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1. (WO2015136628) 列車情報管理装置
Document

明 細 書

発明の名称 列車情報管理装置

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003  

先行技術文献

特許文献

0004  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0005   0006  

課題を解決するための手段

0007  

発明の効果

0008  

図面の簡単な説明

0009  

発明を実施するための形態

0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034  

産業上の利用可能性

0035  

符号の説明

0036  

請求の範囲

1   2   3   4  

図面

1   2   3   4   5  

明 細 書

発明の名称 : 列車情報管理装置

技術分野

[0001]
本発明は、列車搭載機器を管理する列車情報管理装置に関するものである。

背景技術

[0002]
近年、運行される列車においては、より快適かつ効率的な運行、設備等の障害発生時の迅速な復旧を目的として、多くの列車には、列車搭載機器の動作状態を監視すると共に各機器の動作を個別に制御する列車情報管理装置が搭載されている。この列車情報管理装置は、主に中央装置および端末装置で構成されて、各機器から出力された動作状態情報が端末装置を介して中央装置に送信され、中央装置では、動作状態情報に基づき機器の管理・制御をすることが一般的に行われている。中央装置から各機器に送信される制御指令信号には、各機器の動作を個別に制御する機器個別データなどが含まれており、制御指令信号を受信した機器が機器個別データに従い動作することで、列車の効率的な運行が実現される。
[0003]
また、列車情報管理装置の信頼性向上のため、端末装置を二重系にした構成の装置が考案されている(例えば特許文献1)。特許文献1に記載の発明では、二重化された回路の各系が相互に動作監視を行い、スレーブとして動作している第2の系は、マスタとしている第1の系の異常を検出すると、制御対象機器への指令信号出力を開始する(マスタとしての動作を開始する)とともに、異常検出を第1の系に通知する。第1の系は、異常検出の通知を受けると制御対象機器への指令信号出力を停止する。

先行技術文献

特許文献

[0004]
特許文献1 : 特開2009-201334号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0005]
しかしながら、特許文献1に記載の発明では、各系で生成・出力される指令信号を相互に監視しているため、各系の送信動作異常が発生した場合にはそれを検出できるが、各系の受信動作異常(指令信号に対する応答信号の受信動作異常)が発生した場合にはそれを検出できず、動作を切り替える(スレーブとして動作していた系がマスタとしての動作を開始する)ことができないという問題があった。
[0006]
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、従来よりも信頼性を高めた列車情報管理装置を得ることを目的とする。

課題を解決するための手段

[0007]
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、列車搭載機器と通信する端末装置と、前記端末装置および列車搭載機器と通信する中央装置と、を備え、前記端末装置および前記中央装置の少なくとも一方は、列車搭載機器に向けた指示信号を生成するとともに当該指示信号に対する応答信号を受け取る信号処理部、を備えた処理系が二重化されており、列車搭載機器からの応答信号を受け取った信号処理部の少なくとも一方は、その旨を示す情報を他の信号処理部へ伝送し、一方の処理系の故障判定で使用させることを特徴とする。

発明の効果

[0008]
この発明によれば、信頼性の高い列車情報管理装置を実現できる、という効果を奏する。

図面の簡単な説明

[0009]
[図1] 図1は、本発明にかかる列車情報管理装置の構成例を示す図である。
[図2] 図2は、端末装置の構成例を示す図である。
[図3] 図3は、マスタとして動作する系の動作を示すフローチャートである。
[図4] 図4は、スレーブとして動作する系の動作を示すフローチャートである。
[図5] 図5は、端末装置の動作例を示す図である。

発明を実施するための形態

[0010]
以下に、本発明にかかる列車情報管理装置の実施の形態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。
[0011]
実施の形態.
図1は、本発明にかかる列車情報管理装置の構成例を示す図である。
[0012]
列車情報管理装置は、列車編成の両端の先頭車両10aに搭載された中央装置11および表示器14と、先頭車両10aおよび中間車両10bの各車両に搭載された端末装置12とを備えて構成されている。また、各車両には、ブレーキ装置13を含む列車搭載機器(以下単に「機器」と称する)が設置されている。
[0013]
中央装置11は、図示しない主幹制御器(マスコン)等の制御操作装置と接続され、列車識別情報、列車位置情報、列車運行情報、および列車指令情報等の列車情報の入出力処理を行う。また、図示は省略しているが、中央装置11には保安装置、放送・連絡装置、地上-車上間情報送受信装置なども接続されている。
[0014]
端末装置12は、各中央装置11から出力された制御情報などを含むデータを各機器(機器#1であるブレーキ、機器#2~#n)に対して送信すると共に、各機器#1~#nから出力されたデータを収集し各中央装置11に対して送信する。このように端末装置12は、相互に連携して列車情報を収集、共有する。なお、各機器#1~#nから出力されたデータには、当該データの送信先(中央装置11)を示す情報、送信元機器を識別するための機器ID、および機器#1~#nの動作状態情報(例えば、空調の現在温度、VVVFの出力など)が含まれているため、各機器#1~#nからのデータを受信した中央装置11は、どの機器から送信された動作状態情報であるかを識別することが可能である。また、端末装置12は、中央装置11からの制御情報を受信したかどうかに関係なく、自律的に、例えば予め規定されたタイミングで各機器からデータを収集する場合もある。
[0015]
図1を用いて列車情報管理装置の動作を簡単に説明する。中央装置11は、各機器#1~#nの動作を制御するための機器個別データ(制御データ)などを含むデータ(以下、「制御指令信号30」と称する)を各端末装置12に出力する。制御指令信号30を受信した端末装置12は、自端末装置12に接続される機器に制御指令信号30を転送し、制御指令信号30を受信した各機器#1~#nは、制御指令信号30に含まれる機器個別データに応じた動作を実行する。なお、中央装置11は、自身に直接接続されている機器(図示は省略している)に対しても制御指令信号30を出力する。
[0016]
一方、動作状態情報を含む各機器#1~#nからのデータは、各端末装置12で収集され中央装置11に送信される。なお、中央装置11もまた、自身に直接接続されている機器(図示は省略している)からのデータ収集を行う。各機器#1~#nおよび自身に接続されている機器からのデータを受信した中央装置11は、当該データを記録するとともに、運転台などに設置された表示器14に動作状態情報などを出力し、その結果、表示器14には列車運行に必要な情報が表示される。
[0017]
次に、列車情報管理装置の端末装置12について詳しく説明する。図2は、端末装置12の構成例を示す図である。図2においては、列車情報管理装置の制御対象機器の一例としてブレーキ装置13を記載している。図示したように、端末装置12は、内部構成が同一の2つの系である端末装置1系21Aおよび端末装置2系21Bを備えている。各系の入力側および出力側はそれぞれ同じ伝送路に接続されており、中央装置11からの信号およびブレーキ装置からの信号は両方の系で受信する。これらの端末装置1系21Aおよび端末装置2系21Bのうち、一方がマスタ(現用系)、他方がスレーブ(予備系)として動作し、マスタとして動作している系がブレーキ装置13への出力信号および中央装置11への出力信号を生成する。端末装置1系21Aは、信号処理部22Aおよび伝送部23Aを備え、伝送部23Aは送信部24Aおよび受信部25Aを備えている。端末装置2系21Bは、信号処理部22Bおよび伝送部23Bを備え、伝送部23Bは送信部24Bおよび受信部25Bを備えている。また、信号処理部22Aと信号処理部22Bは系間伝送路を介した通信が可能となっている。
[0018]
このように、本実施の形態の端末装置12は、信頼性向上のために冗長化された構成を採用している。なお、本実施の形態では、一例として端末装置12を冗長化する場合の構成例および動作を説明するが、中央装置11についても同様に冗長化が可能である。
[0019]
次に、端末装置1系21Aおよび端末装置2系21Bの基本動作を説明する。なお、端末装置1系21Aと端末装置2系21Bは同一構成であるため、端末装置1系21Aの各部の動作を、マスタとして動作する場合とスレーブとして動作する場合とに分けて説明する。
[0020]
(端末装置1系21Aがマスタの場合の各部の動作)
マスタとして動作中の場合、信号処理部22Aは、所定のタイミングで状態データ要求信号SDRを生成して伝送部23A経由でブレーキ装置13へ出力するとともに、その応答としての状態データ信号SDを受け取る。また、ブレーキ装置13からSDを受け取った旨を系間伝送路経由で信号処理部22Bへ通知する。なお、SDを受け取った旨を通知するのではなく、ブレーキ装置13から受信したSD(コピー)を系間伝送路経由で信号処理部22Bへ送信してもよい。伝送部23A経由でブレーキ装置13から受け取ったSD(またはSDに基づいて生成したデータ)は、例えば、中央装置11から要求を受けた場合に、中央装置11へ送信する。
[0021]
また、信号処理部22Aは、系間伝送路を介して端末装置2系21Bの信号処理部22Bから受信した信号(SD受信の通知、または、端末装置2系21Bがブレーキ装置13から受信したSD)に基づいて、伝送部23A内の受信部25Aの故障検出を行う。
[0022]
伝送部23Aは、送信部24Aおよび受信部25Aを備え、信号処理部22AからSDRを受け取るとそれをブレーキ装置13へ送信し、また、SDRに対する応答信号としてのSDをブレーキ装置13から受信するとそれを信号処理部22Aへ出力する。
[0023]
(端末装置1系21Aがスレーブの場合の各部の動作)
スレーブとして動作中の場合、信号処理部22Aは、状態データ要求信号SDRの生成や出力を行わない。ただし、マスタとして動作している端末装置2系21Bが送信したSDRに対するSDを伝送部23A経由で受け取った場合、その旨を系間伝送路経由で信号処理部22Bへ通知する(SDを受け取った旨を通知するのではなく、受信したSDのコピーを系間伝送路経由で信号処理部22Bへ送信してもよい)。
[0024]
また、信号処理部22Aは、系間伝送路を介して端末装置2系21Bの信号処理部22Bから受信した信号(SD受信の通知、または、端末装置2系21Bがブレーキ装置13から受信したSD)に基づいて、伝送部23A内の受信部25Aの故障検出を行う。
[0025]
伝送部23Aは、マスタとして動作している端末装置2系21Bが送信したSDRに対する応答としてのSDの受信動作を行い、SDを受信した場合には、信号処理部22AにSDを渡す。
[0026]
次に、本実施の形態の端末装置12の動作について、図3~図5を用いて詳しく説明する。なお、図3は、端末装置1系21Aと端末装置2系21Bのうち、マスタとして動作する系の動作を示すフローチャート、図4は、スレーブとして動作する系の動作を示すフローチャートである。図5は、端末装置12の動作例を示す図である。ここでは、端末装置1系21Aがマスタ、端末装置2系21Bがスレーブに設定されている状態での動作例を説明する。
[0027]
端末装置12においてマスタとして動作する端末装置1系21Aは、図3に従って動作する。すなわち、端末装置1系21Aの信号処理部22Aは、SDRの生成タイミングとなったか否かを監視し、生成タイミングとなった場合(ステップS11:Yes)、SDRを生成し、伝送部23A経由でブレーキ装置13へ送信する(ステップS12)。次に、信号処理部22Aは、SDRに対する応答としてのSDを、伝送部23A経由でブレーキ装置13から受信したか否かを確認し(ステップS13)、SDを受信した場合(ステップS13:Yes)、正常動作と判断して動作を継続する(ステップS14)。具体的には、信号処理部22Aは、SDを受信した旨をスレーブとして動作中の端末装置2系21B(信号処理部22B)へ通知し、ステップS11に戻って次のSDRの生成タイミングとなるのを待つ。なお、受信したSDを保持しておき、中央装置11からSD(またはSDに基づいて生成したデータ)の要求を受けると、要求内容に応じたデータを送信する。また、SDを受信しない場合(ステップS13:No)、信号処理部22Aは、スレーブとして動作中の端末装置2系21B(信号処理部22B)からSDが中継されてきたか否かを確認する(ステップS15)。中継されてきたSDがない場合(ステップS15:No)、信号処理部22Aは、ステップS13に戻ってSDの受信を確認する。また、端末装置2系21BからSDが中継されてきた場合(ステップS15:Yes)、すなわち、図5に示したような、ブレーキ装置13からSDを受信できていない状態で端末装置2系21BからSDを受信した場合、信号処理部22Aは、伝送部23Aの受信部25Aが故障したと判断し、SDRの生成および送信を停止する(ステップS16)。すなわち、端末装置1系21Aはマスタとしての動作を終了する。
[0028]
一方、端末装置12においてスレーブとして動作する端末装置2系21Bは、図4に従って動作する。すなわち、端末装置2系21Bの信号処理部22Bは、ブレーキ装置13が送信したSDを伝送部23B経由で受信したか否かを監視し、SDを受信した場合(ステップS21:Yes)、さらに、マスタとして動作中の端末装置1系21A(信号処理部22A)からSDが中継されてきたか否かを確認する(ステップS22)。SDが中継されてきた場合(ステップS22:Yes)、正常動作と判断して動作を継続する(ステップS24)。具体的には、信号処理部22Bは、ステップS21に戻ってSDが送信されてくるのを待つ。一方、SDが中継されてきていない場合(ステップS22:No)、すなわち、図5に示したような、自身はブレーキ装置13からSDを受信したが端末装置1系21AがSDを受信できない場合、信号処理部22Bは、マスタとして動作中の端末装置1系21Aにおいて伝送部23Aの受信部25Aが故障したと判定し、送信動作(ブレーキ装置13に対するSDRの生成および送信、中央装置11からの要求に応じたSD(またはSDに基づいて生成したデータ)の送信を開始する(ステップS23)。すなわち、端末装置2系21Bはマスタとしての動作を開始する。
[0029]
このように、本実施の形態において、端末装置12の端末装置1系21Aおよび端末装置2系21Bは、ブレーキ装置13からのSD受信を相互に通知する。また、端末装置1系21Aおよび端末装置2系21Bは、マスタとして動作している場合はスレーブからの通知の有無とSD受信状態とに基づいて自身の受信部が故障したかどうかを判別し、故障検出時にはマスタとしての動作を終了する。一方、スレーブとして動作している場合はマスタからの通知の有無とSD受信状態とに基づいてマスタの受信部が故障したかどうかを判別し、故障検出時にはマスタとしての動作を開始する。これにより、マスタの受信部のみが故障した場合にもそれを確実に検出してマスタとして動作する系を切り替えることができる。
[0030]
なお、本実施の形態では、端末装置12の端末装置1系21Aおよび端末装置2系21Bが、ブレーキ装置13からのSD受信を相互に通知することとしたが、一方の系が他方に対してSD受信を通知する構成としてもよい。動作の一例を示すと、マスタの系がSD受信をスレーブの系に通知し、スレーブの系は、ブレーキ装置13からのSD受信とマスタの系からの通知(SD受信の通知)があれば正常、ブレーキ装置13からのSD受信時にマスタの系からの通知(SD受信の通知)がなければマスタの系の故障と判断し、故障と判断した場合にはマスタの系に対して故障検出を通知してマスタとしての動作を終了させるとともに、自身がマスタとしての動作を開始する。これとは逆に、スレーブの系がSD受信をマスタの系に通知する場合には、マスタの系において自身の故障の有無を判別し、故障を検出した場合には、マスタとしての動作を終了するとともに、他の系に対してマスタとしての動作を開始するよう指示する。
[0031]
また、本実施の形態では、マスタとして動作している系の受信部の故障を検出して動作を切り替える(マスタとして動作する系を切り替える)動作について説明したが、送信部の故障検出は、既存の方法にて行う。例えば、図2に示した端末装置1系21Aがマスタの場合、スレーブである端末装置2系21Bの受信部25Bがマスタからブレーキ装置13へ送信されるSDRを受信して信号処理部22Bへ出力するように動作する。スレーブ側の信号処理部22Bは、一定時間にわたってSDR(マスタ側が送信したSDR)を受信できない場合にマスタ側の送信部24Aが故障したと判断する。故障を検出した場合は動作を切り替える。このような故障検出方法は、例えば、特開2000-224204号公報で開示されている。
[0032]
また、制御対象機器を1重系接続のブレーキ装置として説明したが、1重系接続されているもので他の機器であっても構わない。
[0033]
また、端末装置12は、所定の条件を満たした場合にブレーキ装置13への指示信号としてのSDRの生成および送信を行うこととしたが、ブレーキ装置13またはその他の制御対象機器への指示信号はSDR以外でも構わない。
[0034]
また、端末装置12を冗長化する場合について説明したが、同様の構成および制御手順を適用して中央装置11を冗長化しても構わない。中央装置11を冗長化(二重化)する場合、マスタおよびスレーブの各系は、制御対象機器または端末装置からデータを受信すると、受信した旨を相互に通知し、他の系からの通知およびデータ受信結果に基づいて、マスタとして動作している系の故障を検出する。なお、端末装置12および中央装置11の少なくとも一方を冗長化することにより従来よりも信頼性の高い列車情報管理装置を実現できる。

産業上の利用可能性

[0035]
以上のように、本発明にかかる列車情報管理装置は、冗長構成を採用し、マスタとして動作している系の故障を精度よく検出して動作切り替えを行う列車情報管理装置として有用である。

符号の説明

[0036]
10a 先頭車両、10b 中間車両、11 中央装置、12 端末装置、13 ブレーキ装置、14 表示器、21A 端末装置1系、21B 端末装置2系、22A,22B 信号処理部、23A,23B 伝送部、24A,24B 送信部、25A,25B 受信部、30 制御指令信号。

請求の範囲

[請求項1]
列車搭載機器と通信する端末装置と、
前記端末装置および列車搭載機器と通信する中央装置と、
を備え、
前記端末装置および前記中央装置の少なくとも一方は、列車搭載機器に向けた指示信号を生成するとともに当該指示信号に対する応答信号を受け取る信号処理部、を備えた処理系が二重化されており、列車搭載機器からの応答信号を受け取った信号処理部の少なくとも一方は、その旨を示す情報を他の信号処理部へ伝送し、一方の処理系の故障判定で使用させる
ことを特徴とする列車情報管理装置。
[請求項2]
前記信号処理部の双方が前記応答信号受信の通知を他の信号処理部へ行う場合、
各信号処理部は、列車搭載機器から受信した応答信号および他の信号処理部での応答信号受信結果に基づいて、マスタとして動作中の信号処理部を備えた処理系の故障の有無を判別し、
故障を検出した場合、マスタとして動作していた信号処理部はマスタとしての動作を終了し、スレーブとして動作していた信号処理部がマスタとしての動作を開始する、
ことを特徴とする請求項1に記載の列車情報管理装置。
[請求項3]
前記信号処理部のうち、マスタとして動作中の第1の信号処理部が前記応答信号受信の通知を他の信号処理部へ行う場合、
スレーブとして動作中の第2の信号処理部は、列車搭載機器から受信した応答信号および第1の信号処理部での応答信号受信結果に基づいて、第1の信号処理部を備えた処理系の故障の有無を判別し、故障を検出した場合、第1の信号処理部に対してマスタとしての動作の終了を指示するとともに、マスタとしての動作を開始する、
ことを特徴とする請求項1に記載の列車情報管理装置。
[請求項4]
前記信号処理部のうち、スレーブとして動作中の第1の信号処理部が前記応答信号受信の通知を他の信号処理部へ行う場合、
マスタとして動作中の第2の信号処理部は、列車搭載機器から受信した応答信号および第1の信号処理部での応答信号受信結果に基づいて、自身を備えた処理系の故障の有無を判別し、故障を検出した場合、マスタとしての動作を終了するとともに第1の信号処理部に対してマスタとしての動作の開始を指示する、
ことを特徴とする請求項1に記載の列車情報管理装置。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]