KR101078578B1 - 정보 전송 시스템 - Google Patents

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게이지 이시다
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가부시키가이샤 히타치 하이코스
가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼
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Abstract

본 발명은, 다중 고장 시에도 계속 전송이 가능한 고 신뢰성의 정보 전송 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. 2개의 기간 전송로를 설치하고, 전송 단말기를 양방의 기간(基幹) 전송로와 접속한다. 송신 시에는 양 기간 전송로에 데이터를 송신한다. 각 전송 단말기는 항상 수신 상태를 체크한다. 만약 한쪽의 기간 전송로에서 데이터를 수신할 수 없는 경우에는, 중계 기능에 의해 다른 쪽의 기간 전송로를 흐르는 데이터를 한쪽의 기간 전송로에 중계시킨다.

Description

정보 전송 시스템{INFORMATION TRANSMITTING SYSTEM}
본 발명은 전송로 상의 고장 시의 정보 전송 시스템에 관한 것이다.
최근의 네트워크 기술의 발전에 수반하여, 다양한 분야에서 네트워크에 의한 정보 전송이 실용화되고 있다. 그 중에는 철도 차량과 같은, 고장 시 영향이 매우 커서, 고도의 신뢰성이나 안정성이 요구되는 분야도 포함되고 있다. 이 때문에, 다중 고장이 발생한 경우에도 전송을 중단하지 않는, 고 신뢰성의 정보 전송 시스템이 요구되고 있다.
다중 고장에 대해서도 전송을 계속할 수 있도록 한 전송 기술로서는, 범용의 네트워크 기술 이더넷에서의, 루틴이나 스패닝 트리 알고리즘이 있다. 또한, 철도 차량용 네트워크 기술로서 특허 문헌 1이 있다.
특허 문헌 1의 기술에서는, 각 차량 내의 각각 2대의 전송국을 설치하고, 각 차량의 전송국을 제1 전송로로서 루프 접속함과 함께, 각 차량 내의 2대의 단말기 사이를 제2 전송로로서 접속하고 있다. 제1 전송로에 장해가 발생한 경우, 제2 전송로에 의해 우회로를 형성하여 전송을 계속한다.
<특허 문헌 1> : 일본특개 평11-154891호 공보(요약 제외, 전체)
루틴이나 스패닝 트리 알고리즘은 범용 기술로서 개발되었기 때문에, 복잡한 네트워크 구성의 경우나, 대규모의 네트워크에서도 동작 가능한 우수한 기술이다. 게다가, 널리 보급되어 있기 때문에, 저 비용으로 네트워크를 구성할 수 있다. 그러나, 라우터끼리 혹은 스위칭 허브끼리 정보를 교환하면서 동작하기 위해 장해를 검지하고나서, 새로운 경로를 선택하기까지 수십초에서 수분의 시간이 걸린다. 이 때문에, 이 기술을 빠른 제어 응답이 요구된 용도, 예를 들면 철도의 차량 정보 전송 시스템에 응용하는 것은 곤란하다.
특허 문헌 1에 기재된 기술도, 용장성 경로를 준비하고, 장해 시에 경로를 선택한다는 점에서 상기한 기술과 마찬가지이다. 이 기술에서는 루프 구성을 위해, 정보의 전송 경로는 시계 방향과 반시계 방향의 2개가 존재한다. 이 때문에, 한 군데에서 장해가 발생해도, 어느 한 경로에서 전송이 가능하다. 복수의 개소에서 장해가 발생한 경우에 비로소, 우회로를 경유하여 정보를 전송하게 된다. 단선에 의한 장해를 고려하면 단선 개소의 양 측의 우회로를 동작시킬 필요가 있으며, 2개소의 단선에서는 4개소의 우회로(인접한 단선으로는 3개소의 우회로)가 동작하게 된다. 동작시키는 우회로와 접속된 단말기는 장해 정보를 공유할 필요가 있으며, 이들 단말기 사이에서 정보 교환이 필요하다. 또한, 동작하는 것은 다중 장해의 경우이며, 장해가 발생한 경우에, 단 장해인지, 다중 장해인지 확인할 필요도 있다. 그 때문에, 이 기술에서도 장해의 복구에는 시간이 걸리게 된다.
또한, 네트워크의 토폴로지를 고려하면, 2중 장해의 경우, 장해 개소를 경계로 3개의 작은 루프가 형성되고, 루프끼리 접속되는 복잡한 구성으로 된다. 이 때문에, 장해 시에 어떤 경로에서 정보를 전송할 지는 매우 복잡하게 된다. 이와 같이, 종래 기술에서는, 전송 제어가 특수하게 되기 때문에, 범용의 네트워크 기술을 응용하여 구성하는 것은 어려우며, 독자적인 네트워크로 되기 때문에, 비용이 높아지는 문제도 있다.
본 발명의 목적은, 간단한 구성으로, 전송로 상의 2중 장해 시에도 전송을 계속할 수 있는 고 신뢰성을 갖는 정보 전송 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명은 그 일면으로서, 2개의 전송로와, 이들의 전송로와 접속되며 서로 정보 전송 가능한 복수의 전송 단말기를 구비하는 정보 전송 시스템에 있어서, 전송 단말기는 동일 발신원으로부터 송신된 동일 정보를, 2개의 전송로를 통하여 독립하여 수신함과 함께, 동일 정보를 2개의 전송로 중 어느 한 쪽으로부터만 수신하고 있는 것을 검출한 경우, 이 수신 정보를 수신하고 있지 않은 다른 쪽의 전송로로 송신하는 것을 특징으로 한다.
이에 의해, 한쪽의 전송로로부터 수신할 수 없는 경우, 다른 전송로로부터 수신한 데이터를 한쪽의 전송로로 중계할 수 있으며, 간단한 구성으로 네트워크 상의 복수 개소의 고장에 대해서도 전송을 계속할 수 있는 고 신뢰성의 네트워크를 구축할 수 있다.
본 발명의 기타 목적 및 특징은 이하의 실시예의 설명에서 알 수 있다.
본 발명에 의하면, 간단한 구성으로 전송로 상의 2중 장해 시에도 전송을 계속할 수 있는 고 신뢰성의 정보 전송 시스템을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 철도 차량용 정보 전송 시스템의 구성도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 의한 차량 내부의 기기의 접속 구성도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 의한 차량용 정보 전송 시스템의 고장 시의 데이터의 흐름도.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 의한 차량용 정보 전송 시스템의 전송 단말기 개략 구성도.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에서의 전송 단말기에 의한 데이터 수신 처리 흐름도.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에서의 전송 단말기의 상태 테이블도.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에서의 차량 분할 시의 정보 전송 시스템 구성도.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 의한 철도 차량용 정보 전송 시스템의 구성도.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 의한 철도 차량용 정보 전송 시스템의 구성도.
도 10은 본 발명의 제6 실시예에 의한 철도 차량용 정보 전송 시스템의 구성도.
도 11은 본 발명의 제7 실시예에 의한 철도 차량용 정보 전송 시스템의 구성도.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 철도 차량용 정보 전송 시스템의 구성도를 도시한다. 차량(1)으로부터 차량(4)의 각 차량에는 각각 전송 단말기(11, 12, 21, 22, 31, 32, 41, 42)가 설치되어 있다. 각 차량(1∼4)의 전송 단말기의 용장성을 확보하기 위해 이중 계통으로 하고 있으며, 도 1의 상측에 도시한 단말기(11∼41)는 1계통 네트워크를 구성하고, 하측에 도시한 단말기(12∼42)는 2계통 네트워크를 구성하고 있다. 이들 전송 단말기(11∼41 및 12∼42)는 각각 차량 사이를 연결하는 1계통 기간 전송로(51) 및 2계통 기간 전송로(52)의 양방과 접속되고, 전송 단말기 사이에서의 데이터 전송이 가능하다. 각 전송 단말기를 양 기간 전송로(51, 52)와 접속하기 위해, 각각 집선 장치(허브라고도 함 : 611∼641 및 612∼642)를 이용하고 있다. 각 전송 단말기(11∼41 및 12∼42)에는 차량 내의 복수의 기기가 접속되어 있지만, 도 1에서는 생략하고 있다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 의한 철도 차량용 정보 전송 시스템에서의 차량 내의 기기의 접속 구성도이다. 여기에서는, 차량(3)을 예로 들어 도시하고 있다. 배선의 용이성을 꾀하기 위해, 2개의 지선 전송로(71, 72)를 이용하여 기기를 접속하고 있다. 지선 전송로(71)는 저부 하측에 배치되는 인버터(8)나 브레이크(9) 등의 기기를 접속하고, 지선 전송로(72)는 저부 하측에 배치되는 표시기(14), 방송 장치(15), 도어(16), 및 공조기(17) 등의 기기를 접속하고 있다. 또한, 기간 전송로(51, 52)의 일부에 단선 등의 고장이 발생한 경우에도, 어느 한쪽의 전송 단말기(31) 또는 전송 단말기(32)와는 통신이 가능하도록, 전송 단말기(31 및 32)를 지선 전송로(71 및 72)의 양 단에 배치하고, 중간에 각 기기를 접속하고 있다. 차량 내의 기기는 지선 전송로(71, 72)와 집선 장치(631, 632) 및 기간 전송로(51, 52)를 경유하여, 상호 지령값이나 상태 정보 등을 전송하는 것이 가능하다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 의한 철도 차량용 정보 전송 시스템에서, 복수의 단선 고장이 발생한 경우의 전송 단말기 사이의 데이터의 흐름을 도시한 도면이다. 여기서, 데이터의 발신원은, 차량(1)의 1계통 전송 단말기(11)로 한다. 발신원인 전송 단말기(11)는 양 기간 전송로(51 및 52)에 데이터를 송신한다. 고장이 발생하지 않으면, 1계통 전송 단말기(21∼41) 및 2계통 전송 단말기(12∼42)는, 양 기간 전송로(51, 52)를 통하여 각 전송 단말기의 상하 2방향으로부터 동일한 데이터를 수신한다. 이와 같이, 각 전송 단말기는 2방향으로부터 동일한 데이터를 수신한 경우에는, 네트워크가 정상적이라고 간주하여, 중계 처리는 행하지 않는다. 그러나, 한쪽으로부터만 수신하고, 다른 쪽으로부터의 수신이 없는 수신 상태를 체크하는 기능을 갖추고, 한쪽의 기간 전송로로부터의 수신 데이터를 다른 쪽의 기간 전송로로 송신하는 중계 수단(기능)을 포함하고 있다.
여기서, ×로 나타낸 1계통 기간 전송로(51)에서의 차량(2)과 차량(3) 사이 및 2계통 기간 전송로(52)에서의 차량(1)과 차량(2) 사이에서 단선이 발생하였다고 하자. 이 상태에서는, 1계통 기간 전송로(51)에서는 차량(3)과 차량(4)에 데이터를 전송할 수 없으며, 2계통 기간 전송로(52)에서는 차량(2∼4)의 전송 단말기에 데이터를 전송할 수 없게 된다. 이 때문에, 차량(3)과 차량(4)에는 차량(1)으로부터의 정보가 어떤 기간 전송로를 통해서도 전달되지 않으므로, 중대한 장해가 된다.
이 실시예에서는, 각 전송 단말기에 수신 상태의 체크 기능 및 데이터의 중계통 기능을 갖추어, 이러한 다중 고장에서도 통신의 중단을 회피한다. 우선, 각 전송단말기는 상기한 바와 같이 한쪽으로부터만 수신하고 있는 것에 반응하여 동작하는 수신 상태의 체크 기능을 갖고, 또한 이 체크 기능이 작용한 것에 반응하여, 한쪽의 기간 전송로로부터의 수신 데이터를 다른 기간 전송로로 송신하는 중계 기능을 갖게 한다. 이 때문에, 차량(2)의 2계통 전송 단말기(22)에서는 1계통 기간 전송로(51)로부터만 수신하고 있는 것에 반응하여 동작하는 수신 상태의 체크 기능에 의해, 그 수신 데이터를 2계통 기간 전송로(52)로 송신(중계)한다. 이에 의해, 1계통 전송 단말기(21∼41), 2계통 전송 단말기(32와 42)는, 2계통 기간 전송로(52)를 통하여 2계통 기간 전송로(52)로부터의 데이터를 수신할 수 있다.
마찬가지로, 차량(3)의 1계통 전송 단말기(31)에서는 수신 상태 체크 기능에 의해, 1계통 기간 전송로(51)에서 전송 단말기(11)로부터의 통신이 중단된 것을 검지한다. 그러면, 이것에 반응하는 데이터의 중계 기능에 의해, 2계통 기간 전송로(52)를 통하여 수신한 전송 단말기(11)로부터의 정보를 1계통 기간 전송로(51)로 송신(중계)한다. 이에 의해, 전송 단말기(32, 41 및 42)는 1계통 기간 전송로(51)를 통하여 다른 한쪽으로부터의 데이터도 수신할 수 있다.
그 결과, 모든 전송 단말기가 이들의 상하 2방향 입력단으로부터, 동일한 데이터를 수신할 수 있으며, 이 예와 같은 네트워크 상의 다중 고장에 대해서도, 정상적인 데이터 전송을 속행할 수 있다.
이 제1 실시예에서는, 차량(1)과 차량(2) 사이의 2계통 기간 전송로(52)의 단선에 대해, 데이터를 중계하고, 양 기간 전송로로의 데이터 전송을 계속시키는 것은 전송 단말기(22)이다. 마찬가지로, 차량(2)과 차량(3) 사이의 1계통 기간 전송로의 단선에 대해, 데이터를 중계하여 양 기간 전송로로의 전송을 계속시키는 것은 전송 단말기(31)이다. 양 전송 단말기는 상호 독립적으로 동작하고 있으며, 상호 정보 교환 등을 할 필요는 없으므로, 자율적으로 전송을 계속할 수 있다. 여기서, 전송 단말기(31)가 중계하는 데이터는 전송 단말기(22)가 2계통 기간 전송로에 중계한 데이터이지만, 전송 단말기(31)는 중계된 데이터인지, 전송 단말기(11)로부터 직접 도달한 데이터인지 인식할 필요는 없다.
전송 단말기(11) 이외의 전송 단말기가 발신하는 데이터에 관해서도 마찬가지의 처리를 행한다. 각 전송 단말기는 발신원의 전송 단말기마다 수신 상태를 체크하고, 필요에 따라 데이터를 중계하는 것에 의해, 전송로에 다중 고장이 발생해도 모든 전송 단말기에 데이터의 전송을 계속할 수 있다.
차량수가 다른 경우나, 고장 개소가 더 많아진 경우도 마찬가지로 전송을 계속하는 것이 가능하다. 또한, 단속이 아니라, 집선 장치(허브)나 전송 단말기에서, 한쪽의 기간 전송로로의 송신 기능이 고장난 경우에도, 마찬가지로 수신 상태의 체크 기능과 데이터의 중계 기능에 의해 전송을 계속할 수 있다. 차량(1)과 차량(2) 사이의 2계통 기간 전송로(52)의 단선이 아니라, 집선 장치(612)의 고장이나, 발신원의 전송 단말기(11)가 2계통 기간 전송로(52)로 송신할 수 없는 고장의 경우에도, 마찬가지로 전송 단말기(22)가 데이터를 중계하여 전송을 계속하는 것은 용이하게 이해할 수 있다.
데이터 중계를 행하는 것은 이격된 전송 단말기라도 무방하고, 또한 1계통 및 2계통 중 어느 하나의 전송 단말기라도 무방하다. 여기서는, 데이터의 중계를 행하는 전송 단말기는, 중계가 가능한 전송 단말기 중, 단선 개소에 가장 가까운 전송 단말기로 하였다. 또는, 1계통 기간 전송로(51)에 중계하는 경우에는 1계통 전송 단말기로, 2계통 기간 전송로(52)에 중계하는 경우에는 2계통 전송 단말기로 하였다.
그 결정 방법을 상기한 예에서의 분단된 1계통 기간 전송로(51)의 우측 부분에서의 데이터 중계를 예로 들어 설명한다. 전송 단말기(31)와 전송 단말기(41)가 수신 상태의 체크 상태에 의해, 차량(1)과 차량(2)의 전송 단말기로부터의 통신의 중단을 검지한다. 이 후, 데이터 중계 처리를 행하지만, 처리의 개시까지의 동안에, 발신원과 자기 차량의 번호의 차이 등의 거리에 따른 우선 순위를 대기 시간의 형태로 설정하고 있다. 이 대기 시간에, 다른 전송 단말기가 데이터 중계를 개시한 것을 검지한 경우에는, 자기 단말기에 의한 데이터 중계 처리는 불필요하므로, 처리를 중지한다. 즉, 전송 단말기(31)가 먼저 데이터 중계 처리를 개시하고, 그것을 전송 단말기(41)가 인식하여, 전송 단말기(41)에서는 데이터 중계 처리를 행하지 않는다. 이에 의해, 데이터 중계가 가능한 전송 단말기 중에서, 단선 개소에 가장 가까운 전송 단말기가 데이터 중계를 행하게 된다. 이 방식은, 데이터의 중계 기능이 고장나도, 상기 대기 시간 경과 후, 자동적으로 다른 전송 단말기가 데이터를 중계하기 때문에, 보다 신뢰성이 높은 시스템을 구축할 수 있다.
그러나, 도 3의 1계통 기간 전송로의 고장은, 전송 단말기(31)와 전송 단말기(41)로부터 보면, 차량(1)과 차량(2)으로부터의 통신의 중단이 동시에 발생하고, 또한 자기 차량(3)과 자기 차량(4)으로부터 보면 동일 방향에 있다. 그 때문에, 동일한 고장에 의한 통신의 중단으로 판단하여, 앞서 설명한 대기 시간의 설정을 동일한 값으로 하는 것이 바람직하다. 즉, 전송 단말기(31)에서는 차량(1)과 차량(2)의 발신원 전송 단말기에 대하여, 차량 간격에 따라 각각 대기 시간 1과 대기 시간 2를 설정하도록 하지만, 보다 거리가 가까운 차량(2)에 대응하는 대기 시간 1을 먼 차량(1)의 전송 단말기에 대해서도 설정하는 것이다. 그에 의해, 차량(1)을 발신원으로 하는 전송 데이터를 중계하기까지의 대기 시간이 길어지는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상술한 제1 실시예에서는, 1계통 전송 단말기는, 2계통 기간 전송로(52)로부터 1계통 기간 전송로(51)로의 중계를 담당하고, 다른 한편, 2계통 전송 단말기는 1계통 기간 전송로(51)로부터 2계통 기간 전송로(52)로의 중계를 담당한다. 이 때문에, 각 단말기에서의 중계 방향은 한 방향만으로도 무방하므로, 각 전송 단말기의 내부 처리를 간략화할 수 있다.
기타 방식으로서는, 예를 들면 1계통 전송 단말기로부터의 데이터의 중계에는 1계통 전송 단말기를 이용하고, 2계통 전송 단말기로부터의 데이터의 중계에는 2계통 전송 단말기를 이용하는 방법이 있다. 이 경우에도, 다른 계통의 전송 단말기를 인식할 필요가 없으며, 역시 각 단말기에서의 중계의 방향은 한 방향만으로도 무방하므로, 마찬가지로 전송 단말기의 처리를 간략화 가능하다.
또한, 용장성을 확보하기 위해, 한쪽의 계통을 우선적으로 데이터 중계 동작시키고, 그것이 동작하지 않는 경우에 다른 한쪽의 계통을 동작시킬 수도 있다. 이 경우, 용장성은 향상되는 반면, 전송 단말기의 처리가 약간 복잡하게 된다. 어떤 방식으로 할지는 전송 단말기의 처리 능력이나 요구되는 용장도로부터 결정하는 것이 바람직하다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 의한 철도 차량용 정보 전송 시스템에서, 수신 상태의 체크 기능 및 데이터의 중계 기능을 갖춘 전송 단말기의 개략 구성도이다. 여기서는, 차량(3)의 전송 단말기(31)를 예로 들어 설명한다. 전송 단말기(31)는 기간 전송로(51, 52)와의 전송을 행하는 통신 제어부(18)와, 차량 내의 각 기기와의 통신을 행하는 기기 제어부(19)를 구비하고 있다.
통신 제어부(18)는 기간 전송로(51, 52)와 접속되는 각각의 송수신 처리부(20, 23)와, 이들 송수신 처리부를 제어하여 수신 상태의 체크 및 중계 처리를 행하는 마이크로 컴퓨터(24) 및 메모리(25)를 구비하고 있다. 메모리(25)는, 수신 상태의 체크나 중계 처리에서의 일시 기억 장치로서 사용되며, 후술하는 상태 테이블(253)을 구비하고 있다. 송수신 처리부(20, 23)와 마이크로 컴퓨터(24)는 버스(26)로 접속되어 있다.
기기 제어부(19)는 지선 전송로(71, 72)에 접속되는 송수신 처리부(27, 28)와, 데이터 처리를 행하는 마이크로 컴퓨터(29)를 구비하고 있다. 메모리(30)는 데이터 처리 시의 일시 기억 장치로서 이용된다. 송수신 처리부(27, 28)와 마이크로 컴퓨터(29)는 버스(33)로 접속되어 있다. 도 2에서 설명한 바와 같이, 지선 전송로(71 및 72)는 저부 하측 기기(8, 9) 및 저부 상측 기기(14∼17)에 각각 연결되어 있다.
통신 제어부(18)와 기기 제어부(19)의 내부 버스(26)와 내부 버스(33)는, 버스 브릿지(34)에 의해 접속되어 있으며, 상호 타이밍이 다른 양 제어부 사이에서의 정보의 교환이 가능하다. 이에 의해, 기기로부터 수신한 데이터를 가공하거나 혹은 그 상태에서 기간 전송로로 전송하거나, 기간 전송로로부터 수신한 정보를 필요한 기기로 전송하는 것이 가능하게 되어 있다. 여기서는, 데이터 처리에 마이크로 컴퓨터를 이용하고 있지만, 디지털 시그널 프로세서(DSP)나 게이트 어레이 등이어도 된다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예의 전송 단말기에 의한 데이터 수신 처리 흐름도이다. 여기서는, 1계통 전송 단말기(11∼41)에서의 처리만을, 특히 차량(3)의 1계통 전송 단말기(31)와 차량(4)의 1계통 전송 단말기(41)를 예로 들어 설명한다. 2계통 전송 단말기(12∼42)에서의 처리는, 이하의 설명에서 기간 전송로(51)와 기간 전송로(52)를 바꿔 생각하면 된다. 도 5의 동작을 설명하기 전에, 도 6의 상태 테이블을 설명해 둘 필요가 있다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에서의 수신 상태 체크 및 데이터 중계용 상태 테이블도로서, (a)는, 도 4의 전송 단말기(31)의 메모리(25) 내의 상태 테이블(253), (b)는 도시하지 않은 전송 단말기(41) 내의 상태 테이블(254)이다. 1계통 기간 전송로(51)로 전송되어 온 데이터의 발신원 전송 단말기마다, 수신이 있는 카운터, 수신이 없는 카운터, 중계 처리 필요 여부 플래그 및 중계 개시 대기 카운터의 항목을 마련한다. 초기 상태로서는, 상태 테이블의 모든 항목을 제로로 해 둔다. 수신이 있는 카운터는 데이터 수신마다, 발신원의 전송 단말기마다 1씩 증가시키고(갱신하고), 1 주기 예를 들면 10[㎳]마다 리세트한다. 수신이 없는 카운터는 수신이 있는 카운터를 1 주기마다 리세트할 때에, 수신이 있는 카운터가 제로라면 즉, 1 주기 동안에 수신이 없으면, 1씩 증가한다. 또한, 수신이 있는 카운터가 제로 이외에, 즉 1 주기 동안에 한번이라도 수신이 있었던 경우에는, 0으로 리세트한다. 중계 처리 필요 여부 플래그는 수신이 없는 카운터가 소정의 값, 예를 들면 3이상으로 된 경우에 1을 셋트하고, 1 주기 ×3회 동안, 수신이 없는 것을 검출하여, 중계 처리가 필요하다는 취지의 플래그를 설정한다. 또한, 수신이 있는 카운터가 0 이상으로 되면, 다시 0으로 리세트한다.
이어서, 중계 개시 대기 카운터는, 중계 처리 필요 여부 플래그를 1로 할 때에 소정값(예를 들면 1∼3)을 세트하고, 1 주기마다 1씩 감소시켜 간다. 그리고, 이 카운터의 내용이 제로가 되면, 중계 처리를 개시한다. 중계 개시 대기 카운터에 세트하는 값은, 발신원의 전송 단말기와 자기 전송 단말기와의 거리에 따른 값으로 하지만, 동일 방향의 복수의 발신원에 관해서는 더 작은 세트값으로 통일한다.
그런데, 도 5에서, 전원 투입에 의해 단계 501로부터 개시한다. 우선, 단계 502에서는 수신 처리의 개시로서 타이머를 개시시킨다. 이 타이머는, 1 주기 예를 들면 10[㎳]을 카운트하여 타임아웃한다. 후술하는 단계 510에서 이 타임아웃을 검지할 때까지, 단계 503∼510의 처리를 수회 예를 들면 3회 정도 반복한다.
단계 503에서, 1계통 기간 전송로(51)로부터 데이터를 수신하면, 단계 504에서, 상태 테이블의 발신원에 대응하는 수신이 있는 카운터의 수치에 1을 가산하는 갱신을 행한다. 그리고, 단계 505에서 수신한 데이터를 자기 전송 단말기(31)(또는 41) 내부의 기기 제어부(19)로 전달하는 등의 수신 데이터 처리를 행한다. 기기 제어부(19)에서는 이 데이터에 기초하여, 각 기기로 필요한 데이터를 전송한다.
이 수신 처리의 종료 후, 또는 단계 503에서 1계통 기간 전송로(51)로부터 데이터를 수신할 수 없었던 경우에는 수신이 있는 카운터의 갱신이 없는 상태에서 직접 단계 506에서 2계통 기간 전송로(52)로부터의 데이터의 수신 유무를 체크한다. 2계통 기간 전송로(52)로부터의 데이터를 수신하면, 단계 507∼509에서 중계 필요 여부의 판정과, 필요에 따라 중계 처리를 실행한다.
즉, 단계 507에서는 도 6의 상태 테이블을 참조하여, 발신원에 대응하는 중계 필요 여부 플래그가 1이고 중계 개시 대기 카운터가 0이면, 단계 508로 진행하여, 2계통 기간 전송로(52)로부터 수신한 데이터를 1계통 기간 전송로(51)로 송신한다. 동시에, 해당 발신원으로부터의 데이터는 1계통 기간 전송로로부터는 얻어지지 않는 것으로, 2계통 기간 전송로로부터 수신한 데이터를 자기 전송 단말기(31)(또는 41) 내부의 기기 제어부(19)로 전달하는 등의 데이터 처리를 행한다. 기기 제어부(19)에서는 이 데이터에 기초하여, 각 기기로 필요한 데이터를 전송한다. 상태 테이블이 상기 이외의 경우에는, 단계 509로 진행하여, 수신 데이터를 파기한다. 그 후 단계 510에서 타이머의 타임아웃이 발생할 때까지 이상의 처리를 반복한다.
1 주기 10[㎳]이 경과하여, 단계 510에서 타임아웃이 발생하면, 단계 5111에서 상술한 수신이 없는 카운터의 갱신 처리를 행한다. 즉, 발신원마다 수신이 있는 카운터를 조사하여 값이 0인 발신원에는 대응하는 수신이 없는 카운터의 수치를 1증가시킨다. 수신이 있는 카운터가 제로 이외의 발신원에는 수신이 없는 카운터를 0으로 리세트한다. 이에 의해, 수신이 없는 카운터의 수치는 대응하는 발신원으로부터, (타이머의 주기) ×(수신이 없는 카운터의 수치)의 주기만큼, 수신이 없는 것을 나타내게 된다. 동시에, 다음 회의 주기의 처리에 대비하여, 모든 수신이 있는 카운터를 0으로 리세트한다. 이어서, 단계 512에서는 상술한 중계 필요 여부 플래그의 갱신 및 중계 개시 대기 카운터의 갱신 처리를 행한다. 즉, 도 6과 같이 수신이 없는 카운터의 값이 소정의 값(예를 들면 3) 이상으로 된 발신원에 대응하는 중계 필요 여부 플래그를 1로 설정하고, 수신이 없는 카운터가 0인 발신원에 대해서는 중계 필요 여부 플래그를 0으로 셋트한다. 중계 필요 여부 플래그를 1로 설정할 때에는, 동시에 상술한 요령으로 중계 개시 대기 카운터에 값을 설정한다. 그 후 단계 513에서 타이머를 리세트하여 다음 주기의 수신 처리로 이행한다.
구체적인 예로서, 도 3과 같이 차량(2)과 차량(3)의 사이에서 1계통 기간 전송로(51)의 단선이 발생한 경우를 상정하여, 차량(3) 및 차량(4)의 1계통 전송 단말기(31 및 41)의 처리를 설명한다. 단선이 발생하면, 차량(1)과 차량(2)의 전송 단말기로부터의 데이터를 수신할 수 없게 되므로, 발신원 차량(1)과 발신원 차량(2)에 대응하는 수신이 있는 카운터가 갱신되지 않고, 1 주기 10[㎳]이상 수신이 없으면, 0인 상태로 된다. 또한, 수 주기에 걸쳐 수신이 계속 없으면, 1 주기마다 수신이 없는 카운터의 수치가 증가해 간다. 도 6에 도시한 바와 같이 수신이 없는 카운터의 내용이 소정의 값 3에 도달하면, 중계 필요 여부 플래그가 1로 된다. 여기까지는 도 3의 1계통 기간 전송로(51)의 고장 시에 양 전송 단말기(31)와 전송 단말기(41)에 대하여 동일하며, 도 6의 (a)와 (b)의 중계 필요 여부 플래그까지는 일치하고 있다.
그런데, 중계 필요 여부 플래그의 갱신과 동시에, 중계 개시 대기 카운터를 설정한다. 차량 간격에 따른 설정값은 도 6의 (a)에서는 발신원 차량(2)에 대해서는 1, 발신원 차량(1)에 대해서는 2로 되지만, 동일 방향의 복수의 발신원이므로, 더 작은 세트값1로 통일한다. 설정한 값은, 곧바로 중계 개시 대기 카운터 갱신 처리에 의해 0으로 갱신된다. 도 6의 (a)에서는 이 갱신의 상태를 「1 →0」로서 도시하고 있다.
이 때, 거의 동시에 차량(4)의 1계통 전송 단말기(41)에서도 통신의 중단을 검지하지만, 이쪽에서는 중계 개시 대기 카운터의 값은 차량 간격으로부터는 2와 3, 동일 방향의 발신원이므로 통일되어 2로 설정된다. 또한, 도 6의 (b)에 「2 →1」로 도시한 바와 같이, 중계 개시 대기 카운터 갱신 처리가 종료된 시점에서는 1로 되어 있다.
이 시점에서, 차량(3)의 1계통 전송 단말기(31)에서는 「중계 필요 여부 플래그가 1, 중계 개시 대기 카운터가 0」의 중계 개시 조건으로 된다. 따라서, 이 후 차량(3)의 1계통 전송 단말기(31)에서는 2계통 기간 전송로(52)로부터 수신한 차량(1) 및 차량(2)의 전송 단말기로부터의 발신 데이터를 1계통 기간 전송로(51)로 중계한다. 차량(4)의 전송 단말기(41)에서는 중계 필요 여부 플래그가 1로 되지만, 다음 주기에서 중계 개시 대기 카운터가 0으로 되기 전에 차량(3)의 1계통 전송 단말기(31)에서 중계한 데이터가 전달된다. 이 때문에, 도 6의 (b)의 수신이 있는 카운터의 내용이 제로 이외의 수치로 되고, 중계 필요 여부 플래그가 리세트되어 데이터 중계 처리는 행해지지 않는다.
만약 차량(3)에 어떠한 문제점이 발생하여, 데이터 중계 처리가 행해지지 않는 경우에는 전송 단말기(31)로부터의 중계 데이터는 전달되지 않는다. 따라서, 다음 주기에서도, 도 6의 (b)의 수신이 있는 카운터의 내용이 제로를 유지하며, 발신원 차량(1)과 발신원 차량(2)에 대응하는 중계 개시 대기 카운터의 내용이 제로로 되어, 차량(4)에서 데이터의 중계 처리가 행해진다.
차량(2)과 차량(3) 사이의 전송의 중단이 단선이 아니라, 접촉 불량 등에 의한 일시적인 것으로, 정상적인 데이터 전송이 재개된 경우에는 데이터 중계를 행하고 있는 차량에 있어서 중계 필요 여부 플래그가 리세트되어, 데이터 중계 처리는 정지한다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에서, 차량을 분할한 경우의 정보 전송 시스템의 구성도를 도시한다. 각 차량의 기기 구성은, 도 1과 기본적으로 모두 동일하기 때문에, 동일 부호를 붙여 중복 설명은 피한다. 분할한 경우에도, 1계통 및 2계통 기간 전송로(51, 52)가 각각 참조 부호 51-1, 51-2 및 52-1, 52-2로 분리되는 것만으로, 네트워크의 구성은 동일하다. 따라서, 분할 후에도, 데이터 중계 기능은 상술한 바와 마찬가지로 유효하게 기능한다. 또한, 차량을 재연결한 경우에도, 네트워크의 구성은 도 1과 동일하게 되돌아가며, 데이터 중계 처리는 유효하게 기능한다.
이와 같이, 본 실시예에서는 2개의 기간 전송로의 양방에 데이터를 흘리고 있으며, 고장에 의해 한쪽의 기간 전송로의 데이터가 도중에 중단되는 경우에는, 데이터 중계 기능에 의해, 다시 양방의 기간 전송로에 데이터가 흐르게 된다. 이 때문에, 다중 고장이 발생해도, 통신은 중단되지 않고 계속 가능하다. 또한, 고장 시의 중계 처리는 전송 단말기 사이에서의 정보 교환은 불필요하며, 모두 자율적으로 행해진다.
제1 실시예에서는 1계통 및 2계통 전송 단말기는 모두 1계통 및 2계통 기간 전송로(51 및 52)에 데이터를 전송하는 것으로 하였다. 그러나, 제2 실시예로서, 1계통 전송 단말기(11∼41)는 1계통 기간 전송로(51)로 데이터를 전송하고, 2계통 전송 단말기(12∼42)는 2계통 기간 전송로(52)로 데이터를 전송하도록 할 수도 있다. 즉, 도 3에서, 1계통 단말기(11)로부터 2계통 기간 전송로(52)로의 송신을 멈추고, 2계통 단말기(12)로부터 2계통 기간 전송로(52)로 송신하는 것이다. 이 때, 1계통 및 2계통 전송 단말기 사이에서 동기를 취하여 송신할 필요는 없다. 수신측의 전송 단말기에서는, 발신원의 차량마다 데이터의 수신 상태를 체크하고, 한쪽의 기간 전송로에서, 어느 한 차량으로부터의 데이터가 중단된 경우에, 다른 쪽의 기간 전송로에서 수신한 동일한 차량의 데이터를 한쪽의 기간 전송로에 중계하는 것과 마찬가지이다. 발신원의 전송 단말기의 계통만이 상이한 것으로 되지만, 데이터의 내용은 동일하며, 기기의 제어는 마찬가지로 행할 수 있다. 결과는, 차량(2∼4)에서 도 3과 완전히 동일하게 나타낼 수 있다.
본 제2 실시예에서는, 각 전송 단말기는 한 쪽의 기간 전송로에만 데이터를 송신하기 때문에 송신 처리의 간략화가 가능하다. 단, 각 차량에서 1계통 및 2계통의 각 전송 단말기의 데이터는 동일할 필요가 있으며, 전송 단말기의 내부 정보 등 전송 단말기마다의 고유 정보는 전송할 수 없다. 또한, 제1 실시예에서는 한쪽 계통의 전송 단말기가 동작하고 있으면, 기기 사이의 전송은 가능하며, 대기 이중 계통을 구성할 수 있지만, 제2 실시예에서는 양 계통은 항상 동작할 필요가 있다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 의한 철도 차량용 정보 전송 시스템의 구성도이다. 여기서 도 1과 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙이고, 중복 설명은 피한다. 상술한 제1 실시예와 다른 것은 각 차량(1∼4)에서 전송 단말기(112∼412)가 이중화되지 않고, 1 계통으로 구성되어 있는 점이다. 각 전송 단말기의 구성이나, 이들 전송 단말기가 수신 상태의 체크 기능과 데이터 중계 기능을 갖는 점, 전송 단말기에 차량 내의 각 기기가 접속되는 점 등은 제1 실시예와 마찬가지이다. 도 8에는 단선 고장이 발생한 경우의 전송 단말기 사이의 데이터의 흐름을 도시하고 있다. 데이터의 발신원은 차량(1)의 전송 단말기(112)로 하고 있다. 그리고, ×로 나타낸 1계통 기간 전송로(51)의 차량(2)과 차량(3) 사이, 및 2계통 기간 전송로(52)의 차량(1)과 차량(2) 사이에서 단선이 발생한 것으로 한다. 전송 단말기(112)는 양 기간 전송로(51, 52)에 데이터를 송신한다. 고장이 발생하지 않으면, 각 전송 단말기(212∼412)는 양기간 전송로(51, 52)의 쌍방으로부터 이들 데이터를 수신한다. 도시하는 단선이 발생한 경우에는, 우선 차량(2)의 전송 단말기(212)에서는 수신 상태의 체크 기능에 의해, 2계통 기간 전송로(52)에서 전송 단말기(112)로부터의 통신이 중단된 것을 검지한다. 그러면, 데이터의 중계 기능에 의해 1계통 기간 전송로(51)로부터 수신한 차량(1)의 송신 데이터를 2계통 기간 전송로(52)로 송신한다. 이에 의해, 전송 단말기(212∼412)는 2계통 기간 전송로(52)를 통하여 전송 단말기(112)의 데이터를 수신할 수 있다. 마찬가지로, 차량(3)의 전송 단말기(312)에서는 수신 상태 체크 기능에 의해, 1계통 기간 전송로(51)에서 전송 단말기(112)로부터의 통신이 중단된 것을 검지하고, 2계통 기간 전송로(52)에서 수신한 전송 단말기(11)의 송신 데이터를 1계통 기간 전송로(51)로 송신한다. 이에 의해, 전송 단말기(412)는 1계통 기간 전송로(51)를 통하여 데이터를 수신할 수 있다.
본 실시예에서는, 각 차량의 전송 단말기는 1 계통이며, 장치 구성은 제1 실시예보다 간단하게 된다. 다중화되어 있지 않은 만큼 전송 단말기의 고장에 대한 신뢰성은 떨어지지만, 네트워크는 2중 계통이며, 데이터의 중계 기능이 있기 때문에 제1 실시예와 마찬가지로 고 신뢰화되고 있다.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 의한 철도 차량용 정보 전송 시스템의 구성도이다. 여기서, 도 1과 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙여, 중복된 설명은 피한다. 단, 도 9에서는 3량 편성으로 하고 있다. 각 차량(1∼3)에는 어느 한쪽의 기간 전송로에만 접속된 전송 단말기(11∼31, 12∼32) 외에 중계 단말기(103∼303)가 설치되어 있다. 이들 중계 단말기에는, 상술한 수신 상태의 체크 기능 및 데이터의 중계 기능이 설정되어 있다. 따라서, 이들 중계 단말기(103∼303)에서, 한쪽의 기간 전송로로부터 데이터가 도달하지 않는 경우에는, 다른 쪽의 기간 전송로로부터 수신한 데이터를, 한쪽의 기간 전송로로 중계한다. 도 9에는, 도 3과 동일한 단선 고장이 발생한 경우의 전송 단말기 사이의 데이터의 흐름을 도시하고 있다. 도 3과 다른 것은, 이들 중계 기능이 전송 단말기(11∼31, 12∼32)로부터 중계용 단말기(103∼303)로 이행된 것 뿐이며, 그 작용은 용이하게 이해할 수 있다.
본 실시예에서는, 각 기기와 기간 전송로 사이에서 데이터를 송수신하는 전송 단말기와, 데이터의 수신 상태를 체크하여 고장 시에 데이터를 중계하는 중계 단말기를 분리하여 구성하고 있다. 이 때문에, 제1 실시예와 비교하면, 장치 구성은 복잡하게 되지만, 각 단말기의 처리 내용은 간단하게 되어 있다.
이 실시예에서는, 전송 단말기(11)는 1계통 기간 전송로(51)로 데이터를 송신하고, 동일한 차량(1)의 전송 단말기(12)가 2계통 기간 전송로(52)에 데이터를 송신하는 것으로 하였다. 제5 실시예로서, 도 9에서 중계 단말기(103)가 1계통 기간 전송로(51)의 전송 단말기(11)로부터의 송신 데이터를 수신하고, 그대로 2계통 기간 전송로(52)에 중계하도록 할 수 있다. 이에 의해 양 기간 전송로(51, 52)에 전송 단말기(11)의 데이터가 흐르게 된다. 이 경우, 중계 단말기(103)의 바로 아래에 도시하는 화살표가 하향으로 변할 뿐으로, 도시하는 고장에 대한 차량(2, 3)으로의 데이터의 흐름은 완전히 동일하게 된다.
상술한 제4 실시예에서는, 각 차량에서 1계통 및 2계통의 각 전송 단말기의 데이터는 마찬가지일 필요가 있었지만, 본 실시예에서는 1계통 및 2계통의 데이터는 마찬가지일 필요는 없으며, 전송 단말기의 내부 정보 등 전송 단말기마다의 고유의 정보도 전송할 수 있다. 또한, 1계통 및 2계통 중 어느 하나가 동작하면 차량 내의 기기 정보는 전송 가능하고, 대기 2중 계통을 구성할 수 있다. 한편, 제4 실시예에서는 양 계통이 동작할 필요가 있다.
도 10은 본 발명의 제6 실시예인 철도 차량용 정보 전송 시스템의 구성도이다. 도 9와 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙이고, 중복 설명은 피한다. 제5 실시예와 다른 것은 각 전송 단말기가 양방의 기간 전송로와 접속되어 있는 점이다. 데이터의 발신원은 차량(1)으로 하고, 마찬가지의 단선 고장이 발생한 경우의 전송 단말기 사이의 데이터의 흐름을 나타내고 있다. 제5 실시예와 달리, 각 전송 단말기가 양 기간 전송로로 데이터를 송신하고 있으므로, 어느 한 전송 단말기가 동작하면, 그 차량의 기기의 데이터는 전송 가능하다. 이 때문에, 대기 이중 계통으로 할 수도 있다. 또한, 각 계통의 전송 단말기가 마찬가지의 데이터를 전송할 필요는 없으며, 각각의 내부 정보 등 상이한 정보를 전송하는 것도 가능하다.
도 11은, 본 발명의 제7 실시예인 철도 차량용 정보 전송 시스템의 구성도이다. 도 8과 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙이고, 중복 설명은 피한다. 단, 이 도 8에서는, 3량 편성인 경우의 구성도이다. 도 8과 상이한 것은, 각 차량(1∼3)에는 쌍방의 기간 전송로와 접속된 전송 단말기(112∼312) 외에, 중계 단말기(103∼303)가 설치되어 있는 것이다. 도 11에는, 지금까지와 동일한 단선 고장이 발생한 경우의 전송 단말기 사이의 데이터의 흐름을 도시하고 있다. 이들 중계 단말기에는, 도 9나 도 10에서 설명한 바와 마찬가지로, 수신 상태의 체크 기능 및 데이터의 중계 기능이 설정되어 있고, 한쪽의 기간 전송로로부터 데이터가 도달하지 않는 경우에는 다른 쪽의 기간 전송로로부터 수신한 데이터를 한쪽의 기간 전송로로 중계한다.
이상의 실시예에 따르면, 2개의 기간 전송로로 동일 데이터를 전송하고, 각 단말기에서 수신 상태를 체크하고, 한쪽의 기간 전송로로부터 수신할 수 없는 경우, 다른 쪽의 기간 전송로로부터 수신한 데이터를 한쪽의 기간 전송로로 송신(중계)한다. 이 때문에, 단선이나 기기 고장이 발생해도, 중계 기능에 의해 2개의 기간 전송로에의 전송을 계속한다. 따라서, 간단한 구성으로 네트워크 상의 복수 개소의 고장에 대해서도 전송을 계속할 수 있는 고 신뢰성의 네트워크를 구축할 수 있다.
1∼4 : 차량
11∼41 : 1계통 전송 단말기
12∼42 : 2계통 전송 단말기
51 : 1계통 기간 전송로
52 : 2계통 기간 전송로
611∼641 : 1계통 집선 장치
612∼642 : 2계통 집선 장치
71, 72 : 지선 전송로
18 : 통신 제어부
19 : 기기 제어부
20, 23, 27, 28 : 송수신 처리부
24, 29 : 마이크로 컴퓨터
25, 30 : 메모리
253, 354 : 상태 테이블
8, 9 : 저부 하측 기기
14∼17 : 저부 상측 기기

Claims (1)

  1. 복수 차량이 연결된 철도 차량의 정보 전송 시스템으로서,
    상기 복수 차량의 사이에서 정보 발신원으로부터 송신되는 동일한 정보를 각각 전송하는 2개의 전송로(51, 52)와,
    상기 복수 차량에 탑재되며, 인버터 장치, 브레이크 장치, 표시기, 방송 장치, 도어 장치, 공조 장치 중 적어도 어느 하나를 포함하는 차상 장치와,
    상기 차상 장치에 각각 접속되며, 또한 상기 2개의 전송로와 상기 정보를 송수신 가능하게 접속되는 복수의 전송 단말기
    를 구비하고，
    1량의 상기 차량에는, 각각 제1 및 제2 전송 단말기가 설치되며,
    상기 제1 전송 단말기는, 상기 한쪽의 전송로로부터 상기 정보를 수신하지 않는 경우에, 상기 다른 쪽의 전송로로부터 수신한 정보를 상기 한쪽의 전송로로 송신하는 중계 수단을 구비하고,
    상기 제2 전송 단말기는, 상기 다른 쪽의 전송로로부터 상기 정보를 수신하지 않는 경우에, 상기 한쪽의 전송로로부터 수신한 정보를 상기 다른 쪽의 전송로로 송신하는 중계 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 정보 전송 시스템.
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