特許 6837923 情報伝送システム及び機器制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6837923

(24)【登録日】2021年2月15日

(45)【発行日】2021年3月3日

(54)【発明の名称】情報伝送システム及び機器制御方法

(51)【国際特許分類】

   B60L 15/42 20060101AFI20210222BHJP

   H04L 12/28 20060101ALI20210222BHJP

【ＦＩ】

   B60L15/42

   H04L12/28 200D

【請求項の数】5

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2017-114782(P2017-114782)

(22)【出願日】2017年6月9日

(65)【公開番号】特開2019-4532(P2019-4532A)

(43)【公開日】2019年1月10日

【審査請求日】2020年2月3日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005108

【氏名又は名称】株式会社日立製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110002365

【氏名又は名称】特許業務法人サンネクスト国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小田 篤史

(72)【発明者】

【氏名】勝田 敬一

(72)【発明者】

【氏名】江田 隆則

【審査官】 笹岡 友陽

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−１１０８２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２５５１７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３３３７２４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｌ １５／４２

Ｈ０４Ｌ １２／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

列車の進行方向先頭の第１の編成と、当該第１の編成に併結された第２の編成とを有する列車に搭載される情報伝送システムにおいて、
前記第１の編成内に設けられた第１の車上ネットワークと、
前記第１の編成内に設けられ、前記第１の車上ネットワークに接続された第１の機器と、
前記第２の編成内に設けられた第２の車上ネットワークと、
前記第２の編成内に設けられ、前記第２の車上ネットワークに接続された第２の機器と、
前記第１の編成内に設けられ、前記第１の車上ネットワークを介して前記第１の機器を制御すると共に、前記第２の車上ネットワークを介して前記第２の機器を制御する中央装置と
を備え、
前記中央装置は、
前記第２の車上ネットワークのデータ伝送速度を検出すると共に、前記列車の走行状態を判定し、
前記第２の車上ネットワークのデータ伝送速度が前記第１の車上ネットワークのデータ伝送速度よりも遅い場合には、前記第２の編成内の前記第２の機器のうち、前記列車の走行状態に応じた一部の前記第２の機器に対して選択的に当該第２の機器を制御するための制御情報をそれぞれ送信する
ことを特徴とする情報伝送システム。

【請求項2】

前記列車の走行状態ごとに、各前記第２の機器に対する優先度が予めそれぞれ設定されており、
前記中央装置は、
現在の前記列車の走行状態に応じて、前記第２の車上ネットワークに許容される範囲内において、より前記優先度の高い各前記第２の機器に対して選択的に前記制御情報をそれぞれ送信する
ことを特徴とする請求項１に記載の情報伝送システム。

【請求項3】

前記中央装置は、
現在の前記列車の走行状態に応じて、前記第２の車上ネットワークに許容される範囲内において、同じ前記優先度に設定されたすべての前記第２の機器に対してそれぞれ前記制御情報を送信可能な前記優先度の各前記第２の機器に対して前記制御情報をそれぞれ送信する
ことを特徴とする請求項２に記載の情報伝送システム。

【請求項4】

前記列車の走行パターンが予め決められており、
前記中央装置は、
前記列車の将来の走行状態に応じて、前記第２の車上ネットワークに許容される範囲内において、前記制御情報を送信する前記第２の機器を決定し、決定した前記第２の機器に対して前記制御情報をそれぞれ送信する
ことを特徴とする請求項１に記載の情報伝送システム。

【請求項5】

列車の進行方向先頭の第１の編成と、当該第１の編成に併結された第２の編成とを有する列車に搭載される情報伝送システムにおいて実行される機器制御方法であって、
前記情報伝送システムは、
前記第１の編成内に設けられた第１の車上ネットワークと、
前記第１の編成内に設けられ、前記第１の車上ネットワークに接続された第１の機器と、
前記第２の編成内に設けられた第２の車上ネットワークと、
前記第２の編成内に設けられ、前記第２の車上ネットワークに接続された第２の機器と、
前記第１の編成内に設けられ、前記第１の車上ネットワークを介して前記第１の機器を制御すると共に、前記第２の車上ネットワークを介して前記第２の機器を制御する中央装置と
を有し、
前記中央装置が、前記第２の車上ネットワークのデータ伝送速度を検出すると共に、前記列車の走行状態を判定する第１のステップと、
前記中央装置が、前記第２の車上ネットワークのデータ伝送速度が前記第１の車上ネットワークのデータ伝送速度よりも遅い場合には、前記第２の編成内の前記第２の機器のうち、前記列車の走行状態に応じた一部の前記第２の機器に対して選択的に当該第２の機器を制御するための制御情報を送信する第２のステップと
を備えることを特徴とする機器制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、情報伝送システム及び機器制御方法に関し、例えば、鉄道車両向けの情報伝送システムに適用して好適なものである。

【背景技術】

【0002】

近年、車両内の省配線化等を目的として、車上ネットワークを利用した鉄道車両向けの情報伝送システムの開発が進められている。かかる情報伝送システムは、車両機器の状態監視に利用される他、データの伝送速度が100Mbpsの高速なネットワークが実現化されたことに伴い、現在では制御情報の伝送にも利用されている。

【0003】

このような状況のもと、近年では、車両内におけるマルチメディアサービスへのニーズが高まっており、車上ネットワークを利用した大容量のメディア情報の伝送やインターネット接続サービス等も実現されている。また近年では、データ伝送速度が１Gbpsの車上ネットワークも登場している。

【0004】

ところで、一般的に鉄道車両の寿命は長く、ある路線の車両が一斉に新たな車両に置換されることは少ない。このため、車上ネットワークの伝送速度が異なる編成同士が併結される場合も多く、このような場合には車上ネットワークの伝送速度の差異を吸収する仕組みが必要となる。

【0005】

かかる仕組みとして、例えば特許文献１には、併結対象の車上ネットワークにおけるデータの伝送速度を検知し、切替えリレーを制御することにより信号経路を変更し、伝送速度の読み替えを行う読替装置を搭載した情報伝送システムの発明が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許第５５６６３６５号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、特許文献１には、伝送速度の異なる編成同士を併結する際に伝送速度を読み替えてデータを送受信することのみが開示されており、送受信するデータ自体の変更は行っていない。このため伝送速度が速い車上ネットワークから伝送速度が遅い車上ネットワークにデータを送信する場合、伝送速度の差異に起因するデータの伝送遅延及びデータの欠損等が発生する可能性があるという問題がある。

【0008】

特に、車上ネットワークによって制御情報の伝送を行う場合、データの伝送遅延及びデータの欠損等は、列車の制御性能（列車に搭載された制駆動装置やドア開閉装置等の機器の応答性）の低下につながるおそれがある。

【0009】

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、列車の制御性能の低下を未然かつ有効に防止し得る情報伝送システム及び機器制御方法を提案しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

かかる課題を解決するため本発明においては、列車の進行方向先頭の第１の編成と、当該第１の編成に併結された第２の編成とを有する列車に搭載される情報伝送システムにおいて、第１の編成内に設けられた第１の車上ネットワークと、第１の編成内に設けられ、第１の車上ネットワークに接続された第１の機器と、第２の編成内に設けられた第２の車上ネットワークと、第２の編成内に設けられ、第２の車上ネットワークに接続された第２の機器と、第１の編成内に設けられ、第１の車上ネットワークを介して第１の機器を制御すると共に、第２の車上ネットワークを介して第２の機器を制御する中央装置とを備え、中央装置は、第２の車上ネットワークのデータ伝送速度を検出すると共に、列車の走行状態を判定し、第２の車上ネットワークのデータ伝送速度が第１の車上ネットワークのデータ伝送速度よりも遅い場合には、第２の編成内の第２の機器のうち、列車の走行状態に応じた一部の第２の機器に対して選択的に当該第２の機器を制御するための制御情報をそれぞれ送信するようにした。

【0011】

また本発明においては、列車の進行方向先頭の第１の編成と、当該第１の編成に併結された第２の編成とを有する列車に搭載される情報伝送システムにおいて実行される機器制御方法であって、情報伝送システムは、第１の編成内に設けられた第１の車上ネットワークと、第１の編成内に設けられ、第１の車上ネットワークに接続された第１の機器と、第２の編成内に設けられた第２の車上ネットワークと、第２の編成内に設けられ、第２の車上ネットワークに接続された第２の機器と、第１の編成内に設けられ、第１の車上ネットワークを介して第１の機器を制御すると共に、第２の車上ネットワークを介して第２の機器を制御する中央装置とを有し、中央装置が、第２の車上ネットワークのデータ伝送速度を検出すると共に、列車の走行状態を判定する第１のステップと、中央装置が、第２の車上ネットワークのデータ伝送速度が第１の車上ネットワークのデータ伝送速度よりも遅い場合には、第２の編成内の第２の機器のうち、列車の走行状態に応じた一部の第２の機器に対して選択的に当該第２の機器を制御するための制御情報を送信する第２のステップとを設けるようにした。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、制御性能の低下を未然かつ有効に防止し得る情報伝送システム及び機器制御方法を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本実施の形態による車上ネットワークのハードウェアブロック図を示す。

【図2】本実施の形態による情報伝送システムのハードウェアブロック図を示す。

【図3】本実施の形態による中央装置の論理構成を示す。

【図4】本実施の形態による送信優先度管理テーブルの構成を示す概念図である。

【図5】本実施の形態による伝送先機器決定処理の処理手順を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。

【0015】

（１）本実施の形態による情報伝送システムの構成
図１は、１つの編成１内における情報伝送システム２の構成を示す。この情報伝送システム２は、車上ネットワーク３と、先頭車両４に搭載された中央装置５と、先頭車両４及び中間車両６にそれぞれ搭載された複数の機器７とを備えて構成される。

【0016】

車上ネットワーク３は、先頭車両４や中間車両６（以下、適宜、これらをまとめて車両と呼ぶ）内にそれぞれ搭載された伝送装置８と、隣接する車両同士の伝送装置８間を接続する基幹伝送路９と、各車両に設けられた支線伝送路１０とから構成される。伝送装置８は、基幹伝送路９を介して伝送されるデータの中継装置である。また基幹伝送路９は、例えばイーサネット（登録商標）などから構成される。車両間の通信は、この基幹伝送路９及び伝送装置８を経由して行われる。支線伝送路１０は、車両内に搭載された機器７同士を接続する伝送路であり、伝送装置８を介して基幹伝送路９と接続される。

【0017】

中央装置５は、編成１内の機器７を一元的に制御する制御装置であり、各機器７に対して、車上ネットワーク３を介して一定周期でデータ送信要求信号や制御情報を送信する。なお、１つの編成１は、通常、２つの先頭車両４間に１又は複数の中間車両６が連結されることにより構成されるが、これら２つの先頭車両４のうち、進行方向の前側の先頭車両４に搭載された中央装置５がその編成１内の各機器７を一元的に制御する。以下においては、このような制御を行う中央装置５をマスタ中央装置５と呼ぶものとする。

【0018】

機器７は、マスタ中央装置５の制御対象となる装置であり、列車の動力源としてのモータを駆動制御するＶＶＶＦ（Variable Voltage Variable Frequency）インバータ等の制駆動装置や、ブレーキ装置を制御するブレーキ制御装置、車両内の温度を調整する空調装置、乗客向けに必要な情報を表示する車内案内表示器、ドアを開閉駆動するドア開閉装置、及び、架線から取り込んだ電力を車内案内装置、空調装置及び車内の照明装置などの電源として適切な形に変換する補助電源装置などから構成される。各機器７は、マスタ中央装置５からのデータ送信要求信号に応じて自己の状態を中央装置５に通知すると共に、マスタ中央装置５からの制御情報に応じた動作を実行する。

【0019】

なお中央装置５の概略構成を図２に示す。この図２からも明らかなように、中央装置５は、ＣＰＵ２０（Central Processing Unit）及びメモリ２１等の情報処理資源を備えたコンピュータ装置から構成される。

【0020】

ＣＰＵ２０は、中央装置５全体の動作制御を司るプロセッサである。またメモリ２１は、例えば半導体記憶装置から構成され、各種プログラムや必要な情報を保持するために利用される。メモリ２１に格納されたプログラムをＣＰＵ２０が実行することにより、中央装置５全体としての各種処理が行われる。例えば、ＣＰＵ２０は、先頭車両４に設置されたマスタコントローラ２２が操作された場合に、メモリ２１に格納された図示しない制御プログラムに従って、当該操作に応じた内容の制御情報を対応する機器７に送信する。

【0021】

図１との対応部分に同一符号に「Ａ」又は「Ｂ」を付して示す図３は、２つの編成１Ａ，１Ｂを併結して列車を構成した場合における当該列車内の情報伝送システム３０の構成を示す。各編成１Ａ，１Ｂ内の情報伝送システム２Ａ，２Ｂの構成は図１と同様であるため、ここでの説明は省略する。

【0022】

２つの編成１Ａ，１Ｂを併結する場合、一般的には一方の編成１Ａの車上ネットワーク３Ａの基幹伝送路９Ａと、他方の編成１Ｂの車上ネットワーク３Ｂの基幹伝送路９Ｂとが電気連結器３２を介して接続することにより、一方の編成１Ａの情報伝送システム２Ａと、他方の編成１Ｂの情報伝送システム２Ｂとが連結される。

【0023】

そしてこのように２つの編成１Ａ，１Ｂの各情報伝送システム２Ａ，２Ｂが連結された場合、図３において矢印ｘで示す列車の進行方向前側の編成１Ａにおいて進行方向の先頭に位置する先頭車両４Ａに搭載された中央装置５がマスタ中央装置５となって、これら２つの編成１Ａ，１Ｂの各情報伝送システム２Ａ，２Ｂから構成される新たな情報伝送システム３０内の各機器７の制御を行う。この際、マスタ中央装置５Ａは、自己が搭載された車両内の機器７Ａとは伝送装置８Ａを介して通信を行い、進行方向の２番目以降の車両内の機器７Ｂとは車上ネットワーク３Ａ，３Ｂを介して通信を行う。

【0024】

ここで列車の進行方向先頭の編成（以下、これを第１の編成と呼ぶ）１Ａの車上ネットワーク（以下、これを第１の車上ネットワークと呼ぶ）３Ａのデータ伝送速度と、列車の進行方向後側の編成（以下、これを第２の編成と呼ぶ）１Ｂの車上ネットワーク（以下、これを第２の車上ネットワークと呼ぶ）３Ｂのデータ伝送速度とが異なる場合について考える。ここでは、第１の車上ネットワーク３Ａの方が第２の車上ネットワーク３Ｂよりもデータ伝送速度が速いものとする。

【0025】

この場合、マスタ中央装置５Ａは、第１の編成１Ａ内の各機器７に対しては、第１の車上ネットワーク３Ａのデータ伝送速度でデータ送信要求信号や制御情報を送信するため、これらの機器７Ａとの間で遅延や欠損等なく所定周期でデータを送受信することができる。このため、機器７Ａは、所定周期で動作する。

【0026】

これに対して、マスタ中央装置５Ａは、第２の編成１Ｂ内の各機器７Ｂとの間の通信は、第１の車上ネットワーク３Ａよりもデータ伝送速度が遅い第２の車上ネットワーク３Ｂを介して行うため、かかる通信時にデータの遅延や欠損が発生する。

【0027】

具体的には、電気連結器３２と接続された第１の車上ネットワーク３Ａ側の伝送装置８Ａは、第１の車上ネットワーク３Ａにおける前段の伝送装置８Ａから伝送されてきたデータを、図示しないバッファメモリに蓄えながら、電気連結器３２を介して接続された第２の車上ネットワーク３Ｂ側の伝送装置８Ｂに送信するためデータの遅延が発生する。またかかるバッファメモリの容量を超えたデータは破棄されるため、データの欠損が発生することになる。

【0028】

ところで、列車の走行状態としては、ドアが開いた状態で停車している「停止」と、モータの動力を車輪に伝えて加速走行している「力行」と、必要に応じてモータの動力を車輪に伝えながら一定速度で走行している「定速」と、坂などにおいてブレーキを掛けながら一定速度で走行している「抑速」と、モータの動力を車輪に伝えることなく惰性で走行している「惰行」と、ブレーキを掛けて減速している「ブレーキ」となどがある。

【0029】

そして列車の走行状態ごとに、マスタ中央装置５Ａの制御が必須となる機器７Ａ，７Ｂの種類は異なる。例えば、列車の走行状態が「停車」の場合には、列車の停止状態を維持するためにブレーキ制御装置の制御が必須となるが、制駆動制御装置の制御は必須ではない。また列車の走行状態が「力行」や「定速」の場合には、列車が一定速度を保つために制駆動制御装置の制御が必須となるが、ドア開閉装置の制御は必須ではない。さらに列車の走行状態が「抑速」や「ブレーキ」の場合には、列車の走行速度を調整するために制駆動制御装置やブレーキ制御装置の制御が必須となるが、ドア開閉装置の制御は必須ではない。

【0030】

従って、図３の例の場合、列車の走行状態に応じて、マスタ中央装置５Ａが第２の編成１Ｂ内の機器７Ｂの中から制御が必須の機器７Ｂに対して選択的に制御情報を送信することによって、その走行状態に応じた最低限度の列車としての機能及び安全性を維持しつつ、第１の車上ネットワーク３Ａから第２の車上ネットワーク３Ｂに送信される制御情報のデータ量を低減させることがき、その結果としてマスタ中央装置５Ａが第２の編成１Ｂ内の機器７Ｂに送信する制御情報の遅延や損失が発生するのを防止し得るものと考えられる。

【0031】

また列車の走行状態ごとに、制御が必須の機器７Ｂ以外の機器７Ｂについても、制御の優先度（重要度）は機器７Ｂごとに異なる。例えば、走行状態が「停車」の場合には、制駆動制御装置よりもドア開閉装置、補助電源装置、空調装置及び車内案内表示器の制御を優先した方が良く、また列車の走行状態が「力行」や「定速」の場合には、ドア開閉装置やブレーキ制御装置よりも補助電源装置や空調装置及び車内案内表示器の制御を優先した方が良い。さらに列車の走行状態が「抑速」や「ブレーキ」の場合には、ドア開閉装置よりも補助電源装置や空調装置及び車内案内表示器の制御を優先的した方が良く、列車の走行状態が「惰行」の場合には、ドア開閉装置や、制駆動制御装置及びブレーキ制御装置よりも補助電源装置や空調装置及び車内案内表示器の制御を優先した方が良い。

【0032】

従って、図３の例の場合、列車の走行状態に応じて、制御が必須の機器７Ｂに対する制御情報に加えて、第２の車上ネットワーク３Ｂの余剰分のデータ帯域の範囲内において、マスタ中央装置５Ａが第２の編成１Ｂ内のより制御の優先度が高い機器７Ｂに対して制御情報を送信するようにすることによって、第２の車上ネットワーク３Ｂのデータ帯域を有効利用しながら、データの遅延や欠損を発生させることなくマスタ中央装置５Ａがこれら機器７Ｂを確実に制御できるものと考えられる。

【0033】

そこで本実施の形態の情報伝送システム３０では、列車の走行方向の先頭に配置される第１の編成１Ａに対して、当該第１の編成１Ａ内の車上ネットワーク３Ａのデータ伝送速度よりもデータ伝送速度が遅い車上ネットワーク３Ｂが搭載された第２の編成１Ｂが併結された場合に、第２の編成１Ｂの車上ネットワーク３Ｂに許容されるデータ量（つまり伝送可能なデータ量）の範囲内において、第２の編成１Ｂ内のより制御の優先度が高い機器７Ｂに対して選択的に制御情報を送信する機能（以下、これを制御情報選択送信機能と呼ぶ）がマスタ中央装置５Ａに搭載されている。

【0034】

実際上、本実施の形態の情報伝送システム３０の場合、図４について後述するように、列車の走行状態ごとに、マスタ中央装置５Ａが第２の編成１Ｂ内の各機器７Ｂに制御情報を送信する際の優先度が機器７Ｂごとにそれぞれ予め設定されている。本実施の形態においては、かかる優先度として「高」、「中」及び「低」の３つのランクが用意されており、列車の走行状態ごとに、その走行状態時に制御が必須となる機器７Ｂについては優先度が「高」に設定され、他の機器７Ｂについては、列車の走行状態時における制御の重要性に応じて優先度が「中」又は「低」に設定される。またマスタ中央装置５Ａには、第２の編成１Ｂ内の各機器７Ｂに対する制御情報のデータ量が予め与えられている。

【0035】

そしてマスタ中央装置５Ａは、マスタコントローラ２２から与えられる操作情報などに基づいて列車の走行状態を常時監視し、そのときの列車の走行状態に応じて、第２の編成１Ｂ内の車上ネットワーク３Ｂに許容されるデータ量の範囲内において、優先度がより高い機器７Ｂに対して制御情報を選択的に送信する。

【0036】

この際、マスタ中央装置５Ａは、上述のように予め与えられた各機器７Ｂに対する制御情報のデータ量に基づいて、制御情報を送信すべき優先度の範囲を決定する。具体的には、優先度が「高」に設定された機器７Ｂについては制御情報を必ず送信する一方、優先度が「中」又は「低」に設定された機器７Ｂについては、同じ優先度に設定されたすべての機器７Ｂに対して制御情報を送信可能な優先度に設定されたものまでに制御情報の送信対象を制限する。

【0037】

例えば、優先度が「高」に設定された各機器７Ｂに制御情報を送信したとしても、まだ第２の編成１Ｂの車上ネットワーク３Ｂのデータ帯域に余裕がある場合、マスタ中央装置５Ａは、優先度が「中」に設定されたすべての機器７Ｂに対して制御情報を送信できるときにのみ、第２の編成１Ｂ内における優先度が「高」に設定された各機器７Ｂに加えて、優先度が「中」に設定された各機器７Ｂに対して制御情報をそれぞれ送信する。これに対してマスタ中央装置５Ａは、優先度が「中」に設定されたすべての機器７Ｂに対して制御情報を送信できないときには、第２の編成１Ｂ内における優先度が「高」に設定された各機器７Ｂに対してのみ制御情報を送信する。

【0038】

このようにすることにより、同一優先度のそれぞれの機器７Ｂに相互に依存関係がある場合、同一優先度の一部の機器７Ｂのみ状態が更新され、同一優先度のそれぞれの機器７Ｂの依存関係が崩れてしまうことを防ぐ。

【0039】

なお各車両内には、かかる機器７の１つとして保安装置が搭載されるが、かかる保安装置は、車上ネットワーク３と異なる信号線を介してマスタ中央装置５Ａと物理的に接続されるため、マスタ中央装置５Ａとの通信に他の機器７との通信の影響を受けず、マスタ中央装置５Ａから制御指令を安定して受信することができる。

【0040】

以上のような本実施の形態による制御情報選択送信機能を実現するための手段として、図２に示すように、中央装置５のメモリ２１には、併結状態判定部１５、伝送速度検出部１６、伝送機器決定部１７、データ送信部１８及び送信優先度管理テーブル１９が格納されている。

【0041】

併結状態判定部１５は、自車両が属する編成（以下、これを自編成と呼ぶ）１が他の編成１と併結された状態（以下、これを併結状態と呼ぶ）にあるか否かを判定する機能を有するプログラムである。なお自編成１が他の編成１と併結状態にあるか否かの判定は、電気連結器３２が連結された場合に入力される信号や、自編成１の最後尾の先頭車両４に搭載された伝送装置８が他の編成１Ｂの先頭車両４に搭載された伝送装置８との間でデータの送受信が可能な状態であるか否かなどに基づいて行うことができる。ただし、ここではその方法は限定しない。

【0042】

また伝送速度検出部１６は、自編成１に併結された他の編成１内の車上ネットワーク３のデータ伝送速度を検出する機能を有するプログラムである。なお他の編成１内のデータ伝送速度を検出する方法としては、例えば、他の編成１の車上ネットワーク３が接続されたときにその車上ネットワーク３のデータ伝送速度を検出して伝送速度検出部１６に通知する機能を自編成１における列車の進行方向最後尾の先頭車両４の伝送装置８に搭載する方法や、自編成１及び他の編成１間のデータ伝送速度を検出して伝送速度検出部１６に通知する機能をかかる伝送装置８に搭載する方法がある。

【0043】

伝送機器決定部１７は、自編成１に他の編成１が併結され、かつ当該他の編成１の車上ネットワーク３のデータ伝送速度が自編成１の車上ネットワーク３のデータ伝送速度よりも遅い場合に、上述のように予め与えられた他の編成１内の各機器７に対する制御情報のデータ量に基づき、そのときの列車の走行状態に応じて、当該他の編成１内の機器７の中から制御情報を送信すべき機器７を決定する機能を有するプログラムである。伝送機器決定部１７は、かかる制御情報を送信する他の編成１内の機器７を、後述する送信優先度管理テーブル１９を参照して決定する。

【0044】

さらにデータ送信部１８は、伝送機器決定部１７が決定した他の編成１内の機器７に対して制御情報を送信する機能を有するプログラムである。

【0045】

一方、送信優先度管理テーブル１９は、列車の走行状態に応じた他の編成１内の各機器７の制御の優先度を管理するために利用されるテーブルであり、図４に示すように、走行状態欄１９Ａ及び送信優先度欄１９Ｂを備えて構成される。送信優先度管理テーブル１９では、１つのエントリ（１行）が１つの走行状態に対応する。

【0046】

そして走行状態欄１９Ａには、列車の対応する走行状態（「停車」、「力行」、「定速」、「抑速」、「惰行」及び「ブレーキ」）の名称が格納される。また送信優先度欄１９Ｂは、送信優先度高欄１９ＢＡ、送信優先度中欄１９ＢＢ及び送信優先度低欄１９ＢＣに区分されている。そして、列車が対応する走行状態のときの優先度が「高」に設定された他の編成１内の各機器７の名称が送信優先度高欄１９ＢＡに格納され、かかる優先度が「中」に設定された他の編成１内の各機器７の名称が送信優先度中欄１９ＢＢに格納され、かかる優先度が「低」に設定された他の編成１内の各機器７の名称が送信優先度低欄１９ＢＣに格納される。

【0047】

この送信優先度管理テーブル１９の内容は、編成１同士が併結された場合に作業員等により予め設定される。

【0048】

（２）制御情報選択送信処理
次に、かかる制御情報選択送信機能に関連して、マスタ中央装置（中央装置）５により実行される制御情報選択送信処理について説明する。なお、以下においては、各種処理の主体をプログラム（併結状態判定部１５、伝送速度検出部１６、伝送機器決定部１７及びデータ送信部１８）として説明するが、実際上は、そのプログラムに基づいてＣＰＵ２０がその処理を実行することは言うまでもない。

【0049】

この制御情報選択送信処理は列車の電源が投入されると開始され、まず、マスタ中央装置５の併結状態判定部１５が、必要な情報を取り込み、取り込んだ情報に基づいて、自編成１（図３における第１の編成１Ａ）に他の編成１（図３における第２の編成１Ｂ）が併結されているか否かを判定する（Ｓ１１）。そして併結状態判定部１５は、この後、伝送速度検出部１６を呼び出す。

【0050】

伝送速度検出部１６は、併結状態判定部１５により呼び出されると、必要な情報を取り込み、取り込んだ情報に基づいて自編成１に併結された他の編成１内の車上ネットワーク３（図３における第２の車上ネットワーク３Ｂ）のデータ伝送速度を検出する（Ｓ１２）。そして伝送速度検出部１６は、この後、伝送機器決定部１７を呼び出す。

【0051】

伝送機器決定部１７は、伝送速度検出部１６により呼び出されると、ステップＳ１１における併結状態判定部１５の判定結果と、ステップＳ１２における伝送速度検出部１６の検出結果とに基づいて、自編成１に他の編成１が併結された併結状態にあり、かつ当該他の編成１の車上ネットワーク３のデータ伝送速度が自編成１の車上ネットワーク３（図３における第１の車上ネットワーク３Ａ）のデータ伝送速度よりも遅いか否かを判断する（Ｓ１３）。

【0052】

ここで、この判断で否定結果を得ることは、自編成１に他の編成１が併結されていないか、又は、自編成１の車上ネットワーク３のデータ伝送速度以上のデータ伝送速度の車上ネットワーク３が搭載された他の編成１が自編成１に併結されていることを意味する。従って、この場合には、マスタ中央装置５が他の編成１内の機器７に対して選択的に制御情報を送信する必要がないため、マスタ中央装置５は、この後、この制御情報選択送信処理を終了する。

【0053】

これに対して、ステップＳ１３の判断で肯定結果を得ることは、マスタ中央装置５が上述した制御情報選択送信機能を利用して、自編成１に併結された他の編成１内の機器７に対して選択的に制御情報を送信すべきことを意味する。かくして、この場合、伝送機器決定部１７は、まず、マスタコントローラ２２から与えられた操作情報や、保安装置から通知されるブレーキ動作の有無などの情報に基づいて現在の列車の走行状態を検出する（Ｓ１４）。

【0054】

続いて、伝送機器決定部１７は、予め与えられている各機器７に対する制御情報のデータ量と、ステップＳ１４で検出した現在の列車の走行状態と、ステップＳ１２で伝送速度検出部１６により検出された自編成１に併結された他の編成１の車上ネットワーク３のデータ伝送速度と、送信優先度管理テーブル１９とに基づいて、当該他の編成１内の各機器７の中から制御情報を送信する機器７を決定する（Ｓ１５）。

【0055】

具体的に、伝送機器決定部１７は、まず、ステップＳ１２で伝送速度検出部１６が検出した他の編成１内の車上ネットワーク３のデータ伝送速度に対して、この制御情報選択送信処理の実行周期の時間を乗じることにより、制御情報選択送信処理の１実行周期内に他の編成１内の機器７に送信可能な制御情報の合計データ量（以下、これを第１の伝送可能データ量と呼ぶ）を算出する。

【0056】

次に、伝送機器決定部１７は、送信優先度管理テーブル１９を参照して、現在の列車の走行状態に対して優先度が「高」又は「中」に設定されたすべての機器７を検出し、他の編成１内のこれらの各機器７に制御情報をそれぞれ送信した場合におけるこれら制御情報の合計データ量（以下、これを第１の制御情報合計データ量と呼ぶ）を算出する。

【0057】

そして伝送機器決定部１７は、データ伝送要求信号やその応答など、制御情報以外で他の編成１内の車上ネットワーク３を流れるデータの合計量を第１の制御情報合計データ量に加算した値と、上述の第１の伝送可能データ量とを比較し、前者の方が後者よりも大きい場合には、他の編成１内の機器７のうちの優先度が「高」に設定された機器７のみを制御情報の送信対象に決定する。

【0058】

これに対して、伝送機器決定部１７は、第１の制御情報合計データ量に対してデータ伝送要求信号やその応答などのデータの合計量を加算した値が第１の伝送可能データ量よりも小さい場合には、送信優先度管理テーブル１９を参照して、現在の列車の走行状態について優先度が「高」、「中」又は「低」に設定されたすべての機器７を検出し、他の編成１内のこれらの各機器７に制御情報をそれぞれ送信した場合の合計データ量（以下、これを第２の制御情報合計データ量と呼ぶ）を算出する。

【0059】

そして伝送機器決定部１７は、制御情報以外で他の編成１内の車上ネットワーク３を流れるデータの合計量を第２の制御情報合計データ量に加算した値と、上述の第１の伝送可能データ量とを比較し、前者の方が後者よりも大きい場合には、他の編成１内の機器７のうちの優先度が「高」又は「中」に設定された機器７のみを制御情報の送信対象に決定し、前者の方が後者よりも小さい場合には、他の編成１内のすべての機器７を制御情報の送信対象に決定する。

【0060】

そして伝送機器決定部１７は、この後、データ送信部１８を呼び出し、呼び出したデータ送信部１８に対して、自編成１内の各機器７への制御情報と、他の編成１内のステップＳ１５で決定した制御情報の送信対象となる各機器７への制御情報とを出力する。

【0061】

データ送信部１８は、伝送機器決定部１７により呼び出されると、その後、上述のように伝送機器決定部１７から与えられた各制御情報のうち、自編成１内の機器７に対する制御情報については支線伝送路１０を介して対応する機器７にそれぞれ送信し、他の編成１内の機器７に対する制御情報については、自編成１内の車上ネットワーク３及び他の編成１内の車上ネットワーク３を介して対応する機器７にそれぞれ送信する（Ｓ１６）。

【0062】

そしてマスタ中央装置５は、この後、この制御情報選択送信処理を終了する。

【0063】

（３）本実施の形態の効果
以上のように本実施の形態の情報伝送システム３０では、マスタ中央装置となった中央装置５が、自編成１に他の編成１が併結された併結状態にあり、かつ当該他の編成１の車上ネットワーク３のデータ伝送速度が自編成１の車上ネットワーク３（図３における第１の車上ネットワーク３Ａ）のデータ伝送速度よりも遅い場合に、他の編成１内の車上ネットワーク３に許容されるデータ量の範囲内において、そのときの列車の走行状態に応じて、当該走行状態について予め機器７ごとにそれぞれ設定された優先度がより高い機器７に対して制御情報を選択的に送信する。

【0064】

従って、本情報伝送システム３０によれば、かかる自編成１内の車上ネットワーク３からかかる他の編成１内の車上ネットワーク３に制御情報が伝送される際に当該制御情報の遅延又は欠損が発生することを有効かつ確実に防止することができ、かくして列車の制御性能の低下を未然かつ有効に防止することができる。

【0065】

（４）他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、図５について上述した制御情報選択送信処理のタイミングでマスタ中央装置５が自編成１に併結されている他の編成１内の車上ネットワーク３のデータ伝送速度を検出したり、どの優先度の機器７にまで制御情報を送信するかを判断するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば、マスタ中央装置５が、編成１同士を併結後、列車の運行前までに自編成１に併結されている他の編成１内の車上ネットワーク３のデータ伝送速度を検出したり、列車の走行状態ごとにどの優先度の機器７にまで制御情報を送信するかを予め決定しておき、制御情報選択送信処理では、そのときの列車の走行状態に応じて、予め決定した対応する優先度の機器７に対して選択的に制御情報を送信するようにしてもよい。

【0066】

また上述の実施の形態においては、マスタ中央装置５が、他の編成１内の車上ネットワーク３のデータ伝送速度に応じて制御情報を送信する機器７Ｂを列車の走行状態ごとに変更する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、他の編成１内の車上ネットワーク３のデータ伝送速度に応じて、マスタ中央装置５から当該他の編成１内の個々の機器７に送信する制御情報のデータ量を、各制御情報の合計データ量が他の編成１内の車上ネットワーク３が許容するデータ量となるようにそれぞれ削減するようにしてもよい。

【0067】

具体的には、制御情報の内容のうち、送信することが必須である内容と、送信することが必須でない内容（タイムコードなど）とを予め区分しておき、他の編成１内の車上ネットワーク３のデータ伝送速度が自編成１内の車上ネットワーク３のデータ伝送速度よりも遅い場合には、他の編成１内の各機器７に対して送信することが必須である内容のみを送信するようにしても良い。また、例えば前回送信した制御情報の内容と、今回送信しようとする制御情報の内容との差分のみを送信するようにしてもよい。このような方法によっても上述の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

【0068】

さらに上述の実施の形態においては、マスタ中央装置５が、列車の現在の走行状態に応じて、他の編成１内の車上ネットワーク３に許容される範囲内で、列車の現在の走行状態に応じて又は加えて、制御情報を送信する機器７を決定するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば自動運転のように列車の走行パターンが予め決まっている場合には、列車の将来の走行状態に応じて、他の編成１内の機器７のうちの制御情報を送信する機器７を決定し、決定した機器７に対してのみ対応する制御情報を送信するようにしてもよい。この場合には、これ以外は上述の実施の形態と同様に情報伝送システムを構成することができる。

【0069】

例えば、列車の走行状態が「惰行」の場合、送信優先度管理テーブル１９において優先度が「高」に設定されている機器７が存在しない。このためマスタ中央装置５は、列車の走行状態が「惰行」の場合には、送信優先度管理テーブル１９において優先度が「中」に設定されている機器７（図４の例では補助電源装置、空調装置及び車内案内表示器）に対して制御情報を送信することができる。

【0070】

しかしながら列車の走行状態が「惰行」の場合が自動運転の走行パターンに含まれない場合には、いずれの走行状態においても優先度が「高」に設定されることのない機器７（図４の例では補助電源装置、空調装置及び車内案内表示器）に制御情報を送信する機会が少なくなってしまう。

【0071】

そこで列車が駅に停車している際に、マスタ中央装置５が、次の駅までの走行パターンを確認し、マスタ中央装置５が次の駅までの走行パターンに列車の走行状態に「惰行」が含まれない場合には、例えば、列車の走行状態が「停車」である間に、当該「停車」の場合に制御情報を送信すべき機器７のうちの優先度が「中」や「低」に設定された機器７と交互に又はこれらの機器７に代えて、上述のような優先度が「高」に設定されることのない機器７に制御情報を送信するようにしてもよい。このようにすることにより、機器７に対する制御情報の送信頻度をある程度平準化することができる。

【0072】

さらに上述の実施の形態においては、同じ優先度に設定されたすべての機器７に対して制御情報を送信できない場合には、その優先度に設定された機器７に対して制御情報を送信しないようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、同一優先度の各機器７に対してもさらに予め順位付けをしておき、同じ優先度に設定されたすべての機器７に対して制御情報を送信できない場合においても、そのうちの順位が高いものから可能な範囲内（マスタ中央装置５が搭載された編成１に併結された他の編成１内の車上ネットワーク３に許容されるデータ量の範囲内）で制御情報を送信するようにしてもよい。

【0073】

さらに上述の実施の形態においては、優先度を「高」、「中」及び「低」の３つのランクで設定するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、２つ又は４つ以上のランクで各機器７の優先度を設定するようにしてもよい。

【符号の説明】

【0074】

１，１Ａ，１Ｂ……編成、２，３０……情報伝送システム、３，３Ａ，３Ｂ……車上ネットワーク、４，４Ａ，４Ｂ……先頭車両、５，５Ａ，５Ｂ……中央装置、６，６Ａ，６Ｂ……中間車両、７，７Ａ，７Ｂ……機器、２０……ＣＰＵ、２１……メモリ、２２……マスタコントローラ、１５……併結状態判定部、１６……伝送速度検出部、１７……伝送機器決定部、１８……データ送信部、１９……送信優先度管理テーブル。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】