変換部２２と、モジュール間ＩＦ部２３と、シリアルパラレル（以下、ＳＰ（Serial Parallel）とする）変換部２４と、出力部２５と、を備える。

入力部２１は、複数の機器６から接点情報を収集し、収集した接点情報をＰＳ変換部２２に出力する。入力部２１で接点情報を収集可能な機器６の最大数が、入出力モジュール２０において接続可能な機器６の最大数となる。

ＰＳ変換部２２は、入力部２１から取得した接点情報をパラレル信号からシリアル信号に変換、すなわちパラレルシリアル変換して第１のシリアル信号を生成する。ここで、ＰＳ変換部２２は、入出力モジュール２０に接続されている機器６の数が接続可能な最大数、例えば、１６個より少ない場合、接点情報の空き部分を含めて１６個分のスペースを使って第１のシリアル信号を生成する。前述のように、図４に示すフレームフォーマットにおいて、ある特定の位置には、特定の入出力モジュール２０の特定の機器６の接点情報が配置されるようにするためである。ＰＳ変換部２２は、例えば、入力部２１がポート＃０〜＃１５に接続される機器６から接点情報を取得可能であるがポート＃４〜＃１１に機器６が接続されていなかった場合、ポート＃４〜＃１１分の接点情報のスペースを残し、ポート毎の配列を変えずに第１のシリアル信号を生成する。ＰＳ変換部２２は、生成した第１のシリアル信号をモジュール間ＩＦ部２３に出力する。

モジュール間ＩＦ部２３は、ＰＳ変換部２２から第１のシリアル信号を取得すると、第１のシリアル信号を制御モジュール１０に出力する。また、モジュール間ＩＦ部２３は、制御モジュール１０から第２のシリアル信号を取得すると、第２のシリアル信号をＳＰ変換部２４に出力する。

ＳＰ変換部２４は、モジュール間ＩＦ部２３から取得した第２のシリアル信号をパラレル信号に変換、すなわちシリアルパラレル変換をする。ここで、ＳＰ変換部２４は、図４に示すフレームフォーマットの受信信号のうち、左半分または右半分の接点情報１６個分のサイズの第２のシリアル信号を取得することになる。ＳＰ変換部２４は、接点情報１６個分のサイズの第２のシリアル信号をパラレル信号に変換する。ＳＰ変換部２４は、シリアルパラレル変換の結果得られた接点情報のパラレル信号を出力部２５に出力する。

出力部２５は、ＳＰ変換部２４から取得した接点情報のパラレル信号、すなわち複数の接点情報の各々を、対応する複数の機器６の各々に出力する。図３に示すように、入力部２１が収集する接点情報の収集元の機器６、および出力部２５が出力する接点情報の出力先の機器６は同一である。入出力モジュール２０は、各機器６との間で、接点情報のやりとり、すなわち接点情報の収集および出力を行う。

つづいて、配線集約装置１の動作について説明する。まず、配線集約装置１が、他の配線集約装置１との間で接点情報を含むフレームの送受信を行うことが可能か否かを判定する動作について説明する。図５は、本実施の形態にかかる配線集約装置１が他の配線集約装置１との間で接点情報を含むフレームの送受信を行うことが可能か否かを判定する動作を示すフローチャートである。

まず、制御モジュール１０において、制御部１５は、制御モジュール１０を含むサブユニット３が起動すると、自装置の制御モジュール１０に接続する入出力モジュール２０の数を確認する（ステップＳ１）。制御部１５は、例えば、モジュール間ＩＦ部１１を介して、接続する入出力モジュール２０の数を確認する。制御部１５は、他の配線集約装置１の制御モジュール１０から、他の配線集約装置１の制御モジュール１０に接続する入出力モジュール２０の数の情報を取得する（ステップＳ２）。制御部１５は、例えば、配線側ＩＦ部１３を介して、他の配線集約装置１の制御モジュール１０から入出力モジュール２０の数の情報を取得する。

制御部１５は、自装置の制御モジュール１０と接続する入出力モジュール２０の数と、他の配線集約装置１の制御モジュール１０と接続する入出力モジュール２０の数とを比較する（ステップＳ３）。入出力モジュール２０の数が同一の場合（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、制御部１５は、他の配線集約装置１との間で接点情報を含むフレームの送受信を行う制御をする（ステップＳ４）。配線集約装置１が、他の配線集約装置１との間で接点情報を含むフレームを送信および受信する動作については、別途フローチャートを用いて説明する。入出力モジュール２０の数が異なる場合（ステップＳ３：Ｎｏ）、制御部１５は、他の配線集約装置１との間でフレームの送受信を行わない（ステップＳ５）。

なお、２つの配線集約装置１の間で接点情報を含むフレームの送受信を行う際にどちらの配線集約装置１から先にフレームを送信するのかについては、例えば、ステップＳ２において、先に他の配線集約装置１に対して入出力モジュール２０の数の情報を要求した方の配線集約装置１が先にフレームを送信する。ただし、配線集約装置１のフレームの送信順を決める方法については、この方法に限定されるものではない。

つぎに、配線集約装置１が、自装置で収集した接点情報を他の配線集約装置１に送信する動作について説明する。図６は、本実施の形態にかかる配線集約装置１が他の配線集約装置１に接点情報を含むフレームを送信する動作を示すフローチャートである。

まず、各入出力モジュール２０において、入力部２１は、接続されている機器６から接点情報を収集する（ステップＳ１１）。入力部２１は、収集した接点情報をＰＳ変換部２２に出力する。ＰＳ変換部２２は、入力部２１で取得された複数の接点情報をパラレル信号からシリアル信号に変換、すなわちパラレルシリアル変換する（ステップＳ１２）。ＰＳ変換部２２は、パラレルシリアル変換によって生成した第１のシリアル信号をモジュール間ＩＦ部２３に出力する。モジュール間ＩＦ部２３は、取得した第１のシリアル信号を、制御モジュール１０に出力する（ステップＳ１３）。

制御モジュール１０において、モジュール間ＩＦ部１１は、各入出力モジュール２０から第１のシリアル信号を取得する（ステップＳ１４）。モジュール間ＩＦ部１１は、取得した第１のシリアル信号をフレーム生成部１２に出力する。フレーム生成部１２は、モジュール間ＩＦ部１１から取得した第１のシリアル信号を用いて、図４に示すフレームフォーマットの送信フレームを生成する（ステップＳ１５）。フレーム生成部１２は、生成した送信フレームを配線側ＩＦ部１３に出力する。配線側ＩＦ部１３は、取得した送信フレームを他の配線集約装置１に送信する（ステップＳ１６）。

つぎに、配線集約装置１が、他の配線集約装置１から接点情報を受信する動作について説明する。図７は、本実施の形態にかかる配線集約装置１が他の配線集約装置１から接点情報を含むフレームを受信する動作を示すフローチャートである。

まず、制御モジュール１０において、配線側ＩＦ部１３は、他の配線集約装置１から送信された、接点情報を含むフレームを受信する（ステップＳ２１）。配線側ＩＦ部１３は、受信フレームをフレーム処理部１４に出力する。フレーム処理部１４は、受信フレームから、規定されたフレーム位置に配置された第２のシリアル信号を抽出する（ステップＳ２２）。フレーム処理部１４は、抽出した第２のシリアル信号をモジュール間ＩＦ部１１に出力する。モジュール間ＩＦ部１１は、フレーム処理部１４から取得した第２のシリアル信号を、対応する入出力モジュール２０に出力する（ステップＳ２３）。

入出力モジュール２０において、モジュール間ＩＦ部２３は、制御モジュール１０から第２のシリアル信号を取得する（ステップＳ２４）。モジュール間ＩＦ部２３は、取得した第２のシリアル信号をＳＰ変換部２４に出力する。ＳＰ変換部２４は、モジュール間ＩＦ部２３から取得した第２のシリアル信号をパラレル信号に変換、すなわちシリアルパラレル変換する（ステップＳ２５）。ＳＰ変換部２４は、シリアルパラレル変換によって生成したパラレル信号を出力部２５に出力する。出力部２５は、ＳＰ変換部２４から取得した接点情報のパラレル信号、すなわち複数の接点情報の各々を、対応する複数の機器６の各々に出力する（ステップＳ２６）。

このように、配線集約システム５では、複数の配線集約装置１において、配線集約装置１が備えるサブユニット３は、他の配線集約装置１が備えるサブユニット３の１つと１対１で接続し、複数の接点情報をパラレル信号からシリアル信号に変換して送信する。これにより、配線集約装置１を搭載した鉄道車両では、接点情報毎に配線を必要とする場合と比較して、接点情報の伝送用の配線数を削減することができる。また、配線集約システム５では、鉄道車両に搭載される機器６が増設されて伝送される接点情報が増加した場合、鉄道車両内のシステムの変更があった場合などにおいても、サブユニット３内で入出力モジュール２０を増設することで、配線数を増やすことなく、かつ、アドレスなどの設定を行うことなく対応、すなわち接点情報を送受信することが可能である。具体的に、配線集約装置１は、サブユニット３で増設できる入出力モジュール２０の数で対応できる範囲で扱う接点情報が増えても、配線すなわち装置間ケーブル４を増やすことなく対応することができる。また、配線集約システム５では、配線集約装置１を用いることで、１つの接点情報に対して１つの配線を用意する場合と比較して、配線作業が容易になる。

なお、配線集約装置１では、他の配線集約装置１にフレームを送信する際、フレーム生成部１２は、第１のシリアル信号のうち、設定されたフレーム位置の接点情報を書き換えて送信してもよい。例えば、フレーム生成部１２は、ある車両の特定のドアの接点情報を「開く」の内容に書き換える。接点情報を書き換えた配線集約装置１から他の配線集約装置１にフレームが送信された結果、ある車両の特定のドアが開いた場合、ユーザは、配線集約装置１からある車両の特定のドアまで正しく接続されていることを容易に確認することができる。接点情報を書き換える方法については、制御モジュール１０が図３において図示しない操作部を設けてユーザが設定できるようにしてもよいし、制御モジュール１０に端末を接続してユーザが設定できるようにしてもよい。

また、配線集約装置１では、他の配線集約装置１から受信したフレームに含まれる第２のシリアル信号のうち、設定されたフレーム位置の接点情報をフレーム処理部１４で確認できるようにしてもよい。これにより、ユーザは、フレーム処理部１４の確認結果を参照することで、他の配線集約装置１に接続される機器６から自身が参照する配線集約装置１までの接続状態を確認できるとともに、他の配線集約装置１の接点情報の内容を把握することができる。ユーザがフレーム処理部１４の確認結果を参照する方法については、制御モジュール１０が図３において図示しない表示部を設けてユーザが参照できるようにしてもよいし、制御モジュール１０に端末を接続してユーザが参照できるようにしてもよい。

また、配線集約システム５では、１対１で接続する配線集約装置１の双方のサブユニット３が同様の動作を行うことから、一方の配線集約装置１をマスタ、他方の配線集約装置１をスレーブとするような関係を設定する必要はない。

また、配線集約装置１は、図３の例では、制御モジュール１０のモジュール間ＩＦ部１１と各入出力モジュール２０のモジュール間ＩＦ部２３が直接接続しているが、制御モジュール１０と入出力モジュール２０との間の接続形式は、これに限定されるものではない。制御モジュール１０のモジュール間ＩＦ部１１と各入出力モジュール２０のモジュール間ＩＦ部２３との間の接続形式はリング型のネットワーク形式などであってもよい。

また、配線集約装置１において、制御モジュール１０からフレームを送信する場合、フレーム生成部１２は、図４に示す送信フレームのフレームフォーマットの最後に誤り訂正符号を付与してもよい。図８は、本実施の形態にかかる制御モジュール１０のフレーム生成部１２で生成される送信フレームのフレームフォーマットの他の例を示す図である。図８に示すフレームフォーマットは、図４に示すフレームフォーマットのフッタの位置に、誤り訂正符号を付与したものである。誤り訂正符号が付与されたフレームを受信した他の配線集約装置１では、フレーム処理部１４が、誤り訂正符号を用いて誤り検出を行うことができる。フレーム処理部１４は、誤りが検出されなかったフレームは前述のようにモジュール間ＩＦ部１１を介して入出力モジュール２０に出力し、誤りを検出したフレームは破棄して入出力モジュール２０に出力しない。これにより、配線集約装置１は、送受信される接点情報の品質を向上することができる。

つづいて、配線集約装置１のハードウェア構成について説明する。配線集約装置１が備える制御モジュール１０において、モジュール間ＩＦ部１１および配線側ＩＦ部１３は、インタフェース回路である。フレーム生成部１２、フレーム処理部１４、および制御部１５は、処理回路により実現される。すなわち、配線集約装置１は、接点情報のシリアル信号が規定されたフレーム位置に配置されたフレームを送受信するための処理回路を備える。処理回路は、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサおよびメモリであってもよいし、専用のハードウェアであってもよい。

図９は、本実施の形態にかかる配線集約装置１が備える制御モジュール１０の処理回路をプロセッサおよびメモリで構成する場合の例を示す図である。処理回路がプロセッサ９１およびメモリ９２で構成される場合、制御モジュール１０の処理回路の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアまたはファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ９２に格納される。処理回路では、メモリ９２に記憶されたプログラムをプロセッサ９１が読み出して実行することにより、各機能を実現する。すなわち、制御モジュール１０において、処理回路は、接点情報のシリアル信号が規定されたフレーム位置に配置されたフレームを送受信することが結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ９２を備える。また、これらのプログラムは、制御モジュール１０の手順および方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。

ここで、プロセッサ９１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、またはＤＳＰ（Digital Signal Processor）などであってもよい。また、メモリ９２には、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Electrically ＥＰＲＯＭ）などの、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、またはＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などが該当する。

図１０は、本実施の形態にかかる配線集約装置１が備える制御モジュール１０の処置回路を専用のハードウェアで構成する場合の例を示す図である。処理回路が専用のハードウェアで構成される場合、図１０に示す処理回路９３は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、またはこれらを組み合わせたものが該当する。制御モジュール１０の各機能を機能別に処理回路９３で実現してもよいし、各機能をまとめて処理回路９３で実現してもよい。

なお、制御モジュール１０の各機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。このように、処理回路は、専用のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。

配線集約装置１が備える制御モジュール１０のハードウェア構成について説明したが、入出力モジュール２０も同様である。入出力モジュール２０において、入力部２１、モジュール間ＩＦ部２３、および出力部２５は、インタフェース回路である。ＰＳ変換部２２およびＳＰ変換部２４は、処理回路により実現される。この処理回路も同様に、図９に示すようにメモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサおよびメモリであってもよいし、図１０に示すように専用のハードウェアであってもよい。

以上説明したように、本実施の形態によれば、配線集約装置１は１つ以上のサブユニット３を備え、サブユニット３は、他の配線集約装置１のサブユニット３の１つと１対１で接続している。サブユニット３において、入出力モジュール２０は、複数の機器６から取得した複数の接点情報をパラレルシリアル変換して接点情報の第１のシリアル信号を生成し、制御モジュール１０は、第１のシリアル信号を規定されたフレーム位置に配置して送信フレームを生成し、他の配線集約装置１のサブユニット３に送信する。また、制御モジュール１０は、他の配線集約装置１から取得した受信フレームから規定されたフレーム位置に配置された第２のシリアル信号を抽出し、入出力モジュール２０は、第２のシリアル信号をシリアルパラレル変換し、複数の接点情報の各々を対応する複数の機器６の各々に出力する。これにより、配線集約装置１は、鉄道車両内で機器６の接続構成に変更があった場合に、配線数を抑制しつつ、設定作業を行うことなく接点情報を送受信することができる。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１，１−１〜１−４ 配線集約装置、２ 電源モジュール、３−１〜３−３ サブユニット、４ 装置間ケーブル、５ 配線集約システム、６ 機器、１０ 制御モジュール、１１，２３ モジュール間ＩＦ部、１２ フレーム生成部、１３ 配線側ＩＦ部、１４ フレーム処理部、１５ 制御部、２０−１，２０−２ 入出力モジュール、２１ 入力部、２２ ＰＳ変換部、２４ ＳＰ変換部、２５ 出力部。

Claims (9)

1. １つ以上のサブユニットを備える配線集約装置であって、前記サブユニットは、
   複数の機器から収集した複数の接点情報をパラレルシリアル変換して得られた接点情報の第１のシリアル信号を制御モジュールに出力し、また、前記制御モジュールから取得した接点情報の第２のシリアル信号をシリアルパラレル変換して得られた複数の接点情報の各々を対応する前記複数の機器の各々に出力する１つ以上の入出力モジュールと、
   前記入出力モジュールから取得した前記第１のシリアル信号を規定されたフレーム位置に配置して送信フレームを生成し、生成した前記送信フレームを自モジュールと接続する他の配線集約装置に送信し、また、前記他の配線集約装置から取得した受信フレームから規定されたフレーム位置に配置された前記第２のシリアル信号を抽出し、抽出した前記第２のシリアル信号を対応する前記入出力モジュールに出力する前記制御モジュールと、
   を備え、
   前記制御モジュールは、自モジュールと接続する入出力モジュールの数および前記他の配線集約装置の制御モジュールと接続する入出力モジュールの数を確認する、
   ことを特徴とする配線集約装置。
2. 前記サブユニットに複数の入出力モジュールが含まれる場合、
   前記制御モジュールは、前記複数の入出力モジュールから取得した複数の前記第１のシリアル信号の各々を、各入出力モジュールによって規定されたフレーム位置に配置して前記送信フレームを生成し、また、前記受信フレームから各入出力モジュールによって規定されたフレーム位置に配置された複数の前記第２のシリアル信号を抽出し、抽出した複数の前記第２のシリアル信号の各々を対応する複数の前記入出力モジュールの各々に出力する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の配線集約装置。
3. 前記規定されたフレーム位置のサイズは、当該フレーム位置に配置される前記第１のシリアル信号または前記第２のシリアル信号の出力元の入出力モジュールにおいて扱うことができる最大数の接点情報を配置可能なサイズとする、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の配線集約装置。
4. 前記制御モジュールは、自モジュールと接続する入出力モジュールの数と前記他の配線集約装置の制御モジュールと接続する入出力モジュールの数とが同一の場合、前記他の配線集約装置との間でフレームの送受信を行い、自モジュールと接続する入出力モジュールの数と前記他の配線集約装置の制御モジュールと接続する入出力モジュールの数とが異なる場合、前記他の配線集約装置との間でフレームの送受信を行わない、
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の配線集約装置。
5. 前記制御モジュールは、前記第１のシリアル信号のうち、設定されたフレーム位置の接点情報を書き換えて送信する、
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の配線集約装置。
6. 前記制御モジュールは、前記第２のシリアル信号のうち、設定されたフレーム位置の接点情報を確認する、
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の配線集約装置。
7. 前記制御モジュールは、前記送信フレームに誤り訂正符号を付与して送信し、前記受信フレームに付与されている誤り訂正符号を用いて前記受信フレームの誤り検出を行う、
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の配線集約装置。
8. 請求項１から７のいずれか１つに記載の配線集約装置を複数備え、各配線集約装置が備えるサブユニットは、他の配線集約装置が備えるサブユニットの１つと１対１で接続する、
   ことを特徴とする配線集約システム。
9. １つ以上のサブユニットを備える配線集約装置において、１つ以上の入出力モジュールおよび制御モジュールを備える前記サブユニットの接点情報伝送方法であって、
   前記制御モジュールが、自モジュールと接続する入出力モジュールの数および自モジュールと接続する他の配線集約装置の制御モジュールと接続する入出力モジュールの数を確認する確認ステップと、
   前記入出力モジュールが、複数の機器から収集した複数の接点情報をパラレルシリアル変換して得られた接点情報の第１のシリアル信号を前記制御モジュールに出力する収集ステップと、
   前記制御モジュールが、前記入出力モジュールから取得した前記第１のシリアル信号を規定されたフレーム位置に配置して送信フレームを生成し、生成した前記送信フレームを前記他の配線集約装置に送信する送信ステップと、
   前記制御モジュールが、前記他の配線集約装置から取得した受信フレームから規定されたフレーム位置に配置された接点情報の第２のシリアル信号を抽出し、抽出した前記第２のシリアル信号を対応する前記入出力モジュールに出力する受信ステップと、
   前記入出力モジュールが、前記制御モジュールから取得した前記第２のシリアル信号をシリアルパラレル変換して得られた複数の接点情報の各々を対応する前記複数の機器の各々に出力する出力ステップと、
   を含むことを特徴とする接点情報伝送方法。

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