(57)【要約】【課題】車両間の伝送路に対する変調伝送装置の接続数を少なくすることにより伝送遅延が小さく、かつ、伝送路上におけるノイズの影響を受け難い変調データによるネットワーク通信を実現できる鉄道車両内ネットワークを提供する。【解決手段】鉄道車両内ネットワークシステム１０は、各車両Ａ、Ｂ、Ｃに予め敷設されている通信線により構成される当該鉄道車両の全車両を横断する伝送路１１と各車両に配置した中継用の変調伝送装置１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃとを接続した車両間ネットワークと、各車両内に配置された中継用の変調伝送装置１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃにそれぞれに伝送機器１７Ａａ〜１７Ａｄ、１７Ｂａ〜１７Ｂｄ、１７Ｂａ〜１７Ｂｄが接続された複数の変調伝送装置１６Ａａ〜１６Ａｄ、１６Ｂａ〜１６Ｂｄ、１６Ｂａ〜１６Ｂｄをマルチドロップ形で接続した小規模な車両内ネットワークとを上記中継用の変調伝送装置１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃで接続することにより構成したものである。【選択図】      図１
2010136293.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の車両により編成される鉄道車両内でデータを送受信するための鉄道車両内ネットワークシステムにおいて、
各車両に予め敷設されている通信線により構成される当該鉄道車両の全車両を横断する伝送路と、
前記各車両内において前記伝送路に接続され、前記伝送路の特性に合せて変調したデータの伝送を行う中継変調伝送装置と、
前記各車両内の前記中継変調装置に対してマルチドロップ形式で接続される複数の端末変調伝送装置と、
を有することを特徴とする鉄道車両内ネットワークシステム。
【請求項２】
さらに、前記伝送路の端部に設けられ、別の車両と併結するための連結器と、
前記伝送路上の前記連結器の手前に設けられるリレー回路と、
前記連結器により他の車両と併結された場合、前記リレー回路により前記連結器の手前で伝送路を切断した状態で併結された全車両内において通信可能とする各端末機器のアドレスをユニークなアドレスに更新し、前記アドレスの更新が完了した後に前記リレー回路により伝送路を接続する制御装置と、を有する、
ことを特徴とする前記請求項１に記載の鉄道車両内ネットワークシステム。
【請求項３】
さらに、前記伝送路の端部に設けられ、他の車両と併結するための連結器と、
前記伝送路上の前記連結器の手前に設けられる併結変調伝送装置と、
前記連結器で他の車両と併結された場合、前記併結変調伝送装置により前記連結器の手前で伝送路を切断した状態で、前記併結された全車両内において通信可能とする各端末機器のアドレスをユニークなアドレスに更新し、前記アドレスの更新が完了した後に前記併結変調伝送装置により伝送路を接続する制御装置と、を有する、
ことを特徴とする前記請求項１に記載の鉄道車両内ネットワークシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、たとえば、鉄道車両内においてデータ変調によるネットワーク通信を行う鉄道車両内ネットワークシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の車両を併結させた鉄道車両内においてベースバンド伝送による高速な通信を行う場合、高周波通信用の伝送路を使用する必要がある。しかしながら、変調伝送装置を伝送媒体の特性に合わせた電気信号へ変換して通信を行うことにより、高周波通信用の伝送路を使用せずに高速な通信を行うことが可能である。  
ただし、各車両に配置した複数の変調伝送装置をシリアルに何段もつなげる構成のネットワークを構築して通信を行う場合、各変調伝送装置では、それぞれが「受信、復調、変調、送信」の各処理を行うため、車両数が多くなると伝送遅延時間が大きくなる。  
また、変調伝送装置でマルチドロップ形のネットワークを構築して通信を行う場合、１つの伝送路上に多数の変調伝送装置が接続されることにより、伝送路の分岐が増加する。この結果として、伝送路の特性に影響を与え、通信性能の低下につながる。
【０００３】
一般に、伝送路が良好な状態であれば変調無しのデータをマルチドロップ形のネットワークで通信することが可能である。しかしながら、特にデータ量の多いデータなどは、伝送路の状態が良好でなければ、ノイズの影響を低減するために変復調処理して通信することが好ましいと考えられる。たとえば、特許文献１には、変調伝送装置に含まれる電力線搬送通信（ＰＬＣ）モデムでマルチドロップ形のネットワークを構築したシステムが開示されている。しかしながら、特許文献１に開示されたシステムでは、伝送路の分岐が増加することに伴う通信性能の低下を防ぐことは困難である。
【特許文献１】特開２００６−１９７１６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この発明の一形態では、複数の車両を併結させた鉄道車両において変調伝送装置を使用した高速なネットワーク通信が可能な鉄道車両内ネットワークシステム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】
【０００５】
この発明の鉄道車両内ネットワークシステムは、複数の車両により編成される鉄道車両内でデータを送受信するためのものにおいて、各車両に予め敷設されている通信線により構成される当該鉄道車両の全車両を横断する伝送路と、前記各車両内において前記伝送路に接続され、前記伝送路の特性に合せて変調したデータの伝送を行う中継変調伝送装置と、前記各車両内の前記中継変調装置に対してマルチドロップ形式で接続される複数の端末変調伝送装置とを有する。
【発明の効果】
【０００６】
この発明の一形態によれば、複数の車両を併結させた鉄道車両において変調伝送装置を使用した高速なネットワーク通信が可能な鉄道車両内ネットワークシステムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。  
図１は、本発明の実施形態に係る鉄道車両内に構築される鉄道車両内ネットワークシステム１０の構成例を示す図である。  
図１に示す構成例では、鉄道車両内ネットワークシステム１０は、併結された複数の車両Ａ、Ｂ、Ｃから構成される鉄道車両（列車）内に設置されている。図１に示すように、鉄道車両内ネットワークシステム１０は、車両間伝送路１１、電気連結器１２ａ，１２ｂ、中継用変調伝送装置１４（１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ）、車両内伝送路１５（１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ）、変調伝送装置１６（１６Ａａ〜１６Ａｄ、１６Ｂａ〜１６Ｂｄ、１６Ｃａ〜１６Ｃｄ）などを有している。
【０００８】
上記車両間伝送路１１は、当該鉄道車両（列車）全体に設けられる伝送路である。当該鉄道車両（列車）を構成する各車両は、車両間伝送路１１によりデータ通信が可能なように接続されている。上記車両間伝送路１１は、各車両に予め敷設されている通信線により構成されるものとする。上記伝送路１１として使用される通信線は、当該鉄道車両の竣工当初の設計に応じたものとなっている。
【０００９】
たとえば、単純な文字情報のみを表示する設計で竣工された鉄道車両においては、動画データなどの大量のデータを伝送することを想定していない通信線が敷設されていることが想定される。このような通信線は、動画データなどの大量のデータを伝送するには適しておらず、伝送路上のノイズが大きいと考えられる。このような通信線を用いて動画データなどを伝送するには、ノイズの影響を抑えるために、変調したデータを伝送することが考えられる。以下の説明では、予め車両に敷設されている通信線により構成される車両間伝送路１１でのノイズの影響を抑えるために、データが変調されて伝送される形態を想定するものとする。
【００１０】
上記電気連結器１２ａ、１２ｂは、当該鉄道車両（列車）に他の車両を併結するための連結器である。上記電気連結器１２ａ、１２ｂは、それぞれ列車の端部としての車両間伝送路１１の端部に設けられる。上記電気連結器１２ａ、１２ｂは、別の列車と電気的に接続するものである。すなわち、上記電気連結器１２ａ、１２ｂは、当該列車内の車両間伝送路１１と別の列車の車両館伝送路とを接続する。
【００１１】
各車両（Ａ、Ｂ、Ｃ）は、それぞれ中継用変調伝送装置１４（１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ）、車両内伝送路１５（１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ）、および、複数の変調伝送装置１６（１６Ａａ〜１６Ａｄ、１６Ｂａ〜１６Ｂｄ、１６Ｃａ〜１６Ｃｄ）が設けられてる。上記中継用変調伝送装置１４は、各車両内において上記車両間伝送路１１に接続されている。各車両Ａ（Ｂ、Ｃ）において、中継用変調伝送装置１４Ａ（１４Ｂ、１４Ｃ）には、複数の変調伝送装置１６Ａａ〜１６Ａｄ（１６Ｂａ〜１６Ｂｄ、１６Ｃａ〜１６Ｃｄ）が車両内伝送路１５Ａ（１５Ｂ、１５Ｃ）を介してマルチドロップ形で接続されている。つまり、各車両Ａ（Ｂ、Ｃ）内には、１つの中継用変調伝送装置１４Ａ（１４Ｂ、１４Ｃ）を基点とするマルチドロップ形のネットワーク（車両内ネットワーク）が構築されている。
【００１２】
上記中継用変調伝送装置１４（１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ）は、中継変調伝送装置として機能する。上記各中継用変調伝送装置１４は、２つ以上の変調回路および復調回路を有している。つまり、上記各中継用変調伝送装置１４は、車両間伝送路１１から入力した変調データを復調した後に再度変調して車両内ネットワークへ出力する機能と、車両内ネットワークから入力した変調データを復調した後に再度車両間伝送路１１の特性に合せた変調方式により変調して伝送路１１へ出力する機能とを有する。
【００１３】
上記変調伝送装置１６（１６Ａａ〜１６Ａｄ、１６Ｂａ〜１６Ｂｄ、１６Ｃａ〜１６Ｃｄ）は、端末変調伝送装置として機能する。上記各変調伝送装置１６は、それぞれ１つ以上の変調回路および復調回路を有している。上記各変調伝送装置１６は、端末機器としての情報機器などの伝送機器１７（１７Ａａ〜１７Ａｄ、１７Ｂａ〜１７Ｂｄ、１７Ｃａ〜１７Ｃｄ）に接続されている。たとえば、端末機器としての伝送機器１７に供給するデータ（たとえば、表示データ）は、上記中継用変調伝送装置１４（１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ）からの変調データを上記変調伝送装置１６が復調したデータである。また、伝送機器１７から他の車両へ伝送するデータは、上記変調伝送装置１６が変調し、上記中継用変調伝送装置１４を介して車両間伝送路１１により他の車両へ伝送される。
【００１４】
次に、鉄道車両内ネットワークシステム１０の動作について説明する。  
図２は、鉄道車両内ネットワークシステム１０におけるデータの流れを説明すための図である。また、図２では、中継用変調伝送装置１４、車両内伝送路１５、および、複数の変調伝送装置１６内の構成例についても示している。
【００１５】
たとえば、車両Ａ内の伝送機器１７Ａａから車両Ｂ内の伝送機器１７Ｂａへデータを伝送する動作について想定する。この場合、上記伝送機器１７Ａａから出力されたデータは、上記変調伝送装置１６Ａａの変調回路により車両内伝送路１５の特性に応じて変調される。上記変調伝送装置１６Ａａで変調されたデータは、上記車両内ネットワークの車両内伝送路１５を経由し、中継用変調伝送装置１４Ａへ伝送される。上記中継用変調伝送装置１４Ａは、上記車両内伝送路１５を介して上記変調伝送装置１６Ａａから供給された変調データを復調回路で復調する。上記中継用変調伝送装置１４Ａは、復調したデータを変調回路により車両間伝送路１５に応じて変調する。上記変調回路により再度変調されたデータは、伝送路１１により伝送される。
【００１６】
車両Ｂの中継用変調伝送装置１４Ｂでは、上記車両間伝送路１１から変調データを取り込んで復調回路により復調する。上記中継用変調伝送装置１４は、復調したデータを変調回路により車両内伝送路１５Ｂの特性に応じて変調する。上記変調回路により変調したデータは、当該車両Ｂの車両内ネットワークにおける車両内伝送路１５Ｂを介して変調伝送装置１６Ｂａへ伝送される。上記変調伝送装置１６Ｂａは、供給される変調データを復調回路により復調する。上記変調伝送装置１６Ｂａにより復調されたデータは、最終的なデータ送信先である伝送機器１７Ｂａへ供給される。
【００１７】
上記のような構成では、各車両にマルチドロップ形の小規模な車両内ネットワークを構築し、車両内ネットワークと鉄道車両全体のネットワークとを中継する変調伝送装置を配置する。このように、伝送遅延時間の小さいマルチドロップ形のネットワークを採用することにより、車両間伝送路に対する変調伝送装置の接続数を少なくすることができる。すなわち、ネットワーク全体を小規模なネットワークへ分割して構成することにより、状態が良好でない通信線により構成される伝送路であっても、ノイズの影響を受け難い変調データによるネットワーク通信を小さい伝送遅延で実現できる。
【００１８】
次に、上述した鉄道車両内ネットワークシステムの第１の変形例について説明する。  
図３及び図４は、第１の変形例としての鉄道車両内ネットワークシステム２０の構成例を示す図である。図３及び図４に示すように、本鉄道車両内ネットワークシステム２０では、複数の車両で編成される第１の列車Ｔ１と第２列車Ｔ２とが併結されることを想定している。図３及び図４に示すように、各列車内のネットワークシステムは、それぞれ上述した図１に示すネットワークシステムにリレー回路２１ａ、２１ｂ、２１ａ´、２１ｂ´を加えた構成となっている。
【００１９】
各リレー回路２１ａ、２１ｂ、２１ａ´、２１ｂ´は、車両間伝送路１１、１１´において各電気連結器１２ａ、１２ｂ、１２ａ´、１２ｂ´の手前に設けられている。各リレー回路２１ａ、２１ｂ、２１ａ´、２１ｂ´は、それぞれ電気連結器１２ａ、１２ｂ、１２ａ´、１２ｂ´が設けられている車両Ａ、Ｃ、Ａ´、Ｃ´内の制御装置１３Ａ、１３Ｃ、１３Ａ´、１３Ｃ´により制御される。
【００２０】
上記制御装置１３Ａ、１３Ｃ、１３Ａ´、１３Ｃ´は、各電気連結器１２ａ、１２ｂ、１２ａ´、１２ｂ´から併結されたことを示す併結検知信号を受信するようになっている。これにより、上記制御装置１３Ａ、１３Ｃ、１３Ａ´、１３Ｃ´は、各電気連結器１２ａ、１２ｂ、１２ａ´、１２ｂ´の併結状態に応じて各リレー回路２１ａ、２１ｂ、２１ａ´、２１ｂ´を制御できるようになっている。
【００２１】
さらに、上記制御装置１３Ａ、１３Ｃ、１３Ａ´、１３Ｃ´では、併結された列車内のネットワークにおける伝送機器のアドレスを取得したり、変更したりする機能も有している。なお、各列車内のネットワークにおける各伝送機器には、ネットワーク上で一意に特定されるための情報（ユニークな識別情報）としてアドレスが付与されているものとする。たとえば、各伝送機器に付与されるアドレスとしては、ＩＰアドレスが挙げられる。
【００２２】
次に、鉄道車両内ネットワークシステム２０の動作について説明する。  
図３は、列車Ｔ１と列車Ｔ２とが併結された直後の状態を表している。  
すなわち、図３に示す構成例の鉄道車両内ネットワークシステム２０では、列車Ｔ１と列車Ｔ２との併結直後、電気連結器１２ｂ、１２ａ´は接続されているが、伝送路１１と伝送路１１´はリレー回路２１ｂ、２１ａ´によって切り離されている状態となっている。たとえば、上記制御装置１３Ｃ、１３Ａ´は、併結されたことを示す検知信号を受信した際に、リレー回路２１ｂ、２１ａ´をオフの状態とする。
【００２３】
図３に示すような状態において、上記制御装置１３Ｃ、１３Ａ´は、列車Ｔ１内における伝送機器のアドレスと列車Ｔ２内の伝送機器のアドレスとがそれぞれユニークなアドレスとなるように設定する。たとえば、上記制御装置１３Ｃは、何れか一方の列車における伝送機器のアドレスを変更することにより、各列車Ｔ１、Ｔ２内における伝送機器のアドレスがユニークなアドレスとなるよう設定する。
【００２４】
列車Ｔ１及びＴ２内における伝送機器のアドレスがユニークなアドレスとなるように設定すると、上記制御装置１３Ｃ、１３Ａ´は、リレー回路２１ｂ、２１ａ´をオンの状態とする。図４は、リレー回路２１ｂ、２１ａ´をオンの状態にすることにより、列車Ｔ１の伝送路１１と列車Ｔ２の伝送路１１´とが接続された状態を示すしている。
【００２５】
上記のように、鉄道車両内ネットワークシステム２０によれば、列車Ｔ１と列車２とが併結された場合、列車Ｔ１内における伝送機器と列車Ｔ２内における伝送機器とがユニークなアドレスとなった状態でネットワークが構築される。このため、鉄道車両内ネットワークシステム２０では、複数の車両からなる列車が併結された場合であっても、複数の列車が併結された鉄道車両内を単一のネットワークとして動作させることが可能となる。
【００２６】
次に、上述した鉄道車両内ネットワークシステムの第２の変形例について説明する。  
図５は、第２の変形例としての鉄道車両内ネットワークシステム３０の構成例を示す図である。図５に示すように、本鉄道車両内ネットワークシステム３０では、複数の車両で編成される第１の列車Ｔ１と第２列車Ｔ２とが併結されることを想定している。図５に示すように、各列車Ｔ１、Ｔ２内のネットワークシステムは、それぞれ上述した図１に示すようなネットワークシステムに通信を遮断あるいは接続する機能を有する併結制御用の変調伝送装置３１ａ、３１ｂ、３１ａ´、３１ｂ´を加えた構成となっている。
【００２７】
各変調伝送装置３１ａ、３１ｂ、３１ａ´、３１ｂ´は、車両間伝送路１１、１１´において各電気連結器１２ａ、１２ｂ、１２ａ´、１２ｂ´の手前に設けられている。また、各変調伝送装置３１ａ、３１ｂ、３１ａ´、３１ｂ´に対応する制御装置３２ａ、３２ｂ、３２ａ´、３２ｂ´が設けられている。上記各制御装置３２ａ、３２ｂ、３２ａ´、３２ｂ´は、各変調伝送装置３１ａ、３１ｂ、３１ａ´、３１ｂ´により通信の切断あるいは接続の状態を制御する。
【００２８】
上記各制御装置３２ａ、３２ｂ、３２ａ´、３２ｂ´は、各電気連結器１２ａ、１２ｂ、１２ａ´、１２ｂ´から列車が併結されたことを示す併結検知信号を受信するようになっている。これにより、。上記各制御装置３２ａ、３２ｂ、３２ａ´、３２ｂ´は、各電気連結器１２ａ、１２ｂ、１２ａ´、１２ｂ´の併結状態などに応じて各変調伝送装置３１ａ、３１ｂ、３１ａ´、３１ｂ´を制御できるようになっている。
【００２９】
さらに、上記各制御装置３２ａ、３２ｂ、３２ａ´、３２ｂ´は、併結された列車内のネットワークにおける伝送機器のアドレスを取得したり、変更したりする機能も有している。なお、各列車内のネットワークにおける各伝送機器には、ネットワーク上で一意に特定されるための情報（ユニークな識別情報）として、ＩＰアドレスなどのアドレスが付与されているものとする。
【００３０】
次に、鉄道車両内ネットワークシステム３０の動作について説明する。  
まず、列車Ｔ１と列車Ｔ２とが併結された直後、つまり、電気連結器１２ｂ、１２ａ´が接続された直後、上記各制御装置３２ｂ、３２ａ´は、各変調伝送装置３１ｂ、３１ａ´によって伝送路１１と伝送路１１´とを切り離した状態とする。すなわち、上記各制御装置３２ｂ、３２ａ´は、併結されたことを示す併結検知信号を受信した際、それぞれ変調伝送装置３１ｂ、３１ａ´をオフの状態とする。
【００３１】
このような状態において、上記制御装置３２ｂ、３２ａ´は、列車Ｔ１内における伝送機器のアドレスと列車Ｔ２内の伝送機器のアドレスとがそれぞれユニークなアドレスとなるように設定する。たとえば、上記制御装置３２ｂは、何れか一方の列車における伝送機器のアドレスを変更することにより、各列車Ｔ１、Ｔ２内における伝送機器のアドレスがユニークなアドレスとなるよう設定する。
【００３２】
列車Ｔ１及びＴ２内における伝送機器のアドレスがユニークなアドレスとなるように設定すると、上記制御装置３２ｂ、３２ａ´は、各変調伝送装置３１ｂ、３１ａ´によって伝送路１１と伝送路１１´とを接続した状態とする。これにより、鉄道車両内ネットワークシステム３０では、列車Ｔ１と列車２とが併結された場合、列車Ｔ１内における伝送機器と列車Ｔ２内における伝送機器とがユニークなアドレスとなるように設定され、、列車Ｔ１および列車Ｔ２内の全伝送機器がユニークなアドレスとなった状態でネットワーク通信が可能となる。
【００３３】
上記のように、各列車内において電気連結器と伝送路とを切断状態あるいは接続状態とする併結制御用の変調伝送装置３１ｂ、３１ａ´を設ける。このような列車同士が併結された場合、変調伝送装置３１ｂ、３１ａ´に対応する制御装置３２ｂ、３２ａ´は、変調伝送装置３１ｂ、３１ａ´により列車間のネットワークを切断した状態において、併結される両列車内の各機器に対するアドレス設定を行う。これにより、鉄道車両内ネットワークシステム３０全体としては、複数の列車が併結された鉄道車両内における全機器が単一のネットワーク上の機器として動作させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の本実施の形態に係る鉄道車両無いネットワークシステムの構成例を示す図。
【図２】図１に示す鉄道車両内ネットワークシステムにおける動作を説明すための図。
【図３】第１の変形例としての鉄道車両内ネットワークシステムにおける列車併結直後の状態を示す図。
【図４】第１の変形例としての鉄道車両内ネットワークシステムにおけるアドレス変更後の状態を示す図。
【図５】第２の変形例としての鉄道車両内ネットワークシステムにおける構成例を示す図。
【符号の説明】
【００３５】
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ａ´、Ｂ´、Ｃ´…車両、１０…鉄道車両内ネットワークシステム、１１、１１´…車両間伝送路、１２ａ、１２ｂ、１２ａ´、１２ｂ´…電気連結器、１３（１３Ａ、１３Ｂ）…制御装置、１４（１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ）…中継用変調伝送装置、１５（１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ）…車両内伝送路、１６（１６Ａａ〜１６Ａｄ、１６Ｂａ〜１６Ｂｄ、１６Ｃａ〜１６Ｃｄ）…変調伝送装置、１７（１７Ａａ〜１７Ａｄ、１７Ｂａ〜１７Ｂｄ、１７Ｃａ〜１７Ｃｄ）…伝送機器、Ｔ１…第１の列車、Ｔ２…第２の列車、２０…鉄道車両内ネットワークシステム、２１ａ、２１ｂ、２１ａ´、２１ｂ´…リレー回路、３０…鉄道車両内ネットワークシステム、３１ａ、３１ｂ、３１ａ´、３１ｂ´…併結制御用の変調伝送装置、３２ａ、３２ｂ、３２ａ´、３２ｂ´…併結制御用の制御装置。
【図１】
2010136293.tif 000003
【図２】
2010136293.tif 000004
【図３】
2010136293.tif 000005
【図４】
2010136293.tif 000006
【図５】
2010136293.tif 000007