JPWO2009069329A1 - 列車における時刻同期システムおよび時刻同期方法 - Google Patents
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Abstract
Description
11 車両群
12 自動連結器
14 監視制御装置
15 ノード装置
16 コントローラ
17 伝送路
21a,21b コンバータ
23〜27 シリアル回線
28 運転制御台
30 通信制御装置
32 電源装置
34 ブレーキ制御装置
36 推進制御装置
40 空調装置
42 ATC装置
44 ドア装置
46 トイレ装置
48 GPS受信器
50 列車時計局
52 時刻補正部
54 時刻補正情報メッセージ生成部
60 車両時計局
62 時刻補正部
64 時刻補正情報メッセージ生成部
70 補正情報待ち受け局
72 時刻補正部
図1は、本発明の実施の形態にかかる時刻同期機能を提供する監視制御装置が搭載された列車の概略構成を示す図である。同図に示す例では、2両単位で構成された車両群11−1(Married_pair_1)および車両群11−2(Married_pair_2)が自動連結器(Automatic Coupler)12を介して連結された列車10を構成してなり、列車10の各車両には、信号変換機能を有するノード装置(Node)15ならびに、本実施の形態にかかる時刻同期機能を含み、車両内および車両間の通信(列車内の通信)を制御する機能と、各車両内の各種機器の状態を管理する機能と、を有するコントローラ(CNC)16を備えた監視制御装置14(14−1,14−2)が搭載されている。各車両に搭載された監視制御装置14は、伝送路17を介して接続され、列車10における二重系(冗長系)ネットワークである車両間ネットワーク(TN−1,TN−2)を構成する。なお、各車両内には、車両間ネットワークとは異なる車両内ネットワーク(CN)が構成されるが、この車両内ネットワーク(CN)は、コントローラ16およびノード装置15を介して車両間ネットワーク(TN−1,TN−2)に接続される。
つぎに、監視制御装置の構成および接続形態について図2を参照して説明する。図2は、本実施の形態にかかる時刻同期機能を提供する監視制御装置の構成および接続形態を示す図である。図2において、監視制御装置14は、二重系(主系、従系)の一方を構成するノード装置15−1、二重系の他方を構成するノード装置15−2、ノード装置15−1,15−2にそれぞれ接続されるコントローラ16−1,16−2などを備えて構成される。また、監視制御装置14には、例えばシリアル回線23〜27が構成される。ここで、シリアル回線23(23−1,23−2)は、自動連結器12に接続され、この自動連結器12の電気的接点を介して隣接する他の車両群のノード装置との通信を行うためのインタフェースを提供し、シリアル回線24(24−1,24−2)は、同一車両群内の他の車両のノード装置との通信を行うためのインタフェースを提供する。両者はともに、上述した車両間ネットワーク(TN−1,TN−2:Train_Network)の一通信機能を担う構成部となる。一方、シリアル回線25は、運転制御台28への運転制御情報(ブレーキ指令、速度情報、ドアの開閉情報)などを伝送するためのインタフェースを提供し、シリアル回線26は、ノード装置15とコントローラ16とが所定プロトコルで通信を行うためのインタフェースを提供する。また、シリアル回線27は、例えばGPS受信器48に接続される通信制御装置30の他、電源装置32、ブレーキ制御装置34、推進制御装置36、空調装置40、自動列車制御(ATC)装置42、ドア装置44、トイレ装置46を含む車載機器との間の通信を行うためのインタフェースを提供する。これらのシリアルインタフェースは、上述した車両内ネットワーク(CN:Car_Network)内の一通信機能を担う構成部となる。
つぎに、時刻同期機能の概念について図3の図面を参照して説明する。ここで、図3は、本実施の形態にかかる時刻同期機能の概念を階層構造で示した図である。
つぎに、時刻同期機能に基づく動作について図4および図5の各図面を参照して説明する。ここで、図4は、列車時計局、車両時計局および補正情報待ち受け局の機能構成を示すブロック図であり、図5は、列車時計局、車両時計局および補正情報待ち受け局による時刻補正処理の処理フローを示すフローチャートである。
図1は、本発明の実施の形態にかかる時刻同期機能を提供する監視制御装置が搭載された列車の概略構成を示す図である。同図に示す例では、2両単位で構成された車両群11−1(Married_pair_1)および車両群11−2(Married_pair_2)が自動連結器(Automatic Coupler)12を介して連結された列車10を構成してなり、列車10の各車両には、信号変換機能を有するノード装置(Node)15ならびに、本実施の形態にかかる時刻同期機能を含み、車両内および車両間の通信(列車内の通信)を制御する機能と、各車両内の各種機器の状態を管理する機能と、を有するコントローラ(CNC)16を備えた監視制御装置14(14−1,14−2)が搭載されている。各車両に搭載された監視制御装置14は、伝送路17を介して接続され、列車10における二重系(冗長系)ネットワークである車両間ネットワーク(TN−1,TN−2)を構成する。なお、各車両内には、車両間ネットワークとは異なる車両内ネットワーク(CN)が構成されるが、この車両内ネットワーク(CN)は、コントローラ16およびノード装置15を介して車両間ネットワーク(TN−1,TN−2)に接続される。
つぎに、監視制御装置の構成および接続形態について図2を参照して説明する。図2は、本実施の形態にかかる時刻同期機能を提供する監視制御装置の構成および接続形態を示す図である。図2において、監視制御装置14は、二重系(主系、従系)の一方を構成するノード装置15−1、二重系の他方を構成するノード装置15−2、ノード装置15−1,15−2にそれぞれ接続されるコントローラ16−1,16−2などを備えて構成される。また、監視制御装置14には、例えばシリアル回線23〜27が構成される。ここで、シリアル回線23(23−1,23−2)は、自動連結器12に接続され、この自動連結器12の電気的接点を介して隣接する他の車両群のノード装置との通信を行うためのインタフェースを提供し、シリアル回線24(24−1,24−2)は、同一車両群内の他の車両のノード装置との通信を行うためのインタフェースを提供する。両者はともに、上述した車両間ネットワーク(TN−1,TN−2:Train_Network)の一通信機能を担う構成部となる。一方、シリアル回線25は、運転制御台28への運転制御情報(ブレーキ指令、速度情報、ドアの開閉情報)などを伝送するためのインタフェースを提供し、シリアル回線26は、ノード装置15とコントローラ16とが所定プロトコルで通信を行うためのインタフェースを提供する。また、シリアル回線27は、例えばGPS受信器48に接続される通信制御装置30の他、電源装置32、ブレーキ制御装置34、推進制御装置36、空調装置40、自動列車制御(ATC)装置42、ドア装置44、トイレ装置46を含む車載機器との間の通信を行うためのインタフェースを提供する。これらのシリアルインタフェースは、上述した車両内ネットワーク(CN:Car_Network)内の一通信機能を担う構成部となる。
つぎに、時刻同期機能の概念について図3の図面を参照して説明する。ここで、図3は、本実施の形態にかかる時刻同期機能の概念を階層構造で示した図である。
つぎに、時刻同期機能に基づく動作について図4および図5の各図面を参照して説明する。ここで、図4は、列車時計局、車両時計局および補正情報待ち受け局の機能構成を示すブロック図であり、図5は、列車時計局、車両時計局および補正情報待ち受け局による時刻補正処理の処理フローを示すフローチャートである。
11 車両群
12 自動連結器
14 監視制御装置
15 ノード装置
16 コントローラ
17 伝送路
21a,21b コンバータ
23〜27 シリアル回線
28 運転制御台
30 通信制御装置
32 電源装置
34 ブレーキ制御装置
36 推進制御装置
40 空調装置
42 ATC装置
44 ドア装置
46 トイレ装置
48 GPS受信器
50 列車時計局
52 時刻補正部
54 時刻補正情報メッセージ生成部
60 車両時計局
62 時刻補正部
64 時刻補正情報メッセージ生成部
70 補正情報待ち受け局
72 時刻補正部
Claims (8)
- 列車を構成する各車両ごとに配置される監視制御装置同士を結ぶ車両間ネットワークおよび前記各車両に搭載される車載機器と前記各監視制御装置とを結ぶ車両内ネットワークにおけるそれぞれの通信機能を活用し、前記各監視制御装置同士および前記各監視制御装置と前記車載機器との間の時刻同期をとる時刻同期システムであって、
階層構造の最上位に位置付けられ、前記列車の基準時刻を付与するべく前記列車内における前記各監視制御装置の中から選択された列車時計局と、
前記階層構造の中位に位置付けられ、前記列車内における前記各監視制御装置の中から選択された車両時計局と、
前記階層構造の最下位に位置付けられ、前記列車時計局および前記車両時計局の何れにも選択されていない前記各監視制御装置および前記車載機器をもって構成される補正情報待ち受け局と、
を構成し、
前記列車時計局は、
任意に取得した時刻情報を前記基準時刻として自局の時刻補正を適宜行う時刻補正部と、
前記補正された基準時刻に基づいて前記車両時計局に時刻補正を行わせるための第1の時刻補正情報メッセージを生成するメッセージ生成部と、
を備え、
前記車両時計局は、
前記列車時計局から送信された前記第1の時刻補正情報メッセージに基づいて自局の時刻補正を行う時刻補正部と、
前記補正された自局の時刻に基づいて前記補正情報待ち受け局に時刻補正を行わせるための第2の時刻補正情報メッセージを生成するメッセージ生成部と、
を備え、
前記補正情報待ち受け局は、
前記車両時計局から送信された前記第2の時刻補正情報メッセージに基づいて自局の時刻補正を行う時刻補正部と、
を備え、
前記第1の時刻補正情報メッセージおよび前記第2の時刻補正情報メッセージを所定の周期で定期的に送信することを特徴とする時刻同期システム。 - 前記第1の時刻補正情報メッセージの送信周期と、前記第2の時刻補正情報メッセージの送信周期とが異なるように設定されていることを特徴とする請求項1に記載の時刻同期システム。
- 前記第1の時刻補正情報メッセージの送信周期が、前記第2の時刻補正情報メッセージの送信周期よりも短く設定されていることを特徴とする請求項1に記載の時刻同期システム。
- 前記基準時刻は、GPS受信器を通じて取得した時刻情報であることを特徴とする請求項1に記載の時刻同期システム。
- 列車を構成する各車両ごとに配置される監視制御装置同士を結ぶ車両間ネットワークおよび前記各車両に搭載される車載機器と前記各監視制御装置とを結ぶ車両内ネットワークにおけるそれぞれの通信機能を活用し、前記各監視制御装置同士および前記各監視制御装置と前記車載機器との間の時刻同期をとる時刻同期方法であって、
階層構造の最上位に位置付けられ、前記列車の基準時刻を付与するべく前記列車内における前記各監視制御装置の中から選択された列車時計局と、
前記階層構造の中位に位置付けられ、前記列車内における前記各監視制御装置の中から選択された車両時計局と、
前記階層構造の最下位に位置付けられ、前記列車時計局および前記車両時計局の何れにも選択されていない前記各監視制御装置および前記車載機器をもって構成される補正情報待ち受け局と、
を設定するステップと、
前記列車時計局によりなされるステップとして、
任意に取得した時刻情報を前記基準時刻として自局の時刻補正を適宜行うステップと、
前記補正された基準時刻に基づいて前記車両時計局に時刻補正を行わせるための第1の時刻補正情報メッセージを生成するステップと、
前記生成された第1の時刻補正情報メッセージを前記車両時計局に送信するステップと、
を含み、
前記車両時計局によりなされるステップとして、
前記列車時計局から送信された前記第1の時刻補正情報メッセージを受信するステップと、
前記第1の時刻補正情報メッセージに基づいて自局の時刻補正を行うステップと、
前記補正された自局の時刻に基づいて前記補正情報待ち受け局に時刻補正を行わせるための第2の時刻補正情報メッセージを生成するステップと、
前記生成された第2の時刻補正情報メッセージを前記補正情報待ち受け局に送信するステップと、
を含み、
前記補正情報待ち受け局によりなされるステップとして、
前記車両時計局から送信された前記第2の時刻補正情報メッセージを受信するステップと、
前記第2の時刻補正情報メッセージに基づいて自局の時刻補正を行うステップと、
を含み、
前記第1の時刻補正情報メッセージおよび前記第2の時刻補正情報メッセージを所定の周期で定期的に送信することを特徴とする時刻同期方法。 - 前記第1の時刻補正情報メッセージの送信周期と、前記第2の時刻補正情報メッセージの送信周期とが異なるように設定されていることを特徴とする請求項5に記載の時刻同期方法。
- 前記第1の時刻補正情報メッセージの送信周期が、前記第2の時刻補正情報メッセージの送信周期よりも短く設定されていることを特徴とする請求項5に記載の時刻同期方法。
- 前記基準時刻は、GPS受信器を通じて取得した時刻情報であることを特徴とする請求項5に記載の時刻同期方法。
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