TWI387265B - 鐵道車輛用通訊裝置 - Google Patents

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Masayuki Takeyama
Shogo Tatsumi
Minoru Yoshida
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Mitsubishi Electric Corp
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Description

鐵道車輛用通訊裝置
本發明係有關鐵道車輛用通訊裝置，其係設置於鐵道車輛內，提供鐵道車輛通訊系統之通訊功能。
以往，已存有鐵道車輛用通訊裝置，係構成為：構成控制部，具有載波感測多重存取(access)方式介面；交換集線器(switching hub)，將傳送路徑分歧；以及交換器(switch)，用以進行交換集線器之輸出輸入訊號的切離；其中，藉由交換器的連接及切離而控制傳送路徑之上傳下傳方向的通訊狀態，而認知列車內之通訊機械的構成、連接狀態(例如下述專利文獻1)。
於該專利文獻1所示的鐵道車輛用通訊裝置中，係使用於通訊裝置間以1：1通訊構成的交換集線器而進行障礙的迴避，並且防止因沒有主通訊裝置而使車輛內之通訊停止，而提昇系統的可靠性。
[專利文獻1]日本特開2005-117373號公報
然而，於前述專利文獻1所示的鐵道車輛用通訊裝置中，雖有對於構築於車輛內或車輛間的傳送路徑或機器之障礙的考慮，但並未有關於傳送路徑之訊號品質的考慮，因而產生了傳送資料是否確實地傳達至其他車輛的通訊裝置，或傳送資料之重送頻率是否增加而導致傳送速度降低 等疑慮。
本發明係有鑑於上述問題而研發者，其目的為提供一種鐵道車輛用通訊裝置，確保對於訊號品質低的傳送路徑之適合性，且使資料傳送的確實性提昇。
為了解決前述課題而達成目的，本發明之鐵道車輛用通訊裝置，係進行在構築於鐵道車輛之各車輛間的車輛間網路流通的第1傳送訊號、以及在構築於該各車輛內的車輛內網路流通的第2傳送訊號之各種傳送處理，該鐵道車輛用通訊裝置係具有：節點裝置，設置於前述車輛，係具有：第1訊號變換器及第2訊號變換器，係進行前述第1傳送訊號與前述第2傳送訊號之間相互的訊號變換及傳送速度變換；以及第2層交換器，係介置於該第1訊號變換器與該第2訊號變換器之間，而分別與該第1、第2訊號變換器連接；以及第1控制器，係連接至前述第2層交換器，控制前述車輛間網路與前述車輛內網路間之訊號傳送；前述第1訊號變換器係將從鄰接於自身車輛的一方之車輛間網路接收的前述第1傳送訊號變換為前述第2傳送訊號而送出至前述第2層交換器，並且將從前述第2層交換器接收的前述第2傳送訊號變換為前述第1傳送信號而送出至前述一方之車輛間網路；前述第2訊號變換器係將從鄰接於自身車輛的另一方之車輛間網路接收的前述第1傳送訊號變換為前述第2傳送訊號而送出至前述第2層交換器，並且將從前述第2層交換器接收的前述第2傳送訊 號變換為前述第1傳送信號而送出至前述另一方之車輛間網路。
依據本發明之鐵道車輛用通訊裝置，由於係構成為：在連接第1控制器的第2層交換器連接有進行第1傳送訊號與第2傳送訊號之間的相互的訊號變換的第1、第2訊號變換器，故可獲得確保對於訊號品質低的傳送路徑之適合性，且使資料傳送之確實性提昇的效果。
以下，針對本發明之鐵道車輛用通訊裝置之適合的實施形態根據圖式詳細地進行說明。又，以下之實施形態並非用以限定本發明者。
(鐵道車輛通訊系統之概要)
首先，針對搭載有鐵道車輛用通訊裝置的鐵道車輛用通訊系統之概要進行說明。第1圖為示有搭載了本發明之較佳實施形態的鐵道車輛用通訊裝置的鐵道車輛通訊系統之概略構成的圖。於同圖所示之例子中，以兩輛為單位所連結的車輛群11-1(Married_Pair_1)以及車輛群11-2(Married_pair_2)係經介自動聯結器(Automatic Coupler)12連接而構成鐵道車輛10，於鐵道車輛10之各車輛係搭載了具有節點(Node)裝置15、以及為第1控制器的網路控制器16的鐵道車輛用通訊裝置14(14-1，14-2)。搭載於各車輛的鐵道車輛用通訊裝置14係經介傳送路徑17而連接，且構成鐵道車輛10中的屬於雙重系統(冗餘系統)網路 的車輛間網路(TN-1，TN-2)。又，於各車輛內，雖構成與車輛間網路相異的車輛內網路(CN)，但該車輛內網路(CN)係經介網路控制器16而連接至車輛間網路(TN-1，TN-2)。
(鐵道車輛用通訊裝置之構成)
接著，針對鐵道車輛用通訊裝置之構成及連接形態進行說明。第2圖係表示本實施形態之鐵道車輛用通訊裝置之構成及連接形態的圖。於同圖中，鐵道車輛用通訊裝置20構成為具有：節點裝置21-1，構成雙重系(主系、從系)之一方；節點裝置21-2，構成雙重系之另外一方；網路控制器22-1、22-2，分別與節點裝置21-1、21-2之各者連接。此外，於鐵道車輛用通訊裝置20內，係構成有各種介面電路/線路(序列線路23至25，平行介面電路26)。在此，序列線路23係為連接至自動聯結器27，且經介該自動聯結器27之電性接點而與相鄰接的其他車輛群之節點裝置進行通訊用的介面；序列線路24係與同一車輛群內之其他車輛的節點裝置進行通訊用的介面。兩者皆為擔負有上述之車輛間網路(TN-1，TN-2)之一通訊功能的構成部。另一方面，序列線路25及平行介面電路26係用以傳送行駛控制資訊(煞車指令、速度資訊、門之開關資訊)、或ATC之訊號資訊、其他運行資訊等至行駛控制台28之線路/電路，為擔負上述車輛內網路(CN)內之一通訊功能的構成部。
節點裝置21-1、21-2為分別獨立的節點裝置，節點裝置21-1係分別連接至序列線路23-1、24-1，節點裝置21-2係分別連接至序列線路23-2、24-2。於各節點裝置21間 的資料傳送係採用後述的HDLC訊號(第1傳送訊號)。另一方面，節點裝置21與網路控制器22係例如以10-BaseT的纜線連接。亦即，節點裝置21與網路控制器22之間的資料傳送係採用乙太網路(註冊商標)訊號(第2傳送訊號)。
又，作為節點裝置21與網路控制器22之間的網路介面，雖採用屬於CSMA/CD(載波感測多重存取/碰撞偵測，Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection)方式之一個連接方式的10-BaseT，但亦可採用其他連接方式。例如，CSMA/CD(載波感測多重存取/碰撞偵測)方式以外的CSMA/ACK(確認，Acknowledge)、CSMA/CA(碰撞避免，Collision Avoid)、CSMA/CD/ACK(Collision Detection/Acknowledge，碰撞偵測/確認)、CSMA/CD/MACK(Collision Detection/Monitor Acknowledge，碰撞偵測/監視器確認)、CSMA/NCACK(Non Collision Acknowledge，非碰撞確認)等各種載波感測多重存取方式，而使用適合該方式的訊號。但若選擇採用10-BaseT者，則可有效活用市面製品選擇性眾多而泛用性佳的優點、以及線路舖設容易、成本、大小也具有優勢的優點，而適合本系統。
此外，於各節點裝置21間之資料傳送可採用前述HDLC訊號以外者乃理所當然。但因HDLC訊號具有可藉由位元單位的資料傳送控制或CRC(循環冗餘檢查)而進行嚴密的失誤控制的優點，就作為可靠性佳的傳送控制方式而言適於本系統。
(節點裝置之構成)
接著，針對節點裝置之構成進行說明。第3圖為表示構成於鐵道車輛用通訊裝置內的節點裝置之構成的圖。於同圖中，節點裝置21係構成為具有：2個變換器(converter)31(31-1，31-2)、交換集線器(SW-HUB)32、4個旁路中繼器(bypass relay)33(33-1至33-4)以及2個旁路線34(34-1，34-2)。交換集線器32係例如可以採用標準的乙太網路(註冊商標)第2層(第2層交換器)者。
此外，作為變換器31之較佳的規格，可採用以下規格者。
(1)功能：第1層(物理層)/第2層(資料連結層)的訊號變換(HDLC/乙太網路(註冊商標))
(2)網路介面：10Base-T(或100Base-TX)
(3)序列連結介面：
(a)方式：施加DC偏壓電壓的AC耦合RS422方式(但可切換DC偏壓電壓的施加)
(b)差動電壓：2V(4Vp-p)
(c)訊框格式：HDLC(2.5Mbps)
(d)DC偏壓電壓：24V
旁路中繼器33例如可採用常時導通型的機械中繼器構成。藉由採用常時導通型的中繼器，於通常時係藉由朝中繼器的彈壓力而如圖示地使車輛間網路和變換器31連接。另一方面，在節點裝置21之故障時或異常時，失去朝中繼器的彈壓力而使車輛間網路與旁路線34連接，流動於 車輛間網路的資料係迂迴節點裝置21而傳達至鄰接的節點裝置。藉由該等旁路中繼器33以及旁路線34，可以防止節點裝置21之故障、異常等波及整個列車內之鐵道車輛通訊系統。又，旁路中繼器33係藉由於節點裝置21內具備的故障檢測手段而被控制。又，關於故障檢測手段之詳細將於後述。
(於本系統中的通訊協定)
接著，針對在鐵道車輛通訊系統中使用的通訊協定參照第3圖及第4圖進行說明。又，第4圖係表示本實施形態之鐵道車輛通訊系統中之網路階層的圖。
網路控制器(CPU/CNC)22與交換集線器32之間的通訊係採用乙太網路(註冊商標)(第2層)及10Base-T(第1層)。同樣地，於節點裝置21內，在交換集線器32與變換器31之間的通訊也採用乙太網路(註冊商標)(第2層)及10Base-T(第1層)。
另一方面，在相互鄰接的變換器31彼此的通訊中，係採用乙太網路(註冊商標)(第2層：LLC)HDLC(第2層：MAC)以及RS422(第1層)。亦即，如第4圖所示，乙太網路(註冊商標)訊框係藉由HDLC訊框而封包(capsule)化。
如上所述，於本實施形態之鐵道車輛通訊系統中，由於係提供根據如第4圖所示之協定階層的通訊環境，在網路控制器(CPU/CNC)間的上位層(網路層以上)中，可進行透通性(transparent)通訊，而可確保車輛內之連接機器、和與本系統連接的其他系統之機器間的高連接性。
(變換器的構成)
接著，針對變換器之構成進行說明。第5圖係表示變換器之構成的方塊圖。於同圖中，變換器31係構成為具有：乙太網路(註冊商標)收送訊電路51，具有脈衝變壓器(pulse transformer)55及乙太網路(註冊商標)控制器56；緩衝記憶體52，具有FIFO型記憶體57至59；HDLC收送訊電路53，具有HDLC控制器61、RS422收發機62、脈衝變壓器63(63-1，63-2)、及電容器64(64-1，64-2)；微處理器(MPU)66，為用以控制變換器31之各構成部的第2控制器；看門狗計時器(watchdog timer，以下簡稱WDT)67，用以監視微處理器66的動作；中繼器68，由微處理器66所激磁；交換器69，由中繼器68控制導通/關斷；以及電感線圈70，設於+24V DC線。
又，於第5圖所示的變換器31係具有以下之各種功能。
(1)速度變換功能
(2)訊息之中繼優先功能。
(3)於自動聯結器的接觸不良對策功能。
(4)故障檢測功能。
(5)傳送路徑狀態監視功能。
(6)連接形態自動認知功能。
以下，針對該等各項功能分別進行說明。
(速度變換功能)
於第5圖中，HDLC收送訊電路53係進行HDLC訊框的生成/解讀。此外，如上所述，HDLC訊框係將乙太網路(註 冊商標)訊框封包化而予以送訊。另一方面，乙太網路(註冊商標)收送訊電路51係進行乙太網路(註冊商標)訊框的生成/解讀，並且進行訊號速度的變換(HDLC收送訊電路側：10Mbps→2.5Mbps，交換集線器側：2.5Mbps→10Mbps)。又，進行如上之速度變換的理由則於下詳述。
如前所述，於乙太網路(註冊商標)訊框之傳送係採用10Base-T用的纜線(例如種類5等之雙絞線)。從而，傳送訊號的品質較高。另一方面，關於HDLC訊框的傳送，由於係經由連接車輛群間的自動聯結器，故如後所述，傳送訊號之品質會惡化。因此，於變換器31中將乙太網路(註冊商標)訊框變換至HDLC訊框之際，係進行從10Mbps朝2.5Mbps的速度變換。
(訊息之中繼優先功能)
於第5圖中，緩衝記憶體52係用以吸收前述傳送速度差的記憶體。構成緩衝記憶體52的FIFO型記憶體57為儲存送訊資料的記憶體，並儲存優先度較高的資料。另一方面，FIFO型記憶體58雖為儲存送訊資料的記憶體，但與FIFO型記憶體57不同，係記憶優先度較低的資料。此外，FIFO型記憶體59為儲存收訊資料的記憶體。在此，所謂儲存於FIFO型記憶體57的優先度較高的資料，係例如控制指令或重要故障等的監視資訊(Real time use；即時用途)。另一方面，儲存於FIFO型記憶體58的優先度較低的資料，為過去之駕駛紀錄等儲存資訊(Non Real time use；非即時用途)等。
此外，儲存於FIFO型記憶體57的優先度較高的資料，例如係採用UDP(第4層)予以傳送。另一方面，儲存於FIFO型記憶體58的優先度較低的資料，係例如使用TCP(第4層)予以傳送。因此，乙太網路(註冊商標)控制器56，可根據在上位層採用的傳送協定而進行優先度高/低的判斷。又，亦可不採用該等手法，而例如設置用以於資料訊框內識別優先度的欄位，並根據寫入該欄位的優先度資訊來判斷優先度的高低。
(於自動聯結器的接觸不良對策功能)
針對本功能，使用第6圖進行說明。在此，第6圖係作為使在自動聯結器的接觸不良對策功能而設的Fritting電路(以下稱「熔結電路」)動作時之狀態的圖。該燒結電路係由微處理器66、中繼器68、交換器69、電感線圈70、以及+24V DC電源所構成。燒結的目的為改善因在自動聯結器之接觸面的氧化皮膜所致的接觸不良。在自動聯結器之接觸面的氧化皮膜係會使在自動聯結器的接觸電阻增加，且使傳送訊號的品質劣化。另一方面，藉由於自動聯結器施加+24V DC電壓，可破壞氧化皮膜而使在自動聯結器的接觸電阻減少，藉此可以改善傳送訊號的品質劣化。其中，朝自動聯結器的+24V DC電壓的施加，係藉由微處理器(MPU)66激磁中繼器68而將交換器69控制成導通而進行。此外，對於自動聯結器的+24V DC電壓的施加，係進行至接收來自鄰接的變換器的訊號時為止，且在接收到來自鄰接的變換器的訊號後結束。此外，朝自動 聯結器的施加電壓並不限定為+24V，只要為可在預定之施加時間內將自動聯結器之氧化皮膜予以破壞的電壓即可，視自動聯結器之材質等而可設定任意的電壓。
(故障檢測功能)
針對本功能，使用第5圖進行說明。故障檢測功能為藉由於變換器31內所具備的WDT 67來實現者。亦即，變換器31可以自己檢測自己的故障。WDT 67具有計時器電路且監視微處理器66的動作。例如，在計時器電路逾時判斷微處理器66並未動作，而輸出控制旁路中繼器33用的控制訊號(FAULT訊號)而使車輛間網路連接至旁路線34(參照第3圖)。此外，WDT 67在變換器31之輸出不正常時，也會輸出FAULT訊號而使旁路中繼器33動作。如上所述，變換器31內的WDT 67係具有自足式的故障檢測功能。
(傳送路徑狀態監視功能)
針對本功能，使用第7圖進行說明。在此，第7圖為將監視傳送路徑狀態之際的封包流向示於對應於第5圖的構成圖上的圖。於第7圖中，微處理器66係監視從HDLC收送訊電路53流出的封包、和流入HDLC收送訊電路53的封包。由微處理器66所進行的封包之監視，可例如以遞增的序列號碼之狀態、或HDLC訊框之CRC為對象來進行。由微處理器66而進行的監視結果，係例如藉由RS232等序列線路而傳達至網路控制器(CPU/CNC)22。又，由網路控制器22所收集的監視資訊，可經由車輛內網路(CN)而顯示於 行駛控制台28(參照第2圖)之顯示器等。
(連接形態自動認知功能)
針對本功能，使用第8圖至第10圖進行說明。在此，第8圖為用以說明鐵道車輛之連接狀態及構成資訊之一連接例的圖；第9圖為表示在第8圖所示之連接形態中設定的車輛狀態資訊的圖；第10圖為表示在主系之網路中的連接形態之確定過程的圖。
(連接形態自動認知功能-鄰接節點的識別)
針對在連接形態自動認知功能的鄰接節點之識別動作，使用第8圖進行說明。又，鄰接節點之識別，係於將各裝置連接而電力開啟(power on)的狀態，亦即上線(on line)的狀態下進行。
首先，針對於第8圖所示的鐵道車輛之連接狀態及構成資訊進行說明。於第8圖中，由A-Car、B-Car構成的2輛連結的第1車輛群(Married_Pair_1)、與由A-Car、B-Car構成的2輛連結的第2車輛群(Married_Pair_2)，係以B-Car彼此相連的形式連接。亦即，係構成為：第1車輛群之節點編號為1的裝置、與第2車輛群之節點編號為2的裝置係連接至主系網路；第1車輛群之節點編號為2的裝置、與第2車輛群之節點編號為1的裝置係連接至從系網路。此外，於各車輛係賦予有車輛編號。例如，於第1車輛群之A-Car、B-Car係各自賦予有「1010」、「1011」；於第2車輛群之A-Car、B-Car係各自賦予有「2020」、「2021」。
於各節點裝置中，係藉由鄰接的變換器彼此間的收送訊而交換車輛編號以及變換器的ID編號(以下稱為「變換器ID編號」)。各網路控制器(CNC)，係從同一車輛內之4個變換器經介RS232C之介面取得該等車輛編號以及變換器ID編號之資訊。網路控制器係根據如上所述地收集到的資料而認知車輛的連接狀態。又，於第8圖中，係將由網路控制器所收集到的收集資料依各個ID編號予以顯示。例如，於網路控制器82-1之紀錄資料中，由於不存在有ID3及ID4的資訊，故可認知在具有ID3、ID4之編號的變換器什麼都沒有連接。此外，於網路控制器83-1的紀錄資料中，作為ID3收集有所謂「2021,2,4」的資料，而可認知於自身車輛之「變換器ID3」連接有「Married_Pair_2」的「B_Car(2021)」之「Node2」的「變換器ID4」。
(連接形態自動認知功能-車輛狀態資訊的設定)
針對連接形態自動認知功能的車輛狀態資訊的設定動作，使用第9圖進行說明。在認知了鐵道車輛之連接狀態及構成資訊後，各車輛的網路控制器(CNC)係設定以下所示的資訊做為各節點的車輛狀態。
(1)自身的節點編號以及車輛編號
(2)車輛群內鄰接節點(Intra-Pair_side)之
(a)車輛編號
(b)變換器ID編號(1至4之任一個數字)
(3)在車輛群間鄰接節點(Inter-Pair_side)的
(a)車輛編號
(b)變換器ID編號(1至4之任一個數字)
(4)用以識別車輛之端(End)的資訊(End：1)
在第9圖示有設定了關於前述(1)至(4)之資訊的車輛狀態資訊。例如，於「A-Car(1010)」之「Node1」並不存在有車輛群間鄰接節點(Inter-Pair_side)，故可認知其為位置於車輛之端(End)的節點。此外，於「B-Car(2021)」之「Node2」，可分別認知到於車輛群內鄰接節點(Intra-Pair_side)係連接有車輛編號「2020」之「變換器ID2」，以及於車輛群間鄰接節點(Inter-Pair_side)連接有「車輛編號1011」之「變換器ID3」。
(連接形態自動認知功能-連接形態的確定)
針對連接形態自動認知功能之細部功能的連接形態之確定動作，使用第10圖進行說明。又，於第10圖係示有第1車輛間網路(主系網路)的連接形態之確定過程。
此外，連接形態的確定係以以下步驟進行。
(1)首先，在決定主站(主車輛)的同時，設定主站之節點編號及車輛編號(步驟1)。又，關於主站之決定，例如若為連接至主系(從系)網路的節點，則只要將連接至該主系(從系)網路的節點編號中具有最小節點編號的車輛決定為主站即可。
(2)在步驟1所決定的主站之網路控制器(CNC)，係將車輛狀態資訊以UDP協定進行廣播。此時，所送訊的車輛狀態資訊係附加於在步驟1所生成的表示連接形態的訊框之後尾(步驟2)。
(3)接著，具有被附加於訊框之後尾的「節點編號」以及「車輛編號」之站的網路控制器(CNC)，係根據被保有的車輛狀態資訊，而與步驟2相同地將預定資訊以UDP協定進行廣播(步驟3、步驟4)。
(4)藉由在車輛間網路內的所有網路控制器(CNC)傳達車輛狀態資訊，認知在主系及從系車輛間網路的所有連接形態(步驟5)。
(IP位址的賦予)
接著，針對被設定於網路控制器(CNC)的IP位址使用第11圖及第12圖進行說明。在此，第11圖為表示本實施形態的鐵道車輛通訊系統中之IP位址體系之一例的圖；第12圖為在第8圖之構成圖上示有根據所設定的IP位址的通訊通道之一例的圖。又，如第12圖所示，於各網路控制器(CNC)中，分別各設定有2個IP位址(Node1側、Node2側)。
如第11圖所示，IP位址所需要的資訊為車輛編號(Car_Number)、節點編號(Node_Number)、以及ID編號(ID_in_a_car)。於該等資訊中，ID編號為用以識別網路控制器(CNC)的識別編號，在第11圖之例子中，係分別於「CNC1」設定有「0010」、於「CNC2」設定有「0011」。此外，節點編號為用以識別節點裝置的識別編號，在第11圖之例子中，係分別於「Node1」設定有「0」，於「Node2」設定有「1」。又，於本實施形態中，雖採用如第11圖所示的IP位址體系，但當然也可採用其他IP位址體系。
現在，考量從「B-Car(1011)」之「CNC1」經由「Node1」而朝「A-Car(2020)」之「CNC1」送訊預定資料的情形。在此情形中，雖需要「A-Car(2020)」之「CNC1」之節點編號的資訊，但從主系車輛間網路的連接形態之資訊(參照第10圖及第12圖)中，可知「A-Car(2020)」之「CNC1」之節點編號為「2」。因此，從「B-Car(1011)」之「CNC1」經由「Node1」而朝「A-Car(2020)」之「CNC1」送訊預定資料用的IP位址即成為如第12圖所示之IP位址。
如上所述，在搭載於各車輛的鐵道車輛用通訊裝置之各網路控制器中，係在與連接至車輛間網路的的各節點裝置之間的連接點設定有預定的IP位址，所期望的通訊即可使用該IP位址進行。因此，例如可僅於各節點裝置之交換集線器之閒置埠插入泛用的終端，即可進行與其他終端間的通訊和與連接至連接於車輛間網路的外部網路的終端間之通訊。此外，因係進行了根據標準規格之系統構築，故可以構成使用了既存的泛用協定和泛用應用程式的顯示裝置、監視裝置等，而可減低對於系統構築和系統維護的成本。
如以上所說明過的，依據本實施形態之鐵道車輛用通訊裝置，在連接至網路控制器的交換集線器，由於係構成為連接有進行HDLC訊號與乙太網路(註冊商標)訊號之間的相互訊號變換的第1、第2變換器，故可確保對於訊號品質較低的傳送路徑的適合性，而提昇資料傳送的確實性。
又，於本實施形態的鐵道車輛用通訊裝置中，雖以雙 重系構成網路控制器，但亦可構成為沒有冗餘系的單一構成。
於本實施形態中，雖以雙重系構成車輛間網路，但亦可為沒有冗餘系的單一構成。該情形中，節點裝置也成為單一的構成。此外，於該情形中，網路控制器並不需要為雙重系。
此外，於本實施形態的鐵道車輛用通訊裝置中，雖將乙太網路(註冊商標)訊號的傳送速度設為10Mbps、HDLC訊號的傳送速度為2.5Mbps，但亦可因應傳送路徑之情況而使HDLC訊號之傳送速度可變而訂為比2.5Mbps更大或更小。
此外，於本實施形態的鐵道車輛用通訊裝置中，雖構成有作為自動聯結器之接觸不良對策的燒結電路，但在不使用自動聯結器而構成通訊傳送路徑時，自然也不需要燒結電路。此外，即使在使用自動聯結器時，只要自動聯結器之材質對於燒結的耐性佳，且可藉以進行速度變換後的HDLC訊號確保充分的傳送品質時，則不需要燒結電路。
(產業上之可利用性)
如以上所述，本發明之鐵道車輛用通訊裝置作為可適用於鐵道車輛通訊系統中的訊號品質較低的傳送路徑的發明乃有用。
10‧‧‧鐵道車輛
11‧‧‧車輛群
12、27‧‧‧自動聯結器
14‧‧‧鐵道車輛用通訊裝置
16、82、83‧‧‧網路控制器
17‧‧‧傳送路徑
20‧‧‧鐵道車輛用通訊裝置
21‧‧‧節點裝置
21-1、21-2‧‧‧節點裝置
22‧‧‧網路控制器
22-1、22-2‧‧‧網路控制器
23、24、25‧‧‧序列線路
23-1、23-2、24-1、24-2‧‧‧序列線路
26‧‧‧平行介面電路
28‧‧‧行駛控制台
31‧‧‧變換器
32‧‧‧交換集線器
33‧‧‧旁路中繼器
34‧‧‧旁路線
51‧‧‧乙太網路(註冊商標)收送訊電路
52‧‧‧緩衝記憶體
53‧‧‧HDLC收送訊電路
55‧‧‧脈衝變壓器
56‧‧‧乙太網路(註冊商標)控制器
57、58、59‧‧‧FIFO型記憶體
61‧‧‧HDLC控制器
62‧‧‧RS422收發機
63‧‧‧脈衝變壓器
64‧‧‧電容器
66‧‧‧微處理器
67‧‧‧WDT(看門狗計時器)
68‧‧‧中繼器
69‧‧‧交換器
70‧‧‧電感線圈
CN‧‧‧車輛內網路
TN-1、TN-2‧‧‧車輛間網路
第1圖係示有搭載了本發明之較佳實施形態之鐵道車輛用通訊裝置的鐵道車輛通訊系統之概略構成的圖。
第2圖係表示本實施形態之鐵道車輛用通訊裝置之構成及連接形態的圖。
第3圖係表示構成於鐵道車輛用通訊裝置內的節點裝置之構成的圖。
第4圖係表示本實施形態之鐵道車輛通訊系統中的網路階層的圖。
第5圖係表示變換器之構成的方塊圖。
第6圖係表示使在自動聯結器作為接觸不良對策而設的燒結電路動作之狀態的圖。
第7圖係在對應於第5圖之構成圖上示有監視傳送路徑狀態時之封包的流動的圖。
第8圖係用以說明鐵道車輛之連接狀態及構成資訊之一連接例的圖。
第9圖係表示在第8圖所示的連接形態中設定的車輛狀態資訊的圖。
第10圖係表示在主系網路中的連接形態之確定過程的圖。
第11圖係表示在本實施形態之鐵道車輛通訊系統的IP位址體系之一例的圖。
第12圖係在對應於第8圖的構成圖上示有根據設定好的IP位址的通訊通道之一例的圖。
10‧‧‧鐵道車輛
11‧‧‧車輛群
20‧‧‧鐵道車輛用通訊裝置
21-1、21-2‧‧‧節點裝置
22-1、22-2‧‧‧網路控制器
23-1、23-2、24-1、24-2‧‧‧序列線路
25‧‧‧序列線路
26‧‧‧平行介面電路
27‧‧‧自動聯結器
28‧‧‧行駛控制台

Claims (17)

  1. 一種鐵道車輛用通訊裝置，係進行在構築於鐵道車輛之各車輛間的車輛間網路流通的第1傳送訊號、以及在構築於該各車輛內的車輛內網路流通的第2傳送訊號之各種傳送處理，該鐵道車輛用通訊裝置係具有：節點裝置，設置於前述車輛，係具有：第1訊號變換器及第2訊號變換器，係進行前述第1傳送訊號與前述第2傳送訊號之間相互的訊號變換及傳送速度變換；及第2層交換器，係介置於該第1訊號變換器與該第2訊號變換器之間，而分別與該第1、第2訊號變換器連接；以及第1控制器，係連接至前述第2層交換器，控制前述車輛間網路與前述車輛內網路間之訊號傳送；前述第1訊號變換器係將從鄰接於自身車輛的一方之車輛間網路接收的前述第1傳送訊號變換為前述第2傳送訊號而送出至前述第2層交換器，並且將從前述第2層交換器接收的前述第2傳送訊號變換為前述第1傳送信號而送出至前述一方之車輛間網路；前述第2訊號變換器係將從鄰接於自身車輛的另一方之車輛間網路接收的前述第1傳送訊號變換為前述第2傳送訊號而送出至前述第2層交換器，並且將從前述第2層交換器接收的前述第2傳送訊號變換為前述第1傳送信號而送出至前述另一方之車輛間網路。
  2. 如申請專利範圍第1項之鐵道車輛用通訊裝置，其中， 前述第2傳送訊號係被封包化在前述第1傳送訊號而送出至前述車輛間網路。
  3. 如申請專利範圍第1項之鐵道車輛用通訊裝置，其中，前述節點裝置係具有用以吸收前述第1、第2傳送訊號之傳送速度差的至少2種緩衝記憶體。
  4. 如申請專利範圍第3項之鐵道車輛用通訊裝置，其中，前述2種緩衝記憶體之其中一方為儲存優先度較高之資料的高優先度緩衝記憶體；另外一方為儲存優先度較低之資料的低優先度緩衝記憶體。
  5. 如申請專利範圍第1項之鐵道車輛用通訊裝置，其中，前述各訊號變換器係具有監視前述第1傳送訊號之流通的第2控制器；而且前述第2控制器係將前述第1傳送訊號之監視結果經介序列線路而傳達至前述第1控制器。
  6. 如申請專利範圍第5項之鐵道車輛用通訊裝置，其中，前述鐵道車輛係在至少一部分的車輛間經介自動聯結器而聯結，且形成前述一部分車輛間之車輛間網路的傳送路徑係利用前述自動聯結器之電性接點部而構築時；於前述各訊號變換器係具有用以施加預定之直流電壓的直流電壓施加電路；前述第2控制器係控制前述直流電壓施加電路，而於前述自動聯結器之電性接點部施加前述預定直流電壓。
  7. 如申請專利範圍第6項之鐵道車輛用通訊裝置，其中， 前述預定之直流電壓的施加期間，乃根據前述第1傳送訊號之監視結果而執行。
  8. 如申請專利範圍第5項之鐵道車輛用通訊裝置，其中，前述節點裝置係具有：第1交換器，係插入於構成車輛間網路的一方側之一方的傳送路徑、與前述第1訊號變換器之收訊端之間；第2交換器，係插入於構成車輛間網路的另一方側之一方的傳送路徑、與前述第2訊號變換器之送訊端之間；第3交換器，係插入於前述一方側之另一方的傳送路徑、與前述第1訊號變換器之送訊端之間；第4交換器，係插入前述另一方側之另一方的傳送路徑、與前述第2訊號變換器之收訊端之間；第1旁路線，係用以連接前述一方側之一方的傳送路徑與前述另一方側之一方的傳送路徑；以及第2旁路線，係用以連接前述一方側之另一方的傳送路徑與前述另一方側之另一方的傳送路徑連接；且前述各訊號變換器係各自具有檢測前述第2控制器之故障的故障檢測部；前述各故障檢測部在判斷出屬於故障檢測對象的前述第2控制器故障時，將前述第1、第2交換器之連接予以切換控制至前述第1旁路線側，且將前述第3、第4交換器之連接予以切換控制至前述第2旁路線側。
  9. 如申請專利範圍第8項之鐵道車輛用通訊裝置，其中，前述第1至第4交換器為常時導通型的中繼器。
  10. 如申請專利範圍第1項之鐵道車輛用通訊裝置，其中，前述第2層交換器為交換集線器。
  11. 如申請專利範圍第1項之鐵道車輛用通訊裝置，其中，前述第1傳送訊號為HDLC訊號；前述第2傳送訊號為乙太網路(註冊商標)訊號。
  12. 如申請專利範圍第11項之鐵道車輛用通訊裝置，其中，前述乙太網路(註冊商標)訊號之傳送速度為10Mbps或100Mbps；前述HDLC訊號之傳送速度為2.5Mbps。
  13. 如申請專利範圍第1項之鐵道車輛用通訊裝置，其係具有：2台前述節點裝置、以及2台前述第1控制器；且前述2台節點裝置中之一方的節點裝置與前述2台第1控制器係各自連接，並且前述另一方之節點裝置與前述2台第1控制器係各自連接，而構成冗餘雙重系統。
  14. 如申請專利範圍第1項之鐵道車輛用通訊裝置，其中，於前述訊號變換器中，係至少被賦予有車輛編號及訊號變換器自身的ID編號，作為用以認知鐵道車輛之連接構成的資訊。
  15. 如申請專利範圍第1項之鐵道車輛用通訊裝置，其中，於前述訊號變換器中，係被賦予有識別車輛之末端的資訊，作為用以認知鐵道車輛之連接構成的資訊。
  16. 如申請專利範圍第14項之鐵道車輛用通訊裝置，其中，在前述第1控制器之與前述節點裝置的連接點設定 有預定之IP位址而進行運用。
  17. 如申請專利範圍第16項之鐵道車輛用通訊裝置，其中，前述IP位址係根據前述車輛編號、前述節點裝置之識別編號、及前述第1控制器之識別編號而設定。
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