WO2019198232A1 - 伝送システムおよび伝送方法 - Google Patents

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聖吾 有本
悠司 後藤
基伸 十鳥
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三菱電機株式会社
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    • H04L2012/40293Bus for use in transportation systems the transportation system being a train

Definitions

  • the present invention relates to a transmission system and a transmission method mounted on a train.
  • Patent Document 1 discloses a technology for preferentially transmitting control information by setting the priority of control information higher than the priority of media information in advance in an information transmission system to ensure real-time control information. Has been.
  • the operating state of the information transmission source device is not taken into consideration. If the train is equipped with ATO (Automatic Train Operation), the ATO will send a control command to confirm the connection even during manual operation by the train driver with the operation support function disabled. ing.
  • the control command for checking the connection does not control the operation of the device mounted on the vehicle, but is transmitted as the control command transmitted from the ATO with the same priority as the control command for which the driving support function is being enabled. . For this reason, there is a problem in that the connection confirmation control command transmitted from the ATO may delay transmission of the control command that requires real-time transmission from another device.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain a transmission system in which the priority of a control command can be changed according to the operating state of a control command transmission source device.
  • the transmission system of the present invention receives control commands from two or more control devices that control the operation of the in-vehicle devices mounted on the train, and prioritizes the control commands. On the basis of the control command output and the control device that is the transmission source of the control command, determine the operating state, and based on the determination result, the control command transmitted from the control device that has determined the operating state. And a system control device capable of changing the priority.
  • the transmission system can change the priority of the control command according to the operation state of the device that is the transmission source of the control command.
  • Diagram showing a configuration example of a transmission system Block diagram showing configuration examples of hub and system control device Diagram showing an example of control command format Flow chart showing operation for transmitting control command in transmission system
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a transmission system 10 according to an embodiment of the present invention.
  • the transmission system 10 is a system that is mounted on a train (not shown) and in which a control device controls the operation of the in-vehicle device.
  • the transmission system 10 includes an ATO 1, a master controller (hereinafter referred to as “mascon”) 2, hubs 3 and 5, a system control device 4, a recording server 6, and a brake 7.
  • the brake 7 is an example of an in-vehicle device mounted on a train.
  • the in-vehicle device is not limited to the brake 7 and may be a device whose operation is controlled by an instruction from at least one of the ATO 1 and the mascon 2.
  • the ATO 1 and the mascon 2 are control devices that control the operation of the brake 7 that is an in-vehicle device.
  • the recording server 6 is a server that records information on control commands transmitted within the transmission system 10.
  • Hubs 3 and 5 are transmission devices having a function of transferring received control commands.
  • the hubs 3 and 5 have equivalent functions, but the operation contents differ depending on the connection form, that is, the difference in the connected devices.
  • the hub 3 receives the control commands from the ATO 1 and the master controller 2
  • the hub 3 controls the output of the control commands based on the priority of the control commands, that is, controls the order in which the control commands are output.
  • the hub 5 outputs the control command received from the hub 3 to the recording server 6 and the brake 7.
  • FIG. 1 there are two control devices connected to the hub 3.
  • the in-vehicle device connected to the hub 5 is one of the brakes 7, but it is an example and may be two or more.
  • the hubs 3 and 5 may be mounted on different vehicles or may be mounted on the same vehicle.
  • the number of hubs increases as the number of vehicles connected to the train increases.
  • the brake 7 that is an in-vehicle device is connected only to the hub 5, but the in-vehicle device may be connected to the hub 3.
  • the transmission system 10 includes three or more hubs, an in-vehicle device may be connected to each hub.
  • the system control device 4 determines the operation state of the control device that is the transmission source of the control command, and the control device that has determined the operation state with respect to the hub 3 based on the operation state of the control device that is the transmission source of the control command. Set the priority of the control command to be sent. That is, the system control device 4 can change the priority of the control command transmitted from the control device that has determined the operating state to the hub 3.
  • the control device that allows the system control device 4 to change the priority of the control command is ATO1.
  • the system control device 4 is mounted, for example, on a train cab (not shown).
  • the transmission system 10 is a system that transmits Ethernet packets in a network based on Ethernet (registered trademark).
  • the ATO 1 and the mascon 2 transmit an Ethernet packet including control contents as a control command, and the hubs 3 and 5 transfer the control command that is an Ethernet packet.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the hub 3 and the system control device 4 according to the present embodiment.
  • the hub 3 includes a switch 31 and a switch control unit 32.
  • the switch 31 outputs the control command received from the ATO 1 and the master controller 2 based on the set priority based on the control of the switch control unit 32.
  • the switch 31 is, for example, a layer 2 switch.
  • the switch control unit 32 sets the priority of the control command for the switch 31 based on the control of the system control device 4.
  • the system control device 4 includes an acquisition unit 41 and a control unit 42.
  • the acquisition unit 41 acquires a control command output from the switch 31 of the hub 3 and outputs the control command to the control unit 42.
  • the control part 42 monitors the control command acquired via the acquisition part 41, and determines the operation state of ATO1. Specifically, the control unit 42 refers to a control command transmitted from the ATO 1, that is, an area indicating an operation state in the data portion of the Ethernet packet. The control unit 42 determines the operation state of the ATO 1 based on the information bits in the area indicating the operation state.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a format of a control command according to the present embodiment.
  • a control command transmitted from the ATO 1, that is, an Ethernet packet includes a header portion 51 and a data portion 52.
  • the Ethernet packet includes a tag area in which the priority of the packet can be set in the header section 51, but the contents of the tag set for various Ethernet packets are not changed during the operation of the transmission system 10. .
  • the priority set in the tag of the header part 51 of the control command transmitted from the ATO1 and the priority set in the tag of the header part 51 of the control command transmitted from the master controller 2 are as follows. Both are given high priority.
  • the information bits of the operation state 53 dynamically change depending on the operation state of the ATO1.
  • the operation state of the ATO 1 includes two operation states: a state in which the driver of the train is supported, and a state in which the driver of the train is manually operated and the operation support function is disabled. There is.
  • the control unit 42 determines which operating state the ATO 1 is in based on the information bits described above.
  • the control unit 42 sets the support state when the operation state of the ATO 1 is supporting the operation of the train driver.
  • the control unit 42 sets the priority of the control command transmitted from the ATO 1 in the support state to high priority. Note that, as described above, the control command transmitted from the master controller 2 has a high priority.
  • the control unit 42 sets the non-supporting state when the operation state of the ATO 1 is a state where the train driver is manually operating and the driving support function is disabled.
  • the control unit 42 sets the priority of the control command transmitted from the ATO 1 in the non-support state to a low priority with a lower priority than the above-described high priority.
  • the low-priority control command in the non-support state is not a control command including control content for controlling the on-vehicle device, that is, effective control content.
  • the low priority control command transmitted from the ATO 1 in the non-support state is referred to as an invalid control command.
  • the invalid control command is not for controlling the operation of the in-vehicle device, but for connection confirmation, that is, for recording the control command in the recording server 6. Since the invalid control command does not require real time, there is no problem even if the priority is low.
  • the control unit 42 instructs the switch control unit 32 of the hub 3 to transmit the control command transmitted from the ATO 1 with high priority or low priority.
  • the control unit 42 does not recognize the tag information even if the tag information in the header portion 51 of the invalid control command transmitted from the ATO 1 indicates high priority. The priority of the invalid control command is lowered without changing.
  • FIG. 4 is a flowchart showing an operation of transmitting a control command in the transmission system 10 according to the present embodiment.
  • the switch 31 of the hub 3 determines whether or not the received control command is transmitted from the ATO 1 (step S1). For example, the switch 31 refers to the transmission source address of the received control command and determines whether or not the control command is transmitted from the ATO 1. The transmission source address is included in the header portion 51 of the above-described control command format.
  • the switch 31 outputs the control command received from the ATO 1 to the hub 5 at the subsequent stage and to the system control device 4 (step S2). .
  • step S1 When the control command is transmitted from the master controller 2 (step S1: No), the switch 31 outputs the control command received from the master controller 2 to the hub 5 (step S3).
  • the hub 3 may output all control commands to the system control device 4 without determining the transmission source of the control commands. In this case, the system control device 4 determines whether or not the received control command is transmitted from the ATO 1.
  • control unit 42 of the system control device 4 acquires the control command via the acquisition unit 41
  • the control unit 42 determines the operation state of the ATO 1 (step S4). Specifically, the control unit 42 refers to the control command, that is, the information bit of the operation state 53 of the data portion 52 of the Ethernet packet.
  • the control unit 42 sets the priority of the control command transmitted from the ATO1 to high priority.
  • the control unit 42 instructs the switch control unit 32 to set and output the priority of the control command transmitted from the ATO 1 with high priority (step S6).
  • step S5 When it is determined that the operation state of ATO1 is the non-support state (step S5: No), the control unit 42 sets the priority of the control command transmitted from the ATO1 to low priority. The control unit 42 instructs the switch control unit 32 to set and output the priority of the control command transmitted from the ATO 1 with low priority (step S7).
  • the switch control unit 32 of the hub 3 sets the priority of the control command transmitted from the ATO 1 to the switch 31 based on the instruction from the control unit 42 in step S6 or step S7 (step S8).
  • the switch 31 outputs a control command transmitted from the ATO 1 according to the setting by the switch control unit 32 (step S9).
  • step S9 after step S7 and step S8, the switch 31 is outputting the control command of the ATO1 when outputting the control command transmitted from the non-supporting ATO1 with the priority of the invalid control command being low priority.
  • the control command is received from the master controller 2
  • the output of the control command of the ATO 1 is stopped and the control command of the master controller 2 is output first.
  • the priority of the control command transmitted from the control device other than ATO1, that is, the master computer 2 in the example of FIG. 1 is high priority.
  • the switch 31 stops outputting the control command A1 of the ATO1 when receiving the control command B1 from the master controller 2 while outputting the control command A1 of the non-supporting ATO1.
  • the control command B1 of the master computer 2 is output.
  • the switch 31 outputs the remaining portion of the ATO1 control command A1 that has not been output after the output of the control command B1 of the master controller 2.
  • the switch 31 receives the control command A2 from the non-supporting state ATO1 and receives the control command B2 from the master controller 2 during the output of the control command A1 and the control command B1.
  • the switch 31 even when the switch 31 receives the control command B2 of the master controller 2 while outputting the remaining unoutputted portion of the control command A1 of the ATO1, for example, when the division number of the control command is set to 2, Alternatively, when the non-output portion of the control command A1 of the ATO1 is equal to or less than the minimum output unit when the control command B2 of the master controller 2 is received, the output of the remaining portion of the control command A1 of the ATO1 that is not output is continued. Next, the switch 31 outputs the control command B2 of the master controller 2, and outputs the control command A2 of the ATO1 after outputting the control command B2 of the master controller 2.
  • step S9 after step S6 and step S8, the switch 31 outputs the control commands in the order in which they are received when the priority of the control commands transmitted from the support state ATO 1 is set to high priority.
  • the switch 31 receives the control command A1, the control command B1, the control command A2, the control command B2, the control command A3, and the control command B3 in this order.
  • the command B1, the control command A2, the control command B2, the control command A3, and the control command B3 are output in this order.
  • the hub 5 When the hub 5 receives the divided control command from the hub 3, the hub 5 restores the divided control command to one control command and outputs it. At this time, the hub 5 outputs the control command that is not divided with priority over the divided control command. As shown in FIG. 1, the hub 5 includes a part of the control command A1, a control command B1, a remaining part of the control command A1, a control command B2, a part of the control command A2, a control command B3, the remaining part of the control command A2, When the signals are received in the order of the command A3, they are outputted to the recording server 6 and the brake 7 in the order of the control command B1, the control command A1, the control command B2, the control command B3, the control command A2, and the control command A3.
  • the priority of the invalid control command is not changed from high priority to low priority when the operation state of ATO 1 is in the non-support state.
  • the hub 3 receives the control command A1, the control command B1, the control command A2, the control command B2, the control command A3, and the control command B3 in this order, the control command A1, the control command B1, Output to the hub 5 in the order of command A2, control command B2, control command A3, control command B3.
  • the hub 5 outputs the control command A1, the control command B1, the control command A2, the control command B2, the control command A3, and the control command B3 to the recording server 6 and the brake 7 in this order.
  • the hub 5 determines the priority of the invalid control command. Can be accelerated by one output order of the control command B1, one output order of the control command B2, and two output orders of the control command B3. That is, in the transmission system 10, when the operation state of the ATO1 is in the non-supporting state, the priority of the invalid control command is changed to low priority so that control commands transmitted from other control devices other than the ATO1 are given priority. Transmission is possible, and real-time performance can be improved.
  • the system control device 4 may instruct the hubs 3 and 5 to stop outputting the invalid control command to the brake 7 that is an in-vehicle device.
  • the control unit 42 determines that the operation state of the ATO 1 is a non-support state, the control unit 42 sets the priority of the control command transmitted from the ATO 1 to low priority and outputs it to the switch control unit 32. And instructing to stop the output of the invalid control command to the in-vehicle device.
  • the switch control unit 32 instructs the switch 31 to output the control command transmitted from the ATO 1 with the priority set to low priority, and instructs the vehicle 31 to stop outputting the invalid control command.
  • An output control packet is generated and instructed to be output to the hub 5.
  • the switch 31 of the hub 3 outputs the output control packet to the hub 5 through the same route as the route for outputting the control command.
  • the hub 5 receives the output control packet from the hub 3, the hub 5 does not output the invalid control command received after the output control packet is received, that is, the control command of the transmission source of the ATO 1 to the brake 7.
  • the hubs 3 and 5 output an invalid control command when the invalid control command output destination is the recording server 6 or another hub based on an instruction to stop outputting the invalid control command, and the invalid control command output destination is in-vehicle. In the case of equipment, no invalid control command is output. Thereby, in the transmission system 10, the useless processing load by having received the invalid control command in the brake 7 can be reduced.
  • the acquisition unit 41 is realized by a communication interface circuit.
  • the control unit 42 is realized by a processing circuit.
  • the processing circuit may be a processor and a memory that execute a program stored in the memory, or may be dedicated hardware.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example in which the processing circuit included in the system control apparatus 4 according to the present embodiment is configured with a processor and a memory.
  • the processing circuit includes the processor 91 and the memory 92
  • each function of the processing circuit of the system control device 4 is realized by software, firmware, or a combination of software and firmware.
  • Software or firmware is described as a program and stored in the memory 92.
  • each function is realized by the processor 91 reading and executing the program stored in the memory 92. That is, the processing circuit includes a memory 92 for storing a program in which the operation of the system control device 4 is executed as a result.
  • These programs can also be said to cause a computer to execute the procedure and method of the system control device 4.
  • the processor 91 may be a CPU (Central Processing Unit), a processing device, an arithmetic device, a microprocessor, a microcomputer, or a DSP (Digital Signal Processor).
  • the memory 92 is nonvolatile or volatile, such as RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), flash memory, EPROM (Erasable Programmable ROM), EEPROM (registered trademark) (Electrically EPROM), and the like.
  • RAM Random Access Memory
  • ROM Read Only Memory
  • flash memory such as EPROM (Erasable Programmable ROM), EEPROM (registered trademark) (Electrically EPROM), and the like.
  • Such semiconductor memory, magnetic disk, flexible disk, optical disk, compact disk, mini disk, DVD (Digital Versatile Disc), and the like are applicable.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example in which the processing circuit included in the system control apparatus 4 according to the present embodiment is configured with dedicated hardware.
  • the processing circuit 93 shown in FIG. 6 includes, for example, a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, a parallel programmed processor, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), An FPGA (Field Programmable Gate Array) or a combination of these is applicable.
  • Each function of the system control device 4 may be realized by the processing circuit 93 for each function, or each function may be realized by the processing circuit 93 collectively.
  • each function of the system control device 4 may be realized by dedicated hardware, and a part may be realized by software or firmware.
  • the processing circuit can realize the above-described functions by dedicated hardware, software, firmware, or a combination thereof.
  • the hardware configuration of the hub 3 will be described.
  • the switch 31 is a layer 2 switch as described above.
  • the switch control unit 32 is realized by a processing circuit.
  • the processing circuit of the hub 3 has the configuration shown in FIG. 5 or FIG. 6, similarly to the processing circuit of the system control device 4.
  • the system control device 4 changes the operation state of the ATO 1 based on the operation state 53 included in the data part 52 of the control command transmitted from the ATO 1.
  • the priority of the control command transmitted from the ATO 1 is set to the low priority and set to the hub 3.
  • the hub 5 can transmit the control command received from the ATO 1 with low priority when the operation state of the ATO 1 is in the non-supporting state, and can transmit the control command received from the master controller 2 with high priority.
  • the system control device 4 can dynamically change the priority of the control signal transmitted from the ATO 1 based on the operation state of the ATO 1 while the train is in operation.
  • the configuration described in the above embodiment shows an example of the contents of the present invention, and can be combined with another known technique, and can be combined with other configurations without departing from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change the part.

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Abstract

列車に搭載された車載機器の動作を制御する2以上の制御機器から制御指令を受信し、制御指令の優先度に基づいて、制御指令の出力を制御するハブ(3)と、制御指令の送信元の制御機器の動作状態を判定し、判定結果に基づいて、動作状態を判定した制御機器から送信される制御指令の優先度を変更可能なシステム制御装置(4)と、を備える。

Description

伝送システムおよび伝送方法
 本発明は、列車に搭載される伝送システムおよび伝送方法に関するものである。
 従来、列車内で構築されている車上ネットワークでは、伝送する情報に優先度を持たせ、優先度の高い情報を優先して送信している。特許文献1には、情報伝送システムにおいて、あらかじめ制御情報の優先度をメディア情報の優先度よりも高く設定することで制御情報を優先して伝送し、制御情報のリアルタイム性を確保する技術が開示されている。
特開2005-333724号公報
 しかしながら、特許文献1に記載の情報伝送システムでは、情報の送信元の装置の動作状態は考慮されていない。列車にATO(Automatic Train Operation:運転支援装置)が搭載されている場合、ATOは、運転支援機能が無効設定で列車の運転手による手動運転中においても、接続確認のための制御指令を送信している。接続確認の制御指令は、車両に搭載された機器の動作を制御するものではないが、ATOから送信される制御指令として、運転支援機能が有効設定中の制御指令と同じ優先度で伝送される。そのため、ATOから送信される接続確認の制御指令が、他の装置から送信されるリアルタイム性を必要とする制御指令の伝送を遅延させてしまう可能性がある、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、制御指令の送信元の装置の動作状態によって制御指令の優先度を変更可能な伝送システム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、本発明の伝送システムは、列車に搭載された車載機器の動作を制御する2以上の制御機器から制御指令を受信し、制御指令の優先度に基づいて、制御指令の出力を制御する伝送装置と、制御指令の送信元の制御機器の動作状態を判定し、判定結果に基づいて、動作状態を判定した制御機器から送信される制御指令の優先度を変更可能なシステム制御装置と、を備えることを特徴とする。
 本発明によれば、伝送システムは、制御指令の送信元の装置の動作状態によって制御指令の優先度を変更できる、という効果を奏する。
伝送システムの構成例を示す図 ハブおよびシステム制御装置の構成例を示すブロック図 制御指令のフォーマットの例を示す図 伝送システムにおいて制御指令を伝送する動作を示すフローチャート システム制御装置が備える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 システム制御装置が備える処理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伝送システムおよび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伝送システム10の構成例を示す図である。伝送システム10は、図示しない列車に搭載され、制御機器が車載機器の動作を制御するシステムである。伝送システム10は、ATO1と、マスターコントローラ(以下、マスコンとする。)2と、ハブ3,5と、システム制御装置4と、記録サーバ6と、ブレーキ7と、を備える。
 ブレーキ7は、列車に搭載された車載機器の一例である。車載機器は、ブレーキ7に限定されず、ATO1およびマスコン2のうち少なくとも一方からの指示によって動作が制御される機器であってもよい。また、伝送システム10において、車載機器は複数あってもよい。ATO1およびマスコン2は、車載機器であるブレーキ7の動作を制御する制御機器である。記録サーバ6は、伝送システム10内で伝送される制御指令の情報を記録するサーバである。
 ハブ3,5は、受信した制御指令を転送する機能を有する伝送装置である。ハブ3,5は同等の機能を有するが、接続形態、すなわち接続される機器の違いによって動作内容が異なる。ハブ3は、ATO1およびマスコン2から制御指令を受信すると、制御指令の優先度に基づいて、制御指令の出力を制御、すなわち制御指令を出力する順番を制御する。図1の例では、ハブ3に接続されている制御機器は2つであるが、一例であり、3つ以上であってもよい。ハブ5は、ハブ3から受信した制御指令を、記録サーバ6およびブレーキ7に出力する。図1の例では、ハブ5に接続されている車載機器はブレーキ7の1つであるが、一例であり、2つ以上であってもよい。ハブ3,5は、別々の異なる車両に搭載されてもよいし、同一の車両に搭載されてもよい。ハブ3,5が別々の異なる車両に搭載される場合、伝送システム10では、列車に連結されている車両の数が増えるほど、ハブの数が増えることになる。また、図1の例では、ハブ5のみに車載機器であるブレーキ7が接続されているが、ハブ3に車載機器が接続されていてもよい。また、伝送システム10が3つ以上のハブを備える場合、各ハブに車載機器が接続されていてもよい。
 システム制御装置4は、制御指令の送信元の制御機器の動作状態を判定し、制御指令の送信元の制御機器の動作状態に基づいて、ハブ3に対して、動作状態を判定した制御機器から送信される制御指令の優先度を設定する。すなわち、システム制御装置4は、ハブ3に対して、動作状態を判定した制御機器から送信される制御指令の優先度を変更することができる。本実施の形態では、システム制御装置4が制御指令の優先度を変更可能な制御機器を、ATO1とする。システム制御装置4は、例えば、図示しない列車の運転台に搭載される。
 伝送システム10は、イーサネット(登録商標)によるネットワークにおいて、イーサネットパケットを伝送するシステムである。伝送システム10では、ATO1およびマスコン2が、制御指令として、制御内容を含むイーサネットパケットを送信し、ハブ3,5が、イーサネットパケットである制御指令を転送する。
 ハブ3およびシステム制御装置4の構成について説明する。図2は、本実施の形態にかかるハブ3およびシステム制御装置4の構成例を示すブロック図である。図2に示すように、ハブ3は、スイッチ31と、スイッチ制御部32と、を備える。スイッチ31は、スイッチ制御部32の制御に基づいて、ATO1およびマスコン2から受信した制御指令を、設定された優先度に基づいて出力する。スイッチ31は、例えば、レイヤ2スイッチである。スイッチ制御部32は、システム制御装置4の制御に基づいて、スイッチ31に対して制御指令の優先度を設定する。
 また、図2に示すように、システム制御装置4は、取得部41と、制御部42と、を備える。取得部41は、ハブ3のスイッチ31から出力される制御指令を取得し、制御部42に出力する。
 制御部42は、取得部41を介して取得した制御指令を監視し、ATO1の動作状態を判定する。具体的には、制御部42は、ATO1から送信される制御指令、すなわちイーサネットパケットのデータ部分において動作状態を示す領域を参照する。制御部42は、動作状態を示す領域の情報ビットに基づいて、ATO1の動作状態を判定する。図3は、本実施の形態にかかる制御指令のフォーマットの例を示す図である。一般的に、ATO1から送信される制御指令、すなわちイーサネットパケットには、ヘッダ部51およびデータ部52が含まれる。イーサネットパケットには、ヘッダ部51にパケットの優先度などを設定可能なタグの領域が含まれるが、伝送システム10の運用中において、各種のイーサネットパケットに対して設定されたタグの内容は変更されない。伝送システム10では、ATO1から送信される制御指令のヘッダ部51のタグに設定されている優先度、およびマスコン2から送信される制御指令のヘッダ部51のタグに設定されている優先度は、ともに高優先とする。一方、データ部52の動作状態53の領域は、ATO1の動作状態によって動作状態53の情報ビットが動的に変化する。
 ここで、ATO1の動作状態には、列車の運転手の運転を支援している状態、および、列車の運転手が手動運転中で運転支援機能が無効設定にされている状態の2つの動作状態がある。制御部42は、前述の情報ビットに基づいて、ATO1がいずれの動作状態にあるのかを判定する。制御部42は、ATO1の動作状態が列車の運転手の運転を支援している状態のときを支援状態とする。制御部42は、支援状態のときにATO1から送信される制御指令の優先度を高優先とする。なお、前述のようにマスコン2から送信される制御指令も高優先である。制御部42は、ATO1の動作状態が列車の運転手が手動運転中で運転支援機能が無効設定にされている状態のときを非支援状態とする。制御部42は、非支援状態のときにATO1から送信される制御指令の優先度を、前述の高優先よりも優先度の低い低優先とする。非支援状態のときの低優先の制御指令は、車載機器を制御する制御内容、すなわち有効な制御内容が含まれる制御指令でない。非支援状態のときATO1から送信される低優先の制御指令を、無効制御指令と称する。無効制御指令は、車載機器の動作を制御するものではなく、接続確認用、すなわち記録サーバ6に制御指令を記録するためのものである。無効制御指令にリアルタイム性は必要とされないため、低優先にしても問題は無い。制御部42は、判定結果に基づいて、ハブ3のスイッチ制御部32に対して、ATO1から送信される制御指令を高優先で送信するか、低優先で送信するかを指示する。このように、制御部42は、ATO1の動作状態が非支援状態の場合、ATO1から送信される無効制御指令のヘッダ部51のタグの情報が高優先を示すものであっても、タグの情報を変更することなく、無効制御指令の優先度を低くさせる。
 つづいて、ハブ3およびシステム制御装置4の動作について説明する。図4は、本実施の形態にかかる伝送システム10において制御指令を伝送する動作を示すフローチャートである。伝送システム10において、ハブ3のスイッチ31は、受信した制御指令がATO1から送信されたものか否かを判定する(ステップS1)。スイッチ31は、例えば、受信した制御指令の送信元アドレスを参照し、制御指令がATO1から送信されたものか否かを判定する。送信元アドレスは、前述の制御指令のフォーマットのヘッダ部51に含まれる。スイッチ31は、制御指令がATO1から送信されたものである場合(ステップS1:Yes)、ATO1から受信した制御指令を後段のハブ5に出力するとともに、システム制御装置4に出力する(ステップS2)。スイッチ31は、制御指令がマスコン2から送信されたものである場合(ステップS1:No)、マスコン2から受信した制御指令をハブ5に出力する(ステップS3)。なお、ハブ3は、制御指令の送信元を判定せず、全ての制御指令をシステム制御装置4に出力してもよい。この場合、システム制御装置4が、受信した制御指令がATO1から送信されたものか否かを判定する。
 システム制御装置4の制御部42は、取得部41を介して制御指令を取得すると、ATO1の動作状態を判定する(ステップS4)。具体的には、制御部42は、制御指令すなわちイーサネットパケットのデータ部52の動作状態53の情報ビットを参照する。制御部42は、ATO1の動作状態が支援状態と判定した場合(ステップS5:Yes)、ATO1から送信される制御指令の優先度を高優先とする。制御部42は、スイッチ制御部32に対して、ATO1から送信される制御指令の優先度を高優先に設定して出力することを指示する(ステップS6)。制御部42は、ATO1の動作状態が非支援状態と判定した場合(ステップS5:No)、ATO1から送信される制御指令の優先度を低優先とする。制御部42は、スイッチ制御部32に対して、ATO1から送信される制御指令の優先度を低優先に設定して出力することを指示する(ステップS7)。
 ハブ3のスイッチ制御部32は、ステップS6またはステップS7による制御部42からの指示に基づいて、スイッチ31に対して、ATO1から送信される制御指令の優先度を設定する(ステップS8)。スイッチ31は、スイッチ制御部32による設定に従って、ATO1から送信される制御指令を出力する(ステップS9)。
 スイッチ31は、ステップS7およびステップS8の後のステップS9において、非支援状態のATO1から送信される制御指令すなわち無効制御指令の優先度を低優先にして出力する場合、ATO1の制御指令の出力中にマスコン2から制御指令を受信したときは、ATO1の制御指令の出力を停止して、マスコン2の制御指令を先に出力する。ATO1以外の制御機器、図1の例ではマスコン2から送信される制御指令の優先度は、前述のように高優先である。図1に示すように、ハブ3において、スイッチ31は、非支援状態のATO1の制御指令A1を出力中にマスコン2から制御指令B1を受信したときは、ATO1の制御指令A1の出力を停止し、マスコン2の制御指令B1を出力する。スイッチ31は、マスコン2の制御指令B1の出力後、ATO1の制御指令A1の未出力の残り部分を出力する。スイッチ31は、制御指令A1および制御指令B1の出力中に、非支援状態のATO1から制御指令A2を受信し、マスコン2から制御指令B2を受信している。ここで、スイッチ31は、ATO1の制御指令A1の未出力の残り部分を出力中にマスコン2の制御指令B2を受信したときでも、例えば、制御指令の分割数が2に設定されている場合、または、マスコン2の制御指令B2を受信した時点でATO1の制御指令A1の未出力部分が最小出力単位以下の場合、ATO1の制御指令A1の未出力の残り部分の出力を継続する。スイッチ31は、つぎに、マスコン2の制御指令B2を出力し、マスコン2の制御指令B2の出力後、ATO1の制御指令A2を出力する。スイッチ31は、ATO1の制御指令A2を出力中にマスコン2から制御指令B3を受信した場合も同様に、ATO1の制御指令A2の出力を停止し、マスコン2の制御指令B3を出力する。スイッチ31は、マスコン2の制御指令B3の出力後、ATO1の制御指令A2の未出力の残り部分を出力する。スイッチ31は、非支援状態のATO1から制御指令A3を受信し、ATO1の制御指令A3を出力する。なお、スイッチ31は、ステップS6およびステップS8の後のステップS9において、支援状態のATO1から送信される制御指令の優先度を高優先にして出力する場合、制御指令を受信した順番で出力する。スイッチ31は、図1の例では、制御指令A1、制御指令B1、制御指令A2、制御指令B2、制御指令A3、制御指令B3の順番で受信するので、受信順と同じ、制御指令A1、制御指令B1、制御指令A2、制御指令B2、制御指令A3、制御指令B3の順番で出力する。
 ハブ5は、ハブ3から、分割された制御指令を受信した場合、分割された制御指令を1つの制御指令に復元して出力する。このとき、ハブ5は、分割されていない制御指令を、分割された制御指令よりも優先的に出力する。ハブ5は、図1に示すように、制御指令A1の一部、制御指令B1、制御指令A1の残部、制御指令B2、制御指令A2の一部、制御指令B3、制御指令A2の残部、制御指令A3の順番で受信した場合、制御指令B1、制御指令A1、制御指令B2、制御指令B3、制御指令A2、制御指令A3の順番で記録サーバ6およびブレーキ7に出力する。
 ここで、ATO1の動作状態が非支援状態のときに、無効制御指令の優先度を高優先から低優先に変更しなかった場合を想定する。この場合、ハブ3は、制御指令A1、制御指令B1、制御指令A2、制御指令B2、制御指令A3、制御指令B3の順番で受信すると、受信順と同じ、制御指令A1、制御指令B1、制御指令A2、制御指令B2、制御指令A3、制御指令B3の順番でハブ5に出力する。ハブ5も、ハブ3と同様、制御指令A1、制御指令B1、制御指令A2、制御指令B2、制御指令A3、制御指令B3の順番で記録サーバ6およびブレーキ7に出力する。無効制御指令の優先度を変更した場合と無効制御指令の優先度を変更しなかった場合とでマスコン2の制御指令B1~B3の出力順番を比較すると、ハブ5は、無効制御指令の優先度を変更した場合、制御指令B1の出力順を1つ、制御指令B2の出力順を1つ、制御指令B3の出力順を2つ、早くすることができる。すなわち、伝送システム10では、ATO1の動作状態が非支援状態のときに無効制御指令の優先度を低優先に変更することで、ATO1以外の他の制御機器から送信された制御指令を優先的に伝送でき、リアルタイム性を向上することができる。
 なお、ブレーキ7は、ATO1の動作状態が非支援状態のときには、無効制御指令に基づく制御は行わないため、ATO1の動作状態が非支援状態のときに無効制御指令を受信しなくても問題ない。そのため、システム制御装置4は、ハブ3,5に対して、車載機器であるブレーキ7への無効制御指令の出力を停止する指示を行ってもよい。システム制御装置4において、制御部42は、ATO1の動作状態が非支援状態と判定した場合、スイッチ制御部32に対して、ATO1から送信される制御指令の優先度を低優先に設定して出力することを指示するとともに、車載機器への無効制御指令の出力停止を指示する。スイッチ制御部32は、スイッチ31に対して、ATO1から送信される制御指令の優先度を低優先に設定して出力することを指示するとともに、車載機器への無効制御指令の出力停止を指示する出力制御パケットを生成し、ハブ5に出力することを指示する。ハブ3のスイッチ31は、制御指令を出力する経路と同じ経路で、出力制御パケットをハブ5に出力する。ハブ5は、ハブ3から出力制御パケットを受信した場合、出力制御パケットの受信以降に受信した無効制御指令、すなわちATO1が送信元の制御指令をブレーキ7に出力しない。ハブ3,5は、無効制御指令の出力停止の指示に基づいて、無効制御指令の出力先が記録サーバ6または他のハブの場合は無効制御指令を出力し、無効制御指令の出力先が車載機器の場合は無効制御指令を出力しない。これにより、伝送システム10では、ブレーキ7において無効制御指令を受信したことによる無駄な処理負荷を低減することができる。
 つづいて、システム制御装置4のハードウェア構成について説明する。システム制御装置4において、取得部41は通信インタフェース回路により実現される。制御部42は、処理回路により実現される。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5は、本実施の形態にかかるシステム制御装置4が備える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、システム制御装置4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、処理回路は、システム制御装置4の動作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、システム制御装置4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6は、本実施の形態にかかるシステム制御装置4が備える処理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6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。システム制御装置4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、システム制御装置4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。
 ハブ3のハードウェア構成について説明する。ハブ3において、スイッチ31は、前述のようにレイヤ2スイッチである。スイッチ制御部32は、処理回路により実現される。ハブ3の処理回路は、システム制御装置4の処理回路と同様、図5または図6に示す構成である。
 以上説明したように、本実施の形態によれば、伝送システム10において、システム制御装置4は、ATO1から送信された制御指令のデータ部52に含まれる動作状態53に基づいてATO1の動作状態を判定し、ATO1の動作状態が列車の運転手が手動運転中の非支援状態の場合、ATO1から送信される制御指令の優先度を低優先とし、ハブ3に設定することとした。これにより、ハブ5は、ATO1の動作状態が非支援状態の場合、ATO1から受信した制御指令を低優先で送信することができ、マスコン2から受信した制御指令を高優先で送信することができる。このように、伝送システム10では、システム制御装置4が、列車が運用中において、ATO1から送信される制御信号の優先度を、ATO1の動作状態に基づいて動的に変更することができる。
 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 ATO、2 マスコン、3,5 ハブ、4 システム制御装置、6 記録サーバ、7 ブレーキ、10 伝送システム、31 スイッチ、32 スイッチ制御部、41 取得部、42 制御部。

Claims (8)

  1.  列車に搭載された車載機器の動作を制御する2以上の制御機器から制御指令を受信し、前記制御指令の優先度に基づいて、前記制御指令の出力を制御する伝送装置と、
     前記制御指令の送信元の制御機器の動作状態を判定し、判定結果に基づいて、動作状態を判定した制御機器から送信される制御指令の優先度を変更可能なシステム制御装置と、
     を備えることを特徴とする伝送システム。
  2.  制御指令の優先度が変更可能な制御機器を運転支援装置とし、
     前記システム制御装置は、前記運転支援装置から送信される制御指令のパケットのデータ部分において動作状態を示す領域を参照して、前記運転支援装置の動作状態を判定し、
     前記運転支援装置の動作状態が前記列車の運転手の運転を支援している支援状態のときは、前記運転支援装置から送信される制御指令の優先度を高優先とし、
     前記運転支援装置の動作状態が前記列車の運転手が手動運転中で運転支援機能が無効設定にされている非支援状態のときは、前記運転支援装置から送信される制御指令を無効制御指令とし、前記無効制御指令の優先度を、前記高優先よりも優先度の低い低優先とする、
     ことを特徴とする請求項1に記載の伝送システム。
  3.  伝送システム内で伝送される前記制御指令の情報を記録する記録サーバ、
     を備え、
     前記システム制御装置は、前記伝送装置に対して、前記車載機器への前記無効制御指令の出力停止を指示し、
     前記伝送装置は、前記無効制御指令の出力停止の指示に基づいて、前記無効制御指令の出力先が前記記録サーバまたは他の伝送装置の場合は前記無効制御指令を出力し、前記無効制御指令の出力先が前記車載機器の場合は前記無効制御指令を出力しない、
     ことを特徴とする請求項2に記載の伝送システム。
  4.  前記運転支援装置以外の制御機器から送信される制御指令の優先度を高優先とし、
     前記伝送装置は、前記無効制御指令を出力中に高優先の制御指令を取得した場合、前記無効制御指令の出力を停止して前記高優先の制御指令を出力し、前記高優先の制御指令の出力後、無効制御指令の未出力の残り部分を出力する、
     ことを特徴とする請求項2または3に記載の伝送システム。
  5.  伝送装置が、列車に搭載された車載機器の動作を制御する2以上の制御機器から制御指令を受信する第1のステップと、
     システム制御装置が、前記制御指令の送信元の制御機器の動作状態を判定し、判定結果に基づいて、動作状態を判定した制御機器から送信される制御指令の優先度を変更可能な第2のステップと、
     前記伝送装置が、前記制御指令の優先度に基づいて、前記制御指令の出力を制御する第3のステップと、
     を含むことを特徴とする伝送方法。
  6.  制御指令の優先度が変更可能な制御機器を運転支援装置とし、
     前記第2のステップにおいて、
     前記システム制御装置は、前記運転支援装置から送信される制御指令のパケットのデータ部分において動作状態を示す領域を参照して、前記運転支援装置の動作状態を判定し、
     前記運転支援装置の動作状態が前記列車の運転手の運転を支援している支援状態のときは、前記運転支援装置から送信される制御指令の優先度を高優先とし、
     前記運転支援装置の動作状態が前記列車の運転手が手動運転中で運転支援機能が無効設定にされている非支援状態のときは、前記運転支援装置から送信される制御指令を無効制御指令とし、前記無効制御指令の優先度を、前記高優先よりも優先度の低い低優先とする、
     ことを特徴とする請求項5に記載の伝送方法。
  7.  前記第2のステップにおいて、前記システム制御装置は、前記伝送装置に対して、前記車載機器への前記無効制御指令の出力停止を指示し、
     前記第3のステップにおいて、前記伝送装置は、前記無効制御指令の出力停止の指示に基づいて、前記無効制御指令の出力先が、伝送される制御指令の情報を記録する記録サーバまたは他の伝送装置の場合は前記無効制御指令を出力し、前記無効制御指令の出力先が前記車載機器の場合は前記無効制御指令を出力しない、
     ことを特徴とする請求項6に記載の伝送方法。
  8.  前記運転支援装置以外の制御機器から送信される制御指令の優先度を高優先とし、
     前記第3のステップにおいて、前記伝送装置は、前記無効制御指令を出力中に高優先の制御指令を取得した場合、前記無効制御指令の出力を停止して前記高優先の制御指令を出力し、前記高優先の制御指令の出力後、無効制御指令の未出力の残り部分を出力する、
     ことを特徴とする請求項6または7に記載の伝送方法。
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