(57)【要約】【課題】冗長性が高く、メンテナンス性に優れたネットワークを構築できる鉄道車両用伝送システムを提供する。【解決手段】複数の伝送ポートを有し、いずれかのポートから受信したデータを所定の指示に基づき必要な伝送ポートに送信する伝送器と、伝送器間を接続する伝送路を有し、鉄道車両内のデータ授受をネットワークで行う二重化された鉄道車両用伝送システムにおいて、同一車両内に設置された１系伝送器１及び２系伝送器１′と、車両に設置された各種機器５とを支線伝送路４，４′にて接続する伝送切換器２を備え、伝送切換器は機器からの受信データについては、１系伝送器及び２系伝送器に送信し、１系伝送器及び２系伝送器から受信データについては受信データの宛先アドレスや送信元アドレスから伝送切換器が優先系と判断したデータのみ採用して機器に送信するようにした。【選択図】図７
2008295210.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の伝送ポートを有し、いずれかのポートから受信したデータを所定の指示に基づき必要な伝送ポートに送信する複数の車両それぞれに設置された１系伝送器及び２系伝送器と、
前記複数の車両の１系伝送器間を接続する１系伝送路及び２系伝送器間を接続する２系伝送路と、
同一車両内に設置された前記１系伝送器及び２系伝送器と当該車両に設置された複数の機器との間を支線伝送路にて接続する伝送切換器とを備え、
前記伝送切換器は、前記複数の機器のいずれかから送られてくるデータについては前記１系伝送器及び２系伝送器に送信し、前記１系伝送器と２系伝送器の一方又は両方から送られてくるデータについてはあらかじめ設定した採択基準に基づき一方のデータのみ採用してその宛先機器に送信する制御機能を備えたことを特徴とする鉄道車両用伝送システム。
【請求項２】
請求項１に記載の鉄道車両用伝送システムにおいて、前記伝送切換器は、前記１系伝送局が正常な時には優先系を１系に設定して前記１系伝送器から送られてくるデータを採用し、前記１系伝送局が異常な時には優先系を２系に設定して前記２系伝送器から送られてくるデータを採用することを特徴とする鉄道車両用伝送システム。
【請求項３】
請求項１に記載の鉄道車両用伝送システムにおいて、前記伝送切換器は、宛先アドレス毎に優先系テーブルを有し、前記１系伝送局及び２系伝送局から送られてくるデータに対してその宛先アドレスを基に前記優先系テーブルを検索して優先系を判定し、優先系と一致した系統からのデータのみを採用することを特徴とする鉄道車両用伝送システム。
【請求項４】
請求項３に記載の鉄道車両用伝送システムにおいて、前記伝送切換器は、前記１系伝送器及び２系伝送器から送られてくるデータの宛先アドレスに基づいて前記優先系テーブルを更新し、一定時間以上宛先アドレスに対応する優先系から受信できない場合、対応する優先系テーブルの優先系を反転させることを特徴とする鉄道車両用伝送システム。
【請求項５】
請求項３に記載の鉄道車両用伝送システムにおいて、前記伝送切換器は、前記優先系テーブルを、当該伝送切換器に接続されている前記１系伝送局又は２系伝送局から伝送を介して設定させることを特徴とする鉄道車両用伝送システム。
【請求項６】
請求項３に記載の鉄道車両用伝送システムにおいて、前記伝送切換器は、前記複数の機器それぞれを宛先アドレスとする受信データ毎に当該宛先アドレスと共に送信元アドレスをソースアドレステーブルに格納することを特徴とする鉄道車両用伝送システム。
【請求項７】
請求項６に記載の鉄道車両用伝送システムにおいて、前記伝送切換器は、優先系ではない伝送器からデータを受信した場合には、当該受信データの送信元アドレスから前記ソースアドレステーブルを検索し、一定時間以上優先系から対応する送信元アドレスが使用されていない時には当該受信データを機器へのデータとして採用することを特徴とする鉄道車両用伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両用伝送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
汎用ネットワークの代表であるＩＥＥＥ８０２．３規格で規定されるイーサネット（登録商標）を利用して鉄道車両用ネットワークを構成する場合、一列のバス状のネットワーク構成となる。一方、鉄道車両では冗長性が必要になるため、一列のバス状のネットワークを２組用いた二重系のネットワークが必要である。そこで、従来の鉄道車両用伝送システム及びそれに接続される機器では、ＲＳ−４８５のマルチドロップ接続により、二重系伝送システムと機器とを接続していた。
【０００３】
しかしながら、イーサネットをはじめとするネットワークの主流は１対１接続（ポイント・ツー・ポイント接続）が基本になっている。これを二重系の鉄道車両用ネットワークに適用すると、各機器にネットワークのインタフェース（Ｉ／Ｆ）が２つ必要となってしまう。また、各ネットワークは独立して動作しており、両ネットワークから機器にデータが流れるため、機器としてはどちらのデータをバリッド（Ｖａｌｉｄ）として採択すればよいか判断できなくなったり、その判断が非常に難しくなってしまったりする問題点があった。また、従来では、リレーにより伝送装置と機器間の信号を切り換えるなどしており、その場合には全車両の伝送装置の出力を切り換える必要があるが、ネットワークに異常がある場合にはその一部しか切り替わらないことがある問題点もあった。
【特許文献１】特開２００１−２８６００１号公報
【特許文献２】特開２００６−１１７０２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上述した従来技術の課題に鑑みてなされたもので、冗長性が高く、メンテナンス性に優れたネットワークを構築することができる鉄道車両用伝送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】
本発明は、複数の伝送ポートを有し、いずれかのポートから受信したデータを所定の指示に基づき必要な伝送ポートに送信する複数の車両それぞれに設置された１系伝送器及び２系伝送器と、前記複数の車両の１系伝送器間を接続する１系伝送路及び２系伝送器間を接続する２系伝送路と、同一車両内に設置された前記１系伝送器及び２系伝送器と当該車両に設置された複数の機器との間を支線伝送路にて接続する伝送切換器とを備え、前記伝送切換器は、前記複数の機器のいずれかから送られてくるデータについては前記１系伝送器及び２系伝送器に送信し、前記１系伝送器と２系伝送器の一方又は両方から送られてくるデータについてはあらかじめ設定した採択基準に基づき一方のデータのみ採用してその宛先機器に送信する制御機能を備えた鉄道車両用伝送システムを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の鉄道車両用伝送システムによれば、冗長性が高く、メンテナンス性に優れた鉄道車両用ネットワークを構築できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。図１は、本発明の１つの実施の形態の鉄道車両用伝送システムの構成を示し、図２は、この鉄道車両用伝送システムにおける伝送切換器の構成を示している。１系の伝送器１ａ〜１ｅ、２系の伝送器１ａ′〜１ｅ′それぞれは各車両に搭載されている。１系の伝送器１ａ〜１ｅは１系の幹線伝送路３ａ〜３ｄにてポイント・ツー・ポイント接続されデータの送受信を行う。２系の伝送器１ａ′〜１ｅ′それぞれは２系の幹線伝送路３ａ′〜３ｄ′にてポイント・ツー・ポイント接続されて同様にデータの送受信を行う。また、各車両には機器（１）５ａ〜５ｅ、機器（２）５ａ′〜５ｅ′、機器（３）５ａ″〜５ｅ″と伝送切換器２ａ〜２ｅが搭載されていて、支線伝送路４ａ〜４ｅにて１系の伝送器１ａ〜１ｅそれぞれと接続され、同時に、支線伝送路４ａ′〜４ｅ′にて２系の伝送器１ａ′〜１ｅ′それぞれとも接続されている。尚、以下の説明では、構成要素を個々に区別する必要がある場合には符号１ａ〜１ｅ，１ａ′〜１ｅ′，２ａ〜２ｅ，２ａ′〜２ｅ′等を使用し、要素を個々に区別する必要がない場合には符号１，１′，２，２′等にて代表させることにする。
【０００８】
図２に示すように、各伝送切換器２は、１系伝送器１と伝送する１系送受信器７、２系伝送器１′と伝送する２系送受信器７′、機器（１）５と伝送する機器（１）用送受信器８、機器（２）５′と伝送する機器（２）用送受信器８′、機器（３）用送受信器５″と伝送する機器（３）用送受信器８″、そして各送受信器７，７′，８，８′，８″を制御する伝送切換器制御装置６を備えている。尚、機器用送受信器８，８′，８″については、ここでは３個別個に備えられた場合について説明するが、共通の１個でも複数個でもよい。
【０００９】
図３に記載されているように、１系の伝送器１あるいは２系の伝送器１′によって送受信されるデータは、イーサネットヘッダ（宛先ＭＡＣアドレス＋送信元アドレス＋タイプ）、ＩＰヘッダ（送信元ＩＰアドレス／宛先ＩＰアドレス含む）、ＴＣＰヘッダ又はＵＤＰヘッダ、データ情報、ＣＲＣチェックデータ（ＦＣＳ）から構成されている。これらは、一般的には、「イーサネットフレーム」と呼ばれているデータである。
【００１０】
次に、本実施の形態の鉄道車両用伝送システムの動作について、図４〜図１０を用いて説明する。図４は、１号車に搭載されている機器（３）５ａ″からデータが送信された場合を示している。この場合、機器（３）５ａ″からの受信データ（マルチキャスト・データ）９は、機器（３）用送受信器８ａ″を介して伝送切換器制御装置６ａに入力される。伝送切換器制御装置６ａは、宛先ＭＡＣアドレスがマルチキャストアドレスと判断すると、受信データ９の複製である１系データ１０と２系データ１０′を作成する。
【００１１】
伝送切換器制御装置６ａは、１系データ１０を１系送受信器７ａを介して１系伝送器１ａに送信するとともに、２系データ１０′を２系送受信器７ａ′を介して２系伝送器１ａ′に送信する。また、伝送切換器制御装置６ａは、受信データがマルチキャストであることから機器（１）５ａ、機器（２）５ａ′に対しても１系データ１０を送信する。尚、受信データがユニキャストデータである場合であって、宛先ＭＡＣアドレスが機器（１）５ａ、機器（２）５ａ′と一致しない場合には、１系伝送器１ａと２系伝送器１ａ′にのみデータを送信する。
【００１２】
次に、図５を用いて、１系優先モードで、１号車の機器（３）５ａ″がデータを送信した場合の各車両へのデータの流れを説明する。１号車の機器（３）５ａ″から送信されたデータは伝送切換器２ａに入力され、伝送切換器２ａは１系支線伝送路４ａにて１系伝送器１ａに１系データ１０を送信し、同時に２系伝送路４ａ′にて２系伝送器１ａ′に２系データ１０′を送信する。１系伝送器１ａは、伝送切換器２ａからの１系データを１系幹線伝送路３ａを介して隣の１系伝送器１ｂに送信する。２号車の１系伝送器１ｂは、受信した１系データ１０を幹線伝送路３ｂを介して１系伝送器１ｃに送るとともに、自号車の伝送切換器２ｂにも１系支線伝送路４ｂを介して送信する。１系伝送器１ｃ，１ｄ，１ｅも同様に動作する。これにより、１系伝送器１ａ〜１ｅは１系データ１０を共有することができる。また、伝送切換器２ｂ〜２ｅも１系データ１０を受信する。
【００１３】
一方、１号車の２系伝送器１ａ′は伝送切換器２ａから２系データ１０′を受信し、１系と同様な動きで２号車以降の２系伝送器１ａ′〜１ｅ′と伝送切換器２ｂ〜２ｅに２系データ１０′を受信させる。伝送切換器２ｂ〜２ｅ各々は、１系伝送器１ｂ〜１ｅ各々から１系データ１０を、２系伝送器１ｂ′〜１ｅ′各々から２系データ１０′を受信する。ただし、１系データ１０と２系データ１０′とは元は同じデータである。
【００１４】
伝送切換器２ｂ〜２ｅ各々は、いま１系優先モードでは１系からの１系データ１０を自身に接続されている各機器５，５′，５″に送信する。こうして、全伝送器１，１′と全機器５，５′，５″がデータを共有する。
【００１５】
次に、図６を用いて伝送器１，１′から１系データ１０、２系データ１０′を受信した伝送切換器２の動作について説明する。例えば、４号車に設置されている伝送切換器２ｄは、１系送受信器７ｄから支線伝送路４ｄを介して１系データ１０を受信し、２系送受信器７ｄ′から支線伝送路４ｄ′を介して２系データ１０′を受信する。１系データ１０と２系データ１０′は共に伝送切換器制御装置６ｄに送られる。
【００１６】
図６に示したように、各伝送切換器制御装置６は制御プログラムによる機能として、１系、２系のいずれが優先系となっているかを登録している優先系テーブル６１、ソースアドレスを登録するソースアドレス登録テーブル６２、１系のアドレスを判定するアドレス判定部６３、２系のアドレスを判定するアドレス判定部６４、有効採用データを判定する採用データ判定部６５を有している。
【００１７】
そこで、伝送切換器制御装置６ｄは、アドレス判定部６３，６４において宛先ＭＡＣアドレスを抽出する。抽出された宛先ＭＡＣアドレスは優先系テーブル６１と比較して優先系を取得する。いまは１系優先モードであるので１系データ１０を採用する。尚、２系優先モードの場合は２系データ１０′を採用することになる。採用したデータの送信元ＭＡＣアドレスと採用したデータの優先系である１系を、宛先ＭＡＣアドレスに対応するソースアドレステーブル６２に格納すると共に、対応するタイマをクリアする。宛先ＭＡＣアドレスに対応するソースアドレステーブル６２は、宛先ＭＡＣアドレス１つに対し複数個（伝送器数以上）用意し、送信元ＭＡＣアドレスを上書きしないようにしてある。
【００１８】
次に、伝送切換器制御装置６ｄは、採用した１系データ１０を機器（１）〜（３）用送受信器８ｄ，８ｄ′，８ｄ″それぞれを介して機器（１）５ｄ、機器（２）５ｄ′、機器（３）５ｄ″に送信する。
【００１９】
尚、データがユニキャストの場合は、宛先ＭＡＣアドレスが一致する機器にのみ、１系データ１０を送信する。
【００２０】
また、本実施の形態の場合、ソースアドレステーブル６２に格納する送信元データを送信元ＭＡＣアドレスで説明したが、ＩＰヘッダに含まれる送信元ＩＰアドレスを使用してもよい。さらに、１系データ１０、２系データ１０′の宛先ＭＡＣアドレスが優先系テーブル６１と一致しない場合には、所定の優先順位に従って判定してもよいし、データを破棄するようにしてもよい。
【００２１】
次に、３号車の１系伝送器１ｃが故障した場合の動作について、図７〜図９を用いて説明する。図７は、３号車の１系伝送器１ｃが故障した場合における、１号車の機器（３）５ａ″の送信データの流れを示している。本事例の場合、３号車の１系伝送器１ｃが故障しているため、１系データ１０は１号車の１系伝送器１ａと２号車の１系伝送器１ｂには届くが、下流側の４号車の１系伝送器１ｄ、５号車の１系伝送器１ｅには届かない。よって、２号機の伝送切換器２ｂでは１系データ１０と２系データ１０′が共に受信できるのに対し、３号車以降の伝送切換器２ｃ，２ｄ，２ｅでは１系データ１０は受信できず、２系データ１０′のみが受信できる。
【００２２】
このときの２号車の伝送切換器２ｂと３号車の伝送切換器２ｃの動作を、図８、図９を用いて説明する。図８に示すように、２号車の伝送切換器２ｂには、１系データ１０と２系データ１０′が受信されるため、前述の場合と同様に優先系テーブル６１で指定される１系データ１０が採用され、機器（１）５ｂ、機器（２）５ｂ′、機器（３）５ｂ″に送信される。
【００２３】
一方、図９に示すように、３号車の伝送切換器２ｃでは、１系データ１０は受信されず、２系データ１０′のみが受信される。伝送切換器制御装置６ｃは、優先系テーブル６１を参照し、優先系が１系であることを確認する。次に伝送切換器制御装置６ｃは、宛先ＭＡＣアドレスに対応するソースアドレステーブル６２を参照する。このソースアドレステーブル６２はアクセスするたびにタイマがクリアされるため、１系伝送器１ｃが故障した時には対応するタイマがタイムアップしている。伝送切換器制御装置６ｃにおける採用データ判定部６５は、優先系が一致しない場合にはソースアドレステーブル６２のタイマを確認し、タイムアップしているときには対応する１系伝送路又は１系伝送器に異常があったと判断し、２系データ１０′を採用して機器（１）５ｃ、機器（２）５ｃ′、機器（３）５ｃ″に送信する。これにより、当該３号車の機器（１）５ｃ、機器（２）５ｃ′、機器（３）５ｃ″の全機器にデータを配信することが可能となる。
【００２４】
次に、３号車の１系伝送器１ｃが故障した場合の４号車の伝送切換器２ｄの動作を、図１０を用いて説明する。４号車の伝送切換器２ｄには、２系から２系データ１０′（１号車の機器（３）５ａ″が送信したデータ）が入力される。これと共に、１系からは５号車の機器（３）５ｅ″が送信した１系データ１１が受信されるとする。ただし、タイミング的には、２系データ１０′が先で１系データ１１が後とする。
【００２５】
この場合、４号車の伝送切換器２ｄは、２系データ１０′の宛先ＭＡＣアドレスから優先系テーブル６１を参照して１系が優先系であることを確認する。しかしながら、対応するソースアドレステーブル６２のタイマがタイムアップしていることから、２系データ１０′を採用し、機器（１）５ｄ、機器（２）５ｄ′、機器（３）５ｄ″に送信する。
【００２６】
４号車の伝送切換器２ｄは、次に１系データ１１を受信することになるが、優先系ケーブル６１を参照し、１系優先であることを確認する。伝送切換器２ｄは、１系データ１１を機器（１）５ｄ、機器（２）５ｄ′、機器（３）５ｄ″に送信すると共に対応するソースアドレステーブル６２を更新する。
【００２７】
このように、宛先ＭＡＣアドレス毎の優先系テーブル６１と宛先ＭＡＣアドレス毎に複数のソースアドレステーブル６２を有することで、例えば全号車の機器（１）が同一の宛先ＭＡＣアドレスを使用する場合でも冗長性を確保することが可能となる。よって本実施の形態の鉄道車両用伝送システムでは、冗長性が高く、メンテナンス性に優れたネットワークを構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の１つの実施の形態の鉄道車両用伝送システムのブロック図。
【図２】上記実施の形態の鉄道車両用伝送システムにおける伝送切換器のブロック図。
【図３】上記実施の形態の鉄道車両用伝送システムにおける伝送データの構造図。
【図４】上記実施の形態の鉄道車両用伝送システムにおいて１号車の伝送切換器の動作を示すブロック図。
【図５】上記実施の形態の鉄道車両用伝送システムにおいて１号車の機器（３）からのデータ送信に対するデータ伝送動作を示すブロック図。
【図６】上記実施の形態の鉄道車両用伝送システムにおける４号車の伝送切換器の動作を示すブロック図。
【図７】上記実施の形態の鉄道車両用伝送システムにおいて、３号車の１系伝送器が故障した状態で１号車の機器（３）からデータ送信する場合のデータ伝送動作を示すブロック図。
【図８】上記実施の形態の鉄道車両用伝送システムにおいて、３号車の１系伝送器が故障した状態で１号車の機器（３）からデータ送信する場合の２号車の伝送切換器のデータ伝送動作を示すブロック図。
【図９】上記実施の形態の鉄道車両用伝送システムにおいて、３号車の１系伝送器が故障した状態で１号車の機器（３）からデータ送信する場合の３号車の伝送切換器のデータ伝送動作を示すブロック図。
【図１０】上記実施の形態の鉄道車両用伝送システムにおいて、３号車の１系伝送器が故障した状態で１号車の機器（３）からデータ送信する場合の４号車の伝送切換器のデータ伝送動作を示すブロック図。
【符号の説明】
【００２９】
１，１ａ，１ｂ，…  １系伝送器
１′，１ａ′，１ｂ′，１ｃ′…  ２系伝送器
２，２ａ，２ｂ，…  伝送切換器
３，３ａ，３ｂ，…  １系幹線伝送路
３′，３ａ′，３ｂ′，…  ２系幹線伝送路
４，４ａ，４ｂ，…  １系支線伝送路
４′，４ａ′，４ｂ′，…  ２系支線伝送路
５，５ａ，５ｂ，…  機器
６  伝送切換器制御装置
７  １系送受信器
７′  ２系送受信器
８，８′，８″  機器用送受信器
９    機器送信データ
１０  １系伝送データ
１０′  ２系伝送データ
１１  １系伝送データ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2008295210.tif 000010
【図９】
2008295210.tif 000011
【図１０】
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