(57)【要約】【課題】  多重化された鉄道保安システム用制御系ネットワークにおいて、その１つの通信路をマンマシン端末用のデータ通信専用としつつ、他通信路が故障した場合でも列車制御のリアルタイム性及びシステム全体の稼働率を確保する。【解決手段】  マンマシン端末からの通信路占有指示により、多重化された通信路のうち１つをマンマシン端末の通信専用として占有する。他装置は、占有通信路への列車制御用データ送信を停止させる。占有通信路以外の通信路の異常等によりシステム内で列車制御用データの送受信が行えなくなった場合、異常を検知した装置からの指示により、直ちに通信路の占有を解除する。【選択図】  図１
2018037698.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
列車を制御するための制御データを生成し送信する占有指示送信装置と、
前記制御データを受信し、前記制御データに従って前記列車を制御する占有指示受信装置とを備え、
前記占有指示送信装置と前記占有指示受信装置は多重化された通信路によりデータを送受信し、
前記占有指示送信装置は、
前記通信路の通信容量を大きく使用する大容量通信を行うとき、特定の通信路の占有の開始を指示する占有開始指示を送信した後、前記特定の通信路により前記大容量通信を行い、
前記大容量通信を終了するとき、特定の通信路の占有の終了を指示する占有終了指示を送信した後、前記特定の通信路による前記大容量通信を終了し、
前記特定の通信路の占有の解除を指示する占有解除指示を受けたとき、前記特定の通信路による前記大容量通信を終了し、
前記占有指示受信装置は、
前記占有開始指示を受信したとき、前記特定の通信路へのデータ送信を停止し、
前記占有終了指示を受信したとき、前記特定の通信路へのデータ送信を開始し、
前記特定の通信路へのデータ送信の停止中に前記占有指示受信装置または前記通信路の異常を検知したとき、前記特定の通信路へのデータ送信を開始し、前記占有解除指示を前記占有指示送信装置へ送信することを特徴とする鉄道保安システム。
【請求項２】
請求項１に記載の鉄道保安システムにおいて、
前記占有指示受信装置は、
前記占有開始指示を受信したとき、他の占有指示送信装置から前記占有開始指示を受信していない場合、占有を許可する占有許可応答を前記占有指示送信装置へ送信し、
前記占有指示送信装置は、
前記大容量通信を行うとき、前記占有開始指示を送信した後、通信対象の全ての前記占有指示受信装置から前記占有許可応答を受信したとき、前記特定の通信路により前記大容量通信を行うことを特徴とする鉄道保安システム。
【請求項３】
請求項１乃至請求項２のいずれか一つに記載の鉄道保安システムにおいて、
前記占有指示受信装置は、
前記占有終了指示を受信したとき、前記占有終了指示に対する応答である占有終了応答を前記占有指示送信装置へ送信し、
前記占有指示送信装置は、
前記大容量通信を終了するとき、前記占有終了指示を送信した後、通信対象の全ての前記占有指示受信装置から前記占有終了応答を受信したとき、前記特定の通信路による前記大容量通信を終了することを特徴とする鉄道保安システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、鉄道保安システム用制御系ネットワークにおける、マンマシン端末用などの非制御データ通信に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道保安システム用の通信、特に列車制御に用いるデータを送受信する制御系ネットワークでは、ネットワーク通信の信頼性は基より、データのフェールセーフ性、リアルタイム性等が重要になる。ここで言うリアルタイム性とは、規定された一定時間の一制御サイクル内に、処理が少なくとも1回は実行される事を指す。さらに、計算機の高性能化、ネットワークの高速化に伴い、鉄道保安システムに実装される機能も増加傾向にあり、同時に多数の相手と大量のデータ通信を行う必要性も高まってきた。
【０００３】
一方で、鉄道保安システムの制御系ネットワークでは、通信データ抜けや遅延が発生するとリアルタイム性が損なわれるため、列車制御に直接関わりの無い通信データを極力無くしてネットワーク負荷を下げ、ネットワーク回線上での通信データ抜けや遅延を防ぐ必要がある。
【０００４】
そのため、従来の鉄道保安システム用のネットワークにおいて、システムの状態表示やログ収集、ネットワーク上の装置に対してソフトローディング等のシステム保守作業を行うマンマシン端末は、そのデータ通信により列車制御用通信データへ影響を与えない様、制御系ネットワークと分離して設けていた。
【０００５】
ネットワークを分離するとコストが掛かるため、可能であれば制御系ネットワークとマンマシン端末用のネットワークは共通とすることが望ましい。近年のネットワーク高速化により、マンマシン端末の通信データを制御系ネットワークへ統合する事も可能となってきてはいるが、大容量のソフトローディング等、長時間にわたり通信路の帯域を占有する様なデータ通信に関しては、制御データの通信に影響を与える可能性が拭いきれないという問題点があった。
【０００６】
これに対し、ネットワークにおけるQoSの考え方を用いることでデータを優先的に伝送する手法や、専用の帯域を使用して所望のデータのみ安定して送信する手法が試みられてきた。
【０００７】
特許文献１には、「判定位置に応じて優先順位の基準を判定し、優先順位に従って移動データ交換装置３からのデータ伝送を可能にするように、最初に移動装置の位置を判定し、その位置に応じて通信を可能にするという目的で配置が意図され構成されている。」と記載されている。
【０００８】
特許文献２には、「近接する移動体で重複しないよう移動体毎に割り当てられた周波数で基地局に対する上り方向の信号伝送を行うとともに、上記基地局側から受信した信号のうち自己宛のものを選択する移動体側選択装置と、共通の周波数で上記移動体に対する下り方向の信号伝送を行うとともに、上記移動体から受信した信号から重複分を廃棄してバックボーンネットワークへ情報を転送する基地局側選択装置とを備える」と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特表２０１１−５０３９２１
【特許文献２】特開２００５−２６９０６９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
鉄道保安システム用の制御系ネットワークは、稼働率を確保するために通信路を多重化している事が多い。そこで、多重化された通信路の１つを大容量の通信データを送信するときだけ占有すれば、列車制御のリアルタイム性を保ちつつ、マンマシン端末用の通信データが制御データの通信に影響を与える事無く送信することができる。しかし、制御データがやり取りされている通信路が故障した場合には、マンマシン端末用の通信データ送信が終了し占有が解除されるまで制御データのやり取りが行えず、列車制御のリアルタイム性を損ない、システム全体の稼働率が低下するという問題がある。
【００１１】
そこで、多重化された鉄道保安システム用制御系ネットワークにおいて、その１つの通信路をマンマシン端末用のデータ通信専用としつつ、他通信路が故障した場合でも列車制御のリアルタイム性及びシステム全体の稼働率を確保する、という点で課題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、代表的な本発明の鉄道保安システムの一つは、列車を制御するための制御データを生成し送信する占有指示送信装置と、制御データを受信し、制御データに従って列車を制御する占有指示受信装置とを備え、占有指示送信装置と占有指示受信装置は多重化された通信路によりデータを送受信し、占有指示送信装置は、通信路の通信容量を大きく使用する大容量通信を行うとき、特定の通信路の占有の開始を指示する占有開始指示を送信した後、特定の通信路により大容量通信を行い、大容量通信を終了するとき、特定の通信路の占有の終了を指示する占有終了指示を送信した後、特定の通信路による大容量通信を終了し、特定の通信路の占有の解除を指示する占有解除指示を受けたとき、特定の通信路による大容量通信を終了し、占有指示受信装置は、占有開始指示を受信したとき、特定の通信路へのデータ送信を停止し、占有終了指示を受信したとき、特定の通信路へのデータ送信を開始し、特定の通信路へのデータ送信の停止中に占有指示受信装置または通信路の異常を検知したとき、特定の通信路へのデータ送信を開始し、占有解除指示を占有指示送信装置へ送信することにより達成される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に依れば、占有指示送信装置からの占有開始指示によって各占有指示受信装置が占有通信路への電文送信を停止することによって、占有指示送信装置が大容量の電文を送信しつつ、システムのリアルタイム性を確保する事ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施例によるデータ通信を行う鉄道保安システムの例を示した図である。
【図２】本実施例によるデータ通信を行う鉄道保安システムの占有指示送信装置の通信路占有に係る状態遷移の例を示す図である。
【図３】本実施例によるデータ通信を行う鉄道保安システムの占有指示受信装置の通信路占有に係る状態遷移の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明による鉄道保安システム用制御系ネットワークにおける非制御データ通信の実施形態を、図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１は、非制御データ通信を行う鉄道保安システム用制御系ネットワークの概要を示している。
【００１７】
占有指示送信装置１０１は１台しか記載していないが、同一ネットワーク上に複数台設ける事も可能である。但し、占有指示送信装置１０１複数台で同時に通信路を占有する事は出来ない。占有指示受信装置１０２、１０３、１０４、１０５は、占有指示送信装置１０１と同一ネットワーク上に接続されている。
【００１８】
占有指示受信装置１０２、１０３、１０４、１０５は、必ずしも全ての通信路上で占有指示送信装置１０１と接続されている必要は無い。少なくとも１つの通信路上において占有指示送信装置１０１と占有指示受信装置１０２、１０３、１０４、１０５が接続されていればよい。
【００１９】
多重化通信路１０６はバス型として記載しているが、ネットワークトポロジーは問わない。また、無線ネットワークか、有線ネットワークかも問わない。占有通信路１０７は多重化通信路１０６の中の1つであり、通常は列車制御用電文が送受信されている。占有指示送信装置１０１からの占有開始指示により、占有通信路１０７にて列車制御電文の占有指示送信装置１０１からの大容量の電文送信用となる。
【００２０】
図２は、占有指示送信装置１０１の通信路占有に係る状態遷移図を示している。初期状態は、非占有中状態２０１である。占有指示送信装置１０１にて、大容量電文送信等の通信路を占有しなければならないイベントが発生すると、占有開始指示を占有通信路１０７へ送信し、占有準備中状態２０２へ遷移する。全占有指示受信装置１０２、１０３、１０４、１０５からの占有許可応答受信を以て、占有中状態２０３へ遷移する。占有準備中状態２０２において、占有開始指示を占有指示送信装置１０１が受信した場合、占有非許可応答を送信し、大容量の電文送信が同時に起こる事を防ぐ。
【００２１】
占有中状態２０３では、電文送信が完了すると占有終了指示を占有通信路１０７へ送信し、占有解除中状態２０４へ遷移する。占有解除中状態２０４では、全占有指示受信装置１０２、１０３、１０４、１０５からの占有終了応答受信を以て、非占有中状態２０１へ遷移する。
【００２２】
占有中状態２０３において、電文送信が完了していない状態であっても、占有通信路１０７以外の多重化通信路１０６に異常が発生した場合や、占有指示受信装置１０２、１０３、１０４、１０５の異常等によって、占有通信路１０７以外の多重化通信路１０６にて列車制御電文のやり取りが行えなくなった場合、当該異常を検知した占有指示受信装置１０２、１０３、１０４、１０５は、占有解除指示を送信する。占有中状態２０３の占有指示送信装置１０１は、占有解除指示の受信を以て、非占有中状態２０１へ遷移する。
【００２３】
占有解除中状態２０４においても、占有通信路１０７以外の多重化通信路１０６にて列車制御電文のやり取りが行えなくなる可能性もあるため、占有解除中状態２０４においても、占有指示送信装置１０１が占有解除指示を受信すると、非占有中状態２０１へ遷移する。
【００２４】
また、占有準備中状態２０２及び占有解除中状態２０４において、全装置からの応答受信を以て次の状態へ遷移する事になっているが、応答待ちの間に他装置が停止してしまうことも考えられる。そのため、占有指示送信装置１０１は、各占有指示受信装置１０２、１０３、１０４、１０５の動作状態を監視し、応答待ちの装置を随時選択する事ができる。
【００２５】
図３は、占有指示受信装置１０２、１０３、１０４、１０５の通信路占有に係る状態遷移図を示している。初期状態は、非占有中状態３０１である。占有指示受信装置１０２、１０３、１０４、１０５は、占有指示送信装置１０１からの占有開始指示を受信すると、占有通信路１０７以外の多重化通信路１０６へ列車制御電文の送信が可能かを確認し、送信可能である場合には、占有許可応答を占有通信路１０７へ送信して占有中状態３０２へ遷移する。占有通信路１０７以外の多重化通信路１０６へ列車制御電文を送信できない場合には、占有非許可応答を占有通信路１０７へ送信し、状態は非占有中状態３０１のままとする。
【００２６】
占有中状態３０２では、占有指示受信装置１０２、１０３、１０４、１０５は、占有通信路１０７へ列車制御電文の送信は行わず、占有通信路１０７以外の多重化通信路１０６を用いて列車制御電文の送信を行う。
【００２７】
占有中状態３０２において、占有指示送信装置１０１からの占有終了指示受信、占有指示送信装置１０１、占有指示受信装置１０２、１０３、１０４、１０５のいずれかからの占有解除指示を受信した場合、占有中終了応答を送信した後に非占有中状態３０１へ遷移する。また、占有通信路１０７以外の多重化通信路１０６にて列車制御電文のやり取りが行えなくなった場合においても、占有解除指示を占有通信路１０７へ送信し、非占有中状態３０１へ遷移する。
【００２８】
本実施例により、占有通信路以外の通信路が全て異常となった場合においても、占有指示受信装置からの占有解除指示によって、直ちに占有通信路の占有状態が解放され、システム全体の稼働率を保つ事ができる。
【００２９】
本発明では、通信路占有に係る指示及び応答の伝送方法については触れていないが、通信路上でのデータ化けや消失に対して信頼性を確保するための手段を別途講ずる事ができる。例えば、CRCによるデータ化け検知や、一定時間応答が無い場合の指示及び応答再送の仕組みを組みあわせる事で、通信路の信頼性を確保する。
【００３０】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００３１】
１０１…占有指示送信装置
１０２、１０３、１０４、１０５…占有指示受信装置
１０６…多重化通信路
１０７…占有通信路
２０１、２０２、２０３、２０４…占有指示送信装置状態
３０１、３０２…占有指示受信装置状態
【図１】
2018037698.tif 000003
【図２】
2018037698.tif 000004
【図３】
2018037698.tif 000005