JPH01214202A - 車両用情報伝送制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分前１ この発明は、鉄道曜両に搭載され、列車の制御を行う車
両用情報伝送制御装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、列車の制御は多数の引き通し°電線を用いて行わ
れていた。即ち、制（財）対象毎に専用の引ぎ通し電線
を設け、運転台からの操作指令に基づ迷各引き通し電線
の電圧の加圧・非加圧を行うことによって制御を行って
いる。この方式では、制御対象毎に専用の引き通し電線
を必要とするために、多くの電線が必要となり、しかも
引き通し電線１本当りでは、電圧の加圧・非加圧のみの
１ビツト情報にすぎないため、複雑な制御情報な送るの
には適さず、大半は機器の投入・切断といった単軸な制
御に留められている。それでも引き通し′１＆、線の数
は増大する傾向にあり、従来の１．０９本以りから最近
のａｆｔでは２００本を超えるものがでて冬ている。

〔発明が解決しようとする課題〕

こうした引き通し電線の増加はぎ装コストの増大、保守
点検の煩わしさ、車両重量の増大といった問題点を必然
的にはらむ事になり、これ以上の引き通し’を線の増設
は非現実的であるとさえいえる。ところが、列車の制御
方式の高度化、旅客ナーピスの向上、保守性の向上への
強い要求から列車内で必要とされる情報量は更に大量な
ものとなってきており、現状の引導通し線方式では全く
対応しきれない。従ってこうした事態に対応で冬る新た
なシステムの実現が強く要求されてきている。

この発明は、係る課題を解決するためになされたもので
、従来の引ぎ通し電線によるものでは行き詰っていた制
御機能、ナーピス機能、保守機能等の列車機能の高度化
を実現するためになされたもので、こうした高度な機能
を実現で曇るばかりでなく、高い信頼性をも合せ持った
車両情報伝送制御装置（以下システムともいう）を提供
することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明における車両情報伝送制御装置は、各車両に設
けられた車両内の情報を処理する車両郁１ｉＬＩＪｉ末
と、それぞれ列車の両端に位萱する運転台を有する車両
に設けられた、運転台の情報を処理する運転台端末、Ａ
ＴＣ／ＡＴＯの情報を処理するＡＴＣ／ＡＴ０４末およ
び地上との情報交換を行う地と間データリンク端末と、
これらの各端末間の情報伝送制御を行う複数の中央装置
、並びに上記各端末間の情報伝送を行う伝送システムと
を備え、各端末と中央装置とが同一伝送ネットワークで
ある伝送システム上に配置され、各端末の総てが複数の
中央装置のそれぞれから直接制御可能な構成とし、通常
は複数の中央装置の内−台が動作し、動作中の中央装置
に障害が発生した場合は、他の中央装置が替わって動作
するようにしたものである。

〔作　用〕

この発明においては、中央装置が列車内に複数台設置さ
れ、それぞれの中央装置が各端末と自由に情報交換でき
る構成にしたので、それぞれの中央装置が各端末を介し
て列車内の様々な情報を入手することができ、かつ同様
に端末を介して列車内の様々な機器を制御することがで
きる機能を持ち、また、通常は複数の中央装置の内−台
が動作し、動作中の中央装置に障害が発生したとしても
、これを検出し直ちに他の中央装置が交替して動作を継
続するようにしたので、と述した機能を維持することが
できる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において（１ａ）および（１ｂ）は中央装置、（２ａ
）　、　（２ｂ）、　（２ｃ）　、　（２ｄ）　、　（
２８３は各車両の車両制御端末、（３ａ）　、　（ｇｂ
）は運転台端末、（４ａ）　ｌ　（４℃）はＡＴＣ／Ａ
ＴＯ端末、（ｓａ）　、　（ｓｂ）は地上との情報交換
を行う地上間データリンク端末、（６）は伝送システム
に相当する情報伝送路である。また、図中の一点鎖線は
車両の区切りを示している。

運転台端末（Ｓｔ）　、　（３ｂ）は運転台関連の情報
を一括処理する端末装置である。運転台関連の情報とは
、例えば主幹制御器の設定値、各機器の操作設定置、運
転台表示機器の表示設定置等であり、これらの情報が得
られるように運転台端末（３ａ）　、　（Ａｂ）は主幹
？１ｔｌｌ　ａｌｌ器、運転台操作機器、運転台表示機
器、に接続されている。運転台端末の構成を第２図に示
す。第２図において、（５］は運転台端末であう、（７
）は運転台機器とのインタフェイス部であり、（８）の
主幹制御器と（９）の他の操作スイッチ類である運転台
操作機器それに（１０）の運転台の表示灯やデイスプレ
ィ装管である運転台表示機器がそれぞれ接続されている
。（１１ンは演算部、（１２ンは伝送制御部であり、演
算部（１１）からの情報を情報伝送路（的に送り出すか
若しくは伝送路（６）を通じて送り込まれた情報を演算
部（１１月二渡す。演算部（１１）ではインタフェイス
部（７）からの情報と伝送制御部（１２］からの情報に
基づき必要な処理を行った後インタフェイス部（７）及
び伝送制御部（１２）に情報を渡す。問、演算部（１り
とはマイクロコンピュータで構成される機能ブロックで
あり、プログラムによって多様な処理を実行することが
できる。

次にＡＴ（！／ＡＴＯ端末（４ａ）　、　（４ｂ）は、
ＡＴＣ／ＡＴＯ関連の情報を一括処理する端末装置であ
る。ＡＴＣ／ＡＴＯ関連の情報とは、例えばＡＴＣ！／
ＡＴＯ装置からのカ行・ブレーキ指令ノツチ出力である
。第３図にＡＴＣ／ＡＴＯ端末の構成を示す、第３図に
おいて（４）はＡＴＣ／ＡＴＯ端末であり、（１３）は
ＡＴＯ装蓋、（１４）はＡＴＣ装置、（１５）は演算部
、（１６）は伝送制御部である。演算部（１５）ではＡ
ＴＯ装＃　（１３）及びＡＴＣ装置（１４）間の情報を
まとめ伝送制御部（１りに渡す。伝送制御部（１６）で
は演算部（１５）との間で送られた情報を情報伝送路（
６）に送りだす。

地上との情報交換を行う地−ヒ間データリンク端末（５
ａ）　、　（５ｂ）は例えばＬＯＸ装置（図示せずンに
よって地上設備と接続され、地上からの指令を車上に伝
送することができる。第４図に地と間データリンク端末
の構成を示す。第４図において（５）は地上間データリ
ンク端末であり、（１７）はデータリンク＠賞であり、
（１８）は伝送制御部である。データリンク＃装置（１
７）からの情報を伝送制御部（１８月二重２て情報伝送
路（６）上に送りだすことによって列車内に地上の情報
を取込むことができる。

各車両の車両制御端末（２ａ）〜（２ｅ）は、各車両に
搭載されている機器の？ｆｆｌ＋＠及び機器の状態情報
の収集機能を持っている。ここで言う機器とは、例えば
チョッパ制御装置、ブレーキ制御装置、スタテイクイン
パータ装置、電動圧縮機、暖房装置、冷房装置、送風装
置、室内灯、等の各車両に搭載されている個別の機器を
指す。車両制御端末（２ａ）〜（２θ））マこれらの機
器に対して、動作指令を出力し、状態情報を入力する。

車両制御端末（２ａ）〜（２ｅＪの制御範囲は、基本的
には搭載車両内にある個別の機器である。車両制御端末
の構成を第り図に示す。第５図において、（２）は車両
制御端末、（１９）は機器間インタフェイスであシ、ヒ
述した各曜両内の機器（図示せず］に接続される。（２
０）は演算部、（２１）は伝送制御部であり、演算部（
２０）は伝送制御部（２月からの情報に基づいて屯両内
の機器を？ｆｆ！Ｉ　＃するための演算を行い、機器間
インタフェイス（１９）に対して制御信号を出力する。

また各機器の状態情報を機器間インタフェイス（１９ン
を通じて取込み、演算部（２ｏ）で配縁しておき、必要
に応じて直ちに、あるいは中央装！　（１ａ）もしくは
（１ｂ）から要求があった時に伝送制御部（２１）から
情報伝送路（６）を通じて列車内に送り出す。機器間イ
ンタフェイス（１９）は直列伝送によるものや、並列の
信号せんによるもの等機器に応じて最適なものを選択す
る。

中央装置（１ａ）　、　（１ｂ）は以上で述べた各列車
内の情報を一括管理する。即ち、例えばカ行指令であれ
ば第２図の運転台端末（３）の主幹制御部（８ンからの
ノツチ指令若しくは、第３図のＡＴＣ／ＡＴＯ端末（４
）からのノツチ指令を入力し、これから実際に必要なノ
ツチ指令を選択し、各車両？ｆｆｌ］ｍ端末（２ａ）〜
（２ｅ）に送る。各車両制御端末（２ａ）〜（２ｅ）は
チョッパ制御装置（図示しない）に対し必要なノツチ指
令を出力する。また、各チョッパ制御装置の状態情報は
各眼両制御端末（２ａ）〜（２ｅ）に集められ、更に中
央装置（ｌａ）　、　（１ｂ）に集められる。

このように列車内の情報は中央装置（４ａ）　、　（ｔ
ｂ）を中心として流れることになる。中央装置の構成を
第６図に示す。第６図において（１７は中央装置であり
、（２２）は演算部、（２５）は伝送制御部である。

伝送制御部（２５）は、中央装ｄ　（１）に接続された
各端末の伝送制御部の伝送を制御する制御局として働く
。演算部（２２）は列車内の情報を収集し、これを処理
し各端末に必要な情報形態にして伝送制御部（２３）に
送り出す。従って、中央装１１　（Ｌ）は列車全体の情
報中枢部として働く。間、この中央装置は情報伝送路に
接続されていればどこに設置されていてもよく、運転台
車両に限られるものではない。

以Ｈのように、ここで述べた中央装置とは、全端末装置
からの情報を収集することが可能で、この情報を処理し
結果を各端末装置に送りだす列車情報処理機能を持った
もので、列車内端末装置間の情報は必ず中央装置を経由
し、そこで処理が行われることになる。

また、情報伝送路（６）は以上で述べた中央装置と各端
末装置との間の情報を伝達する部分であシ、中央装置及
び各端末装置の伝送制御部に接続されており、電気伝送
であれば例えばマルチドロップ方式によυ構成される。

また、光フアイバ伝送を用いる場合であれば、二重化ル
ー１万式によって構成される。第７図にその光フアイバ
伝送路を用いた場合の構成を示す。第７図において、（
６１）は伝送経路切替え回路部であり、（６２）は光電
気変換器、（６３）は電気光変換器、（６４）　、　（
６５）は光フアイバ伝送路（以下単に伝送路とする）で
ある。

また、（７０）は上述した中央装置及び各端末装置の伝
送制御部に相当する伝送制御部である。間、矢印は信号
の流れを示す。この場合、伝送路（６４）が通常の伝送
路として使用されており、この伝送路（６４）に障害が
発生した場合には伝送路（６５）が予備の伝送路として
使用される。第８図に、ｘ印で示すように伝送路（６４
）に障害が発生し、予備系に切り替った場合の例を示す
。また、第９図には、やはりＸ印で示すように伝送路（
６４）　、　（６５）の双方に障害が発生し、ループバ
ック経路を構成した場合の例を示している。そして第１
０図には、伝送制御部（７０）を伝送路（６４）　、　
（６５）から切り離したバイパス経路を構成した場合の
例を示す。問、第８〜１０図中では、伝送経路を解シ易
くするため、各部分の符号は省略した。

中央装置及び各端末装置は何れの場合も、同一系内の伝
送ネットワークに接続し中央装置が伝送制御権を持つよ
うに構成する。このトポロジーによって中央装置は物理
的な位置にかかわらず、他の総ての端末をアクセスする
ことができる。このように、中央装置が伝送の制御権を
持つ方式としては、中央装置が制御局となるホーリング
セレフティング方式が一般的であるが、他にも様々な方
式が実用化されており適宜有効な方式を採用すればよい
ことはいうまでもない。いずれにせよ、１司−伝送系で
ありさえすれば、中央装置が伝送の制ｉ１１をもつもの
は容易に実現で舞る。

以上の構成に基づく具体的な情報の流れを以下に示す。

列車内の情報の流れにおいて特徴的なのは、情報が運転
を行う側の運転台車両に集中することである。従って列
車の運転の方向によって情報の流れは大きく変る。第１
１０に運転方向と情報の流れの関係をカ行ノツチ指令を
例に示す。第１１図は第１図に矢印を入れて運転方向と
情報の流れの関係を示したもので、列車の進行方向は矢
印Ａの方向であるとする。このとき、カ行ノツチ指令は
運転手の乗車している側の運転台端末（３ａ）若しくは
ＡＴＣ！／ＡＴＯ端末（４ａ）から出力される。動作中
の中央装置を（１ｂ）とすると、中央装置（１ｂ）の制
御により、カ行ノツチ指令は運転台端末（３ａ）、ＡＴ
Ｃ／ＡＴＯ端末（４ａ）から列車内の情報伝送路（６ン
を通って中央装置（１ｂ）に入力される。この情報の流
れを矢印Ｂによって示す。中央装ｆｔ（Ｉｂ）は入力さ
れたカ行ノツチ指令情報を処理し各車両の車両制御端末
（２ａ）〜（２ｅ）に対し最終的なノツチ指令を出力す
る。この情報の流れを矢印Ｃによって示す。各車両制御
端末（２ａ）〜（２ｅ）は受は取ったカ行ノツチ指令を
チョッパ制御装置等の推進制御機器に渡す。また、列車
の運転台を交換し第１１図のものと反対方向に進行する
場合は第２図に示すようになる。

すなわち、第１２図において列車の進行方向は矢印Ａで
示されるよう第１１図と逆方向になっている。そして、
カ行ノツチ指令は矢印Ｂで示されるように運転手の乗車
している側の運転台端末（３ｂ）若しくハＡＴＣ／ＡＴ
ｏ端末（４ｂ）から出力され、中央装置（１ｂ］に入力
される。そしてこの中央装置（１ｂ）は入力されたカ行
ノツチ指令情報を処理し、矢印Ｃで示されるように各車
両制御端末（２ａ）〜（２ｅ）に最終的なノツチ指令を
出力する。このように指令情報は進行方向によっては、
−旦列車の反対側の運転台車両にある中央装置まで選ば
れることになる。何れの場合においても、中央装置は第
１１図及び第１２図の位置に設置されたままで機能を果
たすことができる。このように構成すれば、中央装置（
１ｂ）ではなく　（１ａ）の位置にあったとしても同様
の機能を果たすことができることになる。従つ”（（１
ａ）及び（１ｂ）の両方の位置に中央装置を装備してお
き、すなわち、中央装置（１ａ）　、　（Ｉｂ）を設け
、中央装置（１ｂ）が機能を実行している時は、中央装
置（１ａ）を待機予備系としておき中央装置（４ｂ）に
障害が発生し機能を実行できなくなった場合は中央処理
機能を中央装置（１ａ）に置き換えることにする。これ
により動作中の中央装置がダウンした場合においてもシ
ステム全体の機能を維持することが可能となる。以上で
は、中央装置が２台の場合について述べたが、さらに複
数の中央装置を設置しておくことも可能である。また、
待機中の中央装置も一部の中央装置の機能を分担して動
作しておくことも考えられる。中央装置はマイクロコン
ピュータによって制御されている。この場合、中央装置
の故障は一つにはウォッチ・ドック・タイマによって検
出することが可能である。この故障の検出結果を情報伝
送路（りを通じて他の中央装置に伝えるか若しくは、こ
の通知が不可能であったとしても待機中の他の中央装置
は伝送路の状態を監視しておき、正常であれば伝送され
るべき伝送制御信号が情報伝送路（６）中で途絶える等
、現在実行中の中央装置が異常状懐であると認職した場
合は、自らが中央装置としての機能を開始することによ
って中央装置の動作主体が切り替る。このようにシステ
ムを構成すれば、このシステムの中枢となる中央装置の
故障によるシステム全体の機能不全であるシステムダウ
ンが生じるのは、総ての中央装置がダウンした場合のみ
であり、この確率を非常に小さくすることができシステ
ムの信頼性を大巾に向上させることができる。

以−Ｅの構成による中央装置は列車内の多様な情報を自
由に集めることができ、かつ列車内の機器を任意に制御
することができる。列車の情報処理中枢機能をもったコ
ンピュータシステムであるといえる。従ってこのコンピ
ュータに対するソフトウェアによって非常に多様で高度
な機能を列車制御のために実現することができる。

これは、以上で述べてきた運転台操作指令に基づく制御
情報の伝送及び機器の制御のみならず、各機器の状態情
報の監視と異常の検出による異常発生前後の状態情報の
記憶による故障原因の解析のためのモニタリング機能の
他、例えば、運１ｉ１ｉｒ開始前に各機器に対し自己診
断を行うように指令を行い、これを実行させ、その後自
己診断結果を収集しその結果をまとめて運転台端末のデ
イスプレィ（図示せず）に表示させるといった機能も実
現することができる。これによって列車運転前に行う基
本的な点検作業の大巾な合理化が図れる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば中央装置及び各車両に
備えられた端末装置を同一伝送ネットワーク上に配置し
て、中央装置で総ての端末装置の各々を直接？［ｔｌｌ
ｌ！１ｉｌｌできるようにしたので、列車全体の情報処
理機能を持った中央装置を極めて高い信頼性で実現する
ことができ、列車制御の高度化が図れると共に鉄道車両
システムとして高い信頼性を維持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による車両情報伝送制御装置の一実施
例を示す全体構成因、第２図は運転台端末の機能構成図
、第６図はＡＴＣ！／ＡＴＯ端末の機能構成図、第４図
は地上間データリンク端末の機能構成図、第５図は車両
制御端末の機能構成図、第６図は中央装置の機能構成図
、第７図は光フアイバ伝送路の構成図、第８図は光フア
イバ伝送路の予備系動作時の構成図、第９図は光フアイ
バ伝送路のループバック系動作時の構成図、第１０図は
光フアイバ伝送路のバイパス系動作時の構成図、年１１
図及び第１２図は運転方向と情報の流れを示す図である
。 図において、（１）　、（１ａ）、（１１））は中央装
置、（２）。 （２ａ）　、　（２ｂＪ　、　（２ｃ）　、　（２ｄＪ
　、　（２ｅ）は屯両制′＠端末、＜５）。 （３ａ）　、　（３ｂ）は運転台端末、（４）　、　（
４ａ）　、　（４ｂ）はＡＴＣ／ＡＴＯ端末、（５）　
、　（５ａ）　、　（５ｂ）は地上間データリンク端末
、（６）は情報伝送路である。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 列車に搭載され、各車両に設けられた車両内の情報を処
   理する車両制御端末と、 それぞれ列車の両端に位置する運転台を有する車両に設
   けられた、運転台の情報を処理する運転台端末、ＡＴＣ
   ／ＡＴＯの情報を処理するＡＴＣ／ＡＴＯ端末および地
   上との情報交換を行う地上間データリンク端末と、 これらの各端末間の情報伝送制御を行う複数の中央装置
   と、 上記各端末間の情報伝送を行う伝送システムと、を備え
   、上記各端末と中央装置とが同一伝送ネットワークであ
   る上記伝送システム上に配置され、上記各端末の総てが
   上記複数の中央装置のそれぞれから直接制御可能な構成
   とし、通常は上記複数の中央装置の内１台が動作し、動
   作中の中央装置に障害が発生した場合は、他の中央装置
   が替つて動作することを特徴とする車両用情報伝送制御
   装置。