專利名稱：列車用通信系統(tǒng)、通信裝置以及中繼裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過鐵道車輛的車上網(wǎng)絡(luò)進行通信的列車用通信系統(tǒng)、構(gòu)成該列車用通信系統(tǒng)的通信裝置以及中繼裝置。
背景技術(shù)：
在鐵道車輛中，各車輛分散配置有車輛監(jiān)視控制裝置，通過車輛監(jiān)視控制裝置對 車輛設(shè)備進行監(jiān)視控制。另外，以車輛的編組單位來配置中繼裝置。鐵道車輛的車上網(wǎng)絡(luò) 是通過將中繼裝置間、以及中繼裝置與車輛監(jiān)視控制裝置之間進行通信連接而構(gòu)成的。車 輛監(jiān)視控制裝置之間通過車上網(wǎng)絡(luò)共享彼此的監(jiān)視控制數(shù)據(jù)，由此實現(xiàn)高度的行駛控制、 故障診斷功能。在車輛監(jiān)視控制裝置間的通信中，例如存在如向各種設(shè)備傳達指令值或者參照設(shè) 備的狀態(tài)值等那樣要求實時性且周期性地產(chǎn)生的通信。另外，也存在像下載已記錄的故障 診斷結(jié)果、事件日志等的情況那樣不要求實時性而非周期性地產(chǎn)生的通信。在此，在不要求 實時性的后者的通信的持續(xù)過程中產(chǎn)生要求實時性的前者的通信時，后者的通信有可能損 害前者的通信的實時性。當要求實時性的車輛監(jiān)視控制裝置間的通信中產(chǎn)生障礙時，很有可能對列車的行 駛控制帶來很大的影響。對此，例如在專利文獻1中公開了如下的以往技術(shù)在鐵道車輛的 車上網(wǎng)絡(luò)中，確保交換監(jiān)視控制數(shù)據(jù)等的通信的實時性，并且同時進行不要求實時性的通
fn °在專利文獻1中，使消息具有與要求實時性的程度相應(yīng)的優(yōu)先級信息。例如，對要 求實時性的消息分配高的優(yōu)先級，對不要求實時性的消息分配低的優(yōu)先級。另外，中繼裝置 具備優(yōu)先級特定隊列。在中繼裝置中，將通過車上網(wǎng)絡(luò)接收到的消息根據(jù)其優(yōu)先級信息而分配到優(yōu)先級 特定隊列。中繼裝置優(yōu)先取出存在于高優(yōu)先級隊列中的消息來進行中繼，僅在高優(yōu)先級隊 列中沒有消息的情況下，取出存在于低優(yōu)先級隊列中的消息來進行中繼。專利文獻1 日本特開2005-333724號公報(參照段落0018 0027、圖4、圖6)以往，在緊接在發(fā)送要求實時性的周期性的消息之前發(fā)送不要求實時性的非周期 性的消息的情況下，發(fā)生問題。在這種情況下，在中繼裝置中，在將要求上述實時性的消息 保存到高優(yōu)先級隊列的時刻，已經(jīng)從低優(yōu)先級隊列中取出不要求實時性的消息而開始進行 中繼。因此，存在如下問題中繼裝置在直到完成不要求實時性的消息的中繼為止無法中繼 其它消息，要求實時性的消息的中繼被延遲而損害實時性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決如上所述的問題而完成的，其目的在于得到一種即使進行允許 非周期性的通信的消息的通信也能夠確保應(yīng)周期性地通信的消息的實時性的列車用通信 系統(tǒng)、構(gòu)成該列車用通信系統(tǒng)的通信裝置以及中繼裝置。
本發(fā)明所涉及的列車用通信系統(tǒng)具備針對每個車輛搭載的通信裝置，其中，通信裝置具備通信周期管理部，該通信周期管理部按照將通信周期劃分為僅允許通信應(yīng)周期性 地通信的消息的期間、允許通信非周期性的通信被允許的消息的期間、允許僅通信周期開 始消息和通信途中的消息的空閑期間的周期信息，管理通信周期，通信裝置以由通信周期 管理部管理的通信周期來進行通信。根據(jù)本發(fā)明，將通信周期劃分為包含僅允許通信應(yīng)周期性地通信的消息的期間的、與消息的通信周期相應(yīng)的通信允許期間來進行通信，因此具有如下效果能夠排除由于 允許非周期性的通信的消息而導(dǎo)致應(yīng)周期性地通信的消息的實時性被損害的狀況。


圖1是表示本發(fā)明的實施方式1的列車用通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。圖2是用于說明圖1中的列車用通信系統(tǒng)中的通信周期的圖。圖3是表示實施方式1的周期開始消息的結(jié)構(gòu)的圖。圖4是表示圖1中的中繼裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。圖5是表示圖4中的中繼控制部的結(jié)構(gòu)的框圖。圖6是表示圖1中的車輛監(jiān)視控制裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。圖7是表示圖6中的傳送控制部的結(jié)構(gòu)的框圖。圖8是表示實施方式1的列車用通信系統(tǒng)的動作的時序圖。圖9是表示非周期消息使周期消息的發(fā)送延遲的情況下的動作的時序圖。圖10是表示本發(fā)明的實施方式2的列車用通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。圖11是表示實施方式2的周期開始消息的結(jié)構(gòu)的圖。圖12是表示圖10中的列車用通信系統(tǒng)中的作為傳送控制站的車輛監(jiān)視控制裝置 的通信周期管理部的通信狀態(tài)轉(zhuǎn)變的圖。圖13是表示圖10中的列車用通信系統(tǒng)中的作為傳送從屬站的車輛監(jiān)視控制裝置 和中繼裝置的通信周期管理部的通信狀態(tài)轉(zhuǎn)變的圖。圖14是表示圖10中的列車用通信系統(tǒng)中的合并連接時的動作流程的時序圖。圖15是表示圖10中的列車用通信系統(tǒng)中的解除連接時的動作流程的時序圖。圖16是表示本發(fā)明的實施方式3的列車用通信系統(tǒng)中的作為傳送控制站的車輛 監(jiān)視控制裝置的通信周期管理部的通信狀態(tài)轉(zhuǎn)變的圖。圖17是表示實施方式3的列車用通信系統(tǒng)中的作為傳送從屬站的車輛監(jiān)視控制 裝置的通信周期管理部的通信狀態(tài)轉(zhuǎn)變的圖。圖18是表示實施方式3的列車用通信系統(tǒng)中的解除連接時的動作流程的時序圖。圖19是用于說明本發(fā)明的實施方式4的列車用通信系統(tǒng)中的通信周期的圖。圖20是表示實施方式4的周期開始消息的結(jié)構(gòu)的圖。圖21是表示本發(fā)明的實施方式5的中繼裝置的中繼控制部的結(jié)構(gòu)的框圖。圖22是表示本發(fā)明的列車用通信系統(tǒng)的其它結(jié)構(gòu)的框圖。
具體實施例方式下面，為了更詳細地說明本發(fā)明，按照附圖來說明用于實施本發(fā)明的優(yōu)選方式。
實施方式1圖1是表示本發(fā)明的實施方式1的列車用通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。在圖1中，列 舉出以兩輛為單位來編組各車輛4a 4f從而構(gòu)成編組6a 6c的鐵道車輛的例子來進行 說明。實施方式1的列車用通信系統(tǒng)具備中繼裝置Ia Ic以及車輛監(jiān)視控制裝置(通信 裝置)2a 2f。中繼裝置Ia Ic被設(shè)置于編組6a 6c，中繼通過車上網(wǎng)絡(luò)進行的各車 輛監(jiān)視控制裝置2a 2f的通信。車輛監(jiān)視控制裝置2a 2f搭載于各車輛4a 4f，對設(shè) 備3a 3f進行監(jiān)視控制。設(shè)備3a 3f是搭載于各車輛4a 4f的車輛設(shè)備。中繼裝置Ia通過編組內(nèi)傳送路8a、8b而與編組6a內(nèi)的車輛監(jiān)視控制裝置2a、2b 相連接。另外，同樣地，中繼裝置Ib通過編組內(nèi)傳送路8c、8d而與編組6b內(nèi)的車輛監(jiān)視控 制裝置2c、2d相連接。中繼裝置Ic通過編組內(nèi)傳送路8e、8f而與編組6c內(nèi)的車輛監(jiān)視控 制裝置2e、2f相連接。并且，中繼裝置la、Ib通過編組間傳送路9a相互連接，中繼裝置lb、 Ic通過編組間傳送路9b相互連接。在實施方式1的列車用通信系統(tǒng)中，構(gòu)成了通過編組內(nèi)傳送路8a 8f以及編組 間傳送路9a、9b進行信息傳送的車上網(wǎng)絡(luò)。此外，在圖1的例子中，車輛監(jiān)視控制裝置2a 作為傳送控制站進行動作，除此以外的車輛監(jiān)視控制裝置2b 2f作為傳送從屬站進行動作。在此，說明實施方式1的列車用通信系統(tǒng)通過車上網(wǎng)絡(luò)進行的通信。圖2是用于 說明圖1中的列車用通信系統(tǒng)中的通信周期的圖。通信周期是在通過車上網(wǎng)絡(luò)進行的通信 中重復(fù)實施的通信模式的單位。在圖2中示出了通信周期N與下一個通信周期N+1。在實施方式1中，根據(jù)數(shù)據(jù)的周期性來規(guī)定通信周期，使得監(jiān)視控制數(shù)據(jù)等的周 期性的數(shù)據(jù)通信的實時性不被非周期性地產(chǎn)生的不要求實時性的其它數(shù)據(jù)通信所損害。在 圖2所示的例子中，在通信周期中規(guī)定有非周期通信禁止期間、非周期通信允許期間、空閑 期間。由此，由中繼裝置、車輛監(jiān)視控制裝置通過車上網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行的通信隨著時間的經(jīng)過而如 非周期通信禁止狀態(tài)、非周期通信允許狀態(tài)、空閑狀態(tài)、非周期通信禁止狀態(tài)、…那樣進行 狀態(tài)轉(zhuǎn)變。在非周期通信禁止期間，僅允許應(yīng)周期性地發(fā)送的消息的通信，禁止發(fā)送非周期 性地發(fā)送的消息。相反地，在非周期通信允許期間，允許發(fā)送非周期性地發(fā)送的消息。此外， 非周期通信允許期間也可以禁止發(fā)送應(yīng)周期性地發(fā)送的消息，但是也可以不禁止而進行與 消息的周期性相應(yīng)的優(yōu)先控制。例如，對應(yīng)周期性地發(fā)送的消息設(shè)定高的優(yōu)先級，對非周期 性地發(fā)送的消息設(shè)定低的優(yōu)先級，進行與優(yōu)先級相應(yīng)的通信控制。如圖2所示，空閑期間是為了使在某個通信周期N開始發(fā)送的消息在下一個通信 周期N+1開始之前完成接收而設(shè)置的富余期間。在空閑期間禁止消息發(fā)送的開始，但是對 于在該時刻已經(jīng)開始發(fā)送而正在發(fā)送的消息，繼續(xù)進行發(fā)送。此外，設(shè)定各通信周期中的非周期通信禁止期間的長度，使得從所有的車輛監(jiān)視 控制裝置2a 2f發(fā)送的周期性的消息的通信在非周期通信禁止期間內(nèi)完成。由此，不需 要在非周期通信允許期間禁止周期性的消息的通信。以后，設(shè)為在非周期通信允許期間不 禁止周期性的消息的通信而進行說明。
成為傳送控制站的車輛監(jiān)視控制裝置2a管理對通信周期、非周期通信禁止期間、 非周期通信允許期間的長度進行規(guī)定的信息。另外，車輛監(jiān)視控制裝置2a使用定時器來管理通信周期的開始定時。與這些通信周期有關(guān)的管理信息通過車輛監(jiān)視控制裝置2a匯總 為周期開始消息。車輛監(jiān)視控制裝置2a對成為傳送從屬站的車輛監(jiān)視控制裝置2b 2f以及中繼 裝置Ia lc，廣播上述周期開始消息。在中繼裝置Ia Ic以及車輛監(jiān)視控制裝置2b 2f中，將周期開始消息的接收視為通信周期的開始，進行該周期開始消息中規(guī)定的通信。圖3是表示實施方式1的周期開始消息的結(jié)構(gòu)的圖。在圖3中，周期開始消息由分別與消息識別符、發(fā)送源識別符、周期長度、非周期通信禁止期間長度、非周期通信允許 期間長度對應(yīng)的字段構(gòu)成。以后，將發(fā)送源識別符、周期長度、非周期通信禁止期間長度、非 周期通信允許期間長度等的信息總稱為周期信息。中繼裝置Ia Ic以及車輛監(jiān)視控制裝 置2b 2f按照從周期開始消息中讀出的周期信息，通過車上網(wǎng)絡(luò)進行通信。此外，周期開始消息也可以包含上述以外的數(shù)據(jù)來作為周期信息。例如，在作為傳 送控制站的車輛監(jiān)視控制裝置2a連接在駕駛員操作的駕駛臺的情況下，如上所述的周期 信息也可以保存在消息頭中，并在消息主體中保存針對各車輛的車輛設(shè)備的指令數(shù)據(jù)。圖4是表示圖1中的中繼裝置的結(jié)構(gòu)的框圖，將中繼裝置Ia Ic統(tǒng)稱為中繼裝 置1。在圖4中，中繼裝置1具備中繼控制部11、交換式集線器(switching hub) 17、編組內(nèi) 傳送路接口 18、編組間傳送路接口 19a、19b。中繼控制部11與傳送路接口 18、19a、19b相 連接，將通過任一個傳送路接口發(fā)送過來的消息中繼給其它傳送路接口。例如，將通過編組 間傳送路接口 19a發(fā)送過來的消息中繼給編組內(nèi)傳送路接口 18和編組間傳送路接口 19b。針對各編組的中繼裝置間的每個編組間傳送路，逐一地設(shè)置編組間傳送路接口 19a、19b。例如，編組6b的中繼裝置Ib中的編組間傳送路接口 19a連接于與編組6a的中 繼裝置Ia連接的編組間傳送路9a，編組間傳送路接口 19b連接于與編組6c的中繼裝置Ic 連接的編組間傳送路9c。另外，在中繼裝置1中各自設(shè)置一個編組內(nèi)傳送路接口 18，編組 內(nèi)傳送路接口 18與交換式集線器17相連接。交換式集線器17通過編組內(nèi)傳送路而與編組內(nèi)的各車輛中設(shè)置的車輛監(jiān)視控制 裝置相連接。例如，編組6a內(nèi)的中繼裝置Ia中的交換式集線器17以管理編組內(nèi)傳送路 8a、8b的方式進行連接，該編組內(nèi)傳送路8a、8b與分別設(shè)置于車輛4a、4b的車輛監(jiān)視控制裝 置2a、2b相連接。編組內(nèi)的車輛監(jiān)視控制裝置間的通信不通過中繼控制部11而經(jīng)由交換 式集線器17來進行。圖5是表示圖4中的中繼控制部的結(jié)構(gòu)的框圖。在圖5中，中繼控制部11具備 通信周期管理部111、周期開始消息判斷部112、中繼目的地判斷部113、消息種類判斷部 114a 114c、發(fā)送消息選擇部115a 115c、周期消息隊列116a 116c以及非周期消息隊 列117a 117c。另外，通信周期管理部111具備周期信息存儲部118。通信周期管理部111使用未圖示的定時器來管理通信周期的狀態(tài)(非周期通信禁 止狀態(tài)、非周期通信允許狀態(tài)、空閑狀態(tài))。例如，在以圖2所示的通信周期來進行通信的情 況下，通信周期管理部111在接收到周期開始消息的時刻啟動定時器，轉(zhuǎn)移到非周期通信 禁止狀態(tài)。在周期信息存儲部118中保存有由周期開始消息判斷部112從周期開始消息中讀 出的周期信息。在通信周期管理部111中，根據(jù)從周期信息存儲部118讀出的周期信息的內(nèi) 容來掌握非周期通信禁止期間、非周期通信允許期間的長度，隨著該期間的時間經(jīng)過而進行從非周期通信禁止狀態(tài)到非周期通信允許狀態(tài)、空閑狀態(tài)這樣的通信周期的狀態(tài)轉(zhuǎn)變。通過編組內(nèi)傳送路接口 18和編組間傳送路接口 19a、19b接收到的消息被輸入到周期開始消息判斷部112。周期開始消息判斷部112判斷所輸入的消息是否為周期開始消 息。在周期開始消息判斷部112中，當判斷為所輸入的消息為周期開始消息時，讀取包含在 該周期開始消息中的周期信息來通知給通信周期管理部111。此外，經(jīng)由周期開始消息判斷 部112的消息不管是否是周期開始消息，都被發(fā)送到中繼目的地判斷部113。中繼目的地判斷部113從由周期開始消息判斷部112輸入的消息中讀取目的地地 址信息，根據(jù)目的地地址信息向與適當?shù)膫魉吐方涌趯?yīng)的消息種類判斷部114a 114c 分配消息。消息種類判斷部114a 114c判斷經(jīng)由中繼目的地判斷部113輸入的消息是應(yīng)周 期性地發(fā)送的消息(要求實時性的消息)、還是應(yīng)非周期性地發(fā)送的消息(不要求實時性的 消息)。消息種類判斷部114a 114c根據(jù)該判斷結(jié)果，將經(jīng)由中繼目的地判斷部113輸入 的消息分配給周期消息隊列116a 116c或非周期消息隊列117a 117c。發(fā)送消息選擇部115a 115c從通信周期管理部111接收當前的通信周期的狀態(tài) 的通知。由此，發(fā)送消息選擇部115a 115c從周期消息隊列116a 116c或非周期消息 隊列117a 117c中取出與當前的通信周期的狀態(tài)相應(yīng)的消息，并通過傳送路接口 18、19a、 19b進行發(fā)送。圖6是表示圖1中的車輛監(jiān)視控制裝置的結(jié)構(gòu)的框圖，將車輛監(jiān)視控制裝置2a 2f統(tǒng)稱為車輛監(jiān)視控制裝置2。在圖6中，車輛監(jiān)視控制裝置2具備傳送控制部21、監(jiān)視記 錄管理部22、設(shè)備監(jiān)視控制部23、周期消息處理部26、非周期消息處理部27以及編組內(nèi)傳 送路接口 28。傳送控制部21輸入通過編組內(nèi)傳送路接口 28接收到的消息，判斷該消息的種類 (應(yīng)周期性地發(fā)送的消息或非周期性地發(fā)送的消息)。傳送控制部21根據(jù)該判斷結(jié)果的消 息種類，將所輸入的上述消息發(fā)送到周期消息處理部26或非周期消息處理部27。相反地， 傳送控制部21將通過周期消息處理部26或非周期消息處理部27接收到的消息經(jīng)由編組 內(nèi)傳送路接口 28發(fā)送到中繼裝置1。監(jiān)視記錄管理部22將由設(shè)備監(jiān)視控制部23得到的車輛設(shè)備的各種監(jiān)視結(jié)果作為 車輛監(jiān)視記錄信息而保存到內(nèi)部的存儲器(未圖示)中來進行管理。設(shè)備監(jiān)視控制部23 與監(jiān)視控制對象的車輛設(shè)備(設(shè)備3a 3f)相連接，進行車輛設(shè)備的監(jiān)視控制。周期消息處理部26將由設(shè)備監(jiān)視控制部23得到的與自身車輛的車輛設(shè)備有關(guān)的 監(jiān)視控制數(shù)據(jù)作為消息而經(jīng)由傳送控制部21和編組內(nèi)傳送路接口 28發(fā)送到中繼裝置1。 另外，周期消息處理部26從經(jīng)由傳送控制部21接收到的消息中取出與其它車輛的車輛設(shè) 備有關(guān)的監(jiān)視控制數(shù)據(jù)來對設(shè)備監(jiān)視控制部23進行設(shè)定。此外，針對與控制周期相應(yīng)的每 個規(guī)定的通信周期，制作用于傳遞包含監(jiān)視控制數(shù)據(jù)的監(jiān)視控制關(guān)聯(lián)信息的消息。非周期消息處理部27將從監(jiān)視記錄管理部22讀出的車輛監(jiān)視記錄信息作為消息 而經(jīng)由傳送控制部21和編組內(nèi)傳送路接口 28發(fā)送到中繼裝置1。另外，非周期消息處理部 27從經(jīng)由傳送控制部21接收到的消息中取出與其它車輛的車輛設(shè)備有關(guān)的車輛監(jiān)視記錄 信息來對監(jiān)視記錄管理部22進行設(shè)定。此外，根據(jù)來自駕駛臺(未圖示)等的指示，制作 用于傳遞車輛監(jiān)視記錄信息的消息。
圖7是表示圖6中的傳送控制部21的結(jié)構(gòu)的框圖，還記載有作為連接目的地的結(jié) 構(gòu)的周期消息處理部26、非周期消息處理部27以及編組內(nèi)傳送路接口 28。在圖7中，傳送 控制部21具備通信周期管理部211、周期開始消息判斷部212、消息種類判斷部214、發(fā)送消 息選擇部215、周期消息緩沖器216以及非周期消息隊列217。另外，通信周期管理部211 具備周期信息存儲部218。通信周期管理部211使用未圖示的定時器來管理通信周期的狀態(tài)(非周期通信禁 止狀態(tài)、非周期通信允許狀態(tài)、空閑狀態(tài))。由通信周期管理部211進行的處理根據(jù)車輛監(jiān) 視控制裝置2是傳送控制站還是傳送從屬站而不同。首先，說明在作為傳送控制站而進行動作的車輛監(jiān)視控制裝置2內(nèi)搭載的通信周 期管理部211。該通信周期管理部211使用未圖示的定時器來管理通信周期的開始定時。例如， 在以圖2所示的通信周期來進行通信的情況下，通信周期管理部211在通信周期的開始時 刻啟動定時器而轉(zhuǎn)移到非周期通信禁止狀態(tài)。此時，通信周期管理部211通過發(fā)送消息選 擇部215和編組內(nèi)傳送路接口 28對作為傳送從屬站進行動作的車輛監(jiān)視控制裝置2b 2f 以及中繼裝置Ia Ic廣播周期開始消息。此外，周期信息存儲部218中預(yù)先保存有周期信息。通信周期管理部211從周期 信息存儲部218讀出周期信息，制作包含該周期信息的周期開始消息。當通信周期開始時， 根據(jù)上述周期信息的內(nèi)容，隨著時間經(jīng)過而進行從非周期通信禁止狀態(tài)到非周期通信允許 狀態(tài)、空閑狀態(tài)這樣的通信周期的狀態(tài)轉(zhuǎn)變。接著，說明在作為傳送從屬站進行動作的車輛監(jiān)視控制裝置2內(nèi)搭載的通信周期 管理部211。該通信周期管理部211在接收到周期開始消息的時刻啟動定時器而轉(zhuǎn)移到非周 期通信禁止狀態(tài)。在周期信息存儲部218中保存有由周期開始消息判斷部212從周期開始 消息中讀出的周期信息。在通信周期管理部211中，根據(jù)從周期信息存儲部218讀出的周 期信息的內(nèi)容來掌握非周期通信禁止期間、非周期通信允許期間的長度，隨著該期間的時 間經(jīng)過而進行從非周期通信禁止狀態(tài)到非周期通信允許狀態(tài)、空閑狀態(tài)這樣的通信周期的 狀態(tài)轉(zhuǎn)變。通過編組內(nèi)傳送路接口 28接收到的消息被輸入到周期開始消息判斷部212。周期 開始消息判斷部212判斷所輸入的消息是否為周期開始消息。在周期開始消息判斷部212 中，在所輸入的消息是周期開始消息的情況下，讀取包含在該周期開始消息中的周期信息 來通知給通信周期管理部211。此外，經(jīng)由周期開始消息判斷部212的消息不管是否是周期 開始消息，都被發(fā)送到消息種類判斷部214。消息種類判斷部214判斷經(jīng)由周期開始消息判斷部212輸入的消息是應(yīng)周期性 地發(fā)送的消息(要求實時性的消息)、還是應(yīng)非周期性地發(fā)送的消息(不要求實時性的消 息)。消息種類判斷部214根據(jù)該判斷結(jié)果，將經(jīng)由周期開始消息判斷部212輸入的消息分 配給周期消息處理部26或非周期消息處理部27。
周期消息緩沖器216保存由周期消息處理部26制作的消息。另外，非周期消息隊 列217保存由非周期消息處理部27制作的消息。發(fā)送消息選擇部215根據(jù)由通信周期管 理部211所管理的當前的通信周期的狀態(tài)，從周期消息緩沖器216或非周期消息隊列217中取出消息，并通過編組內(nèi)傳送路接口 28發(fā)送到中繼裝置1。此外，由非周期消息處理部27進行的消息制作以及由發(fā)送消息選擇部215進行的 消息發(fā)送是非同步地進行的，因此在兩者之間設(shè)置了非周期消息隊列217。另一方面，由周 期消息處理部26進行的消息制作以及由發(fā)送消息選擇部215進行的消息發(fā)送也同樣是非 同步地進行的，但是在兩者之間設(shè)置僅保存單一消息的緩沖器而不設(shè)置隊列。由周期消息處理部26制作的消息用于傳遞根據(jù)控制周期而產(chǎn)生的監(jiān)視控制關(guān)聯(lián) 信息，是應(yīng)周期性地發(fā)送的消息。在這種情況下，比起連失去實時性的舊信息都不遺漏地傳 遞，重要的是放棄舊的信息而適時傳遞最新的信息。由此，將僅保存單一消息的周期消息緩 沖器216配置在周期消息處理部26的后級。如果不需要考慮這種消息的特性，則也可以在 周期消息處理部26的后級配置隊列。
接著說明動作。圖8是表示實施方式1的列車用通信系統(tǒng)的動作的時序圖，示出了中繼裝置Ia Ic以及車輛監(jiān)視控制裝置2a 2f通過傳送路接口發(fā)送和接收消息的狀態(tài)。在圖8中，橫 軸表示時間軸，配置在時間軸上的矩形表示在各裝置間發(fā)送和接收的消息。例如，時間軸上 的在發(fā)送側(cè)配置的消息是發(fā)送消息，在接收側(cè)配置的消息是接收消息。矩形的時間軸方向 的長度表示發(fā)送和接收消息所花費的時間。在以后的說明中，僅考慮基于傳送路的傳送速 率的傳送路占有時間，忽略各裝置中的處理延遲、傳送路的傳輸延遲。此外，圖8的時序圖 的標記在圖8以后說明的時序圖中也相同。作為傳送控制站的車輛監(jiān)視控制裝置2a使用定時器來周期性地重復(fù)通信周期， 在周期開始時刻對車輛監(jiān)視控制裝置2b 2f以及中繼裝置Ia Ic廣播周期開始消息 500a。被廣播的周期開始消息500a經(jīng)過中繼裝置Ia發(fā)送到車輛監(jiān)視控制裝置2b，從中繼 裝置Ia進一步經(jīng)過中繼裝置Ib發(fā)送到車輛監(jiān)視控制裝置2c、2d，從中繼裝置Ib進一步經(jīng) 過中繼裝置Ic發(fā)送到車輛監(jiān)視控制裝置2e、2f。接著，車輛監(jiān)視控制裝置2a對車輛監(jiān)視控制裝置2b 2f以及中繼裝置Ia Ic 廣播包含有自身車輛的監(jiān)視控制數(shù)據(jù)的應(yīng)周期性地通信的消息(以下稱為周期消息)(未 圖示)。中繼裝置Ia Ic以及車輛監(jiān)視控制裝置2b 2f在從車輛監(jiān)視控制裝置2a接收 到被廣播的周期開始消息500a時，根據(jù)從周期開始消息500a中讀出的周期信息的內(nèi)容來 開始通信周期。此外，關(guān)于周期開始消息500a的廣播，由于伴隨存儲和轉(zhuǎn)發(fā) (Store-and-Forward)方式產(chǎn)生的延遲，在與中繼裝置Ia Ic以及車輛監(jiān)視控制裝置 2b 2f相當?shù)母鞴?jié)點中，周期開始消息500a所到達的時刻各不相同。因此，如圖8所示， 與周期開始消息500a對應(yīng)的通信周期的開始時刻針對各節(jié)點不同。此時，車輛監(jiān)視控制裝 置2b 2f廣播包含有自身車輛的監(jiān)視控制數(shù)據(jù)的周期消息(未圖示)。當開始通信周期時，中繼裝置Ia Ic以及車輛監(jiān)視控制裝置2b 2f使用定時 器來監(jiān)視從周期開始起經(jīng)過的時間，進行非周期通信禁止期間、非周期通信允許期間、空閑 期間這樣的通信周期的狀態(tài)的轉(zhuǎn)變(參照圖8中的周期N)。此外，如上所述，周期開始消 息500a到達各節(jié)點的時間不同，因此如圖8所示，在各節(jié)點中，非周期通信禁止期間、非周 期通信允許期間、空閑期間的開始結(jié)束的時刻不同。在此，考慮在時刻Tl車輛監(jiān)視控制裝置2e的監(jiān)視記錄管理部22要向車輛監(jiān)視控制裝置2a發(fā)送非周期性地通信的消息(以下稱為非周期消息)的情況。車輛監(jiān)視控制裝 置2e的非周期消息處理部27制作非周期消息700e而保存到非周期消息隊列217。在車輛 監(jiān)視控制裝置2e中，時刻Tl在通信周期N的非周期通信禁止期間內(nèi)。因此，車輛監(jiān)視控制 裝置2e的發(fā)送消息選擇部215使非周期消息隊列217的消息保持原樣。之后，當在時刻T2轉(zhuǎn)移到通信周期N的非周期通信允許期間時，發(fā)送消息選擇部 215取出保存在非周期消息隊列217中的非周期消息700e，并通過編組內(nèi)傳送路接口 28發(fā) 送非周期消息700e (在圖8中以附加有標記N的矩形來表示)。在中繼裝置Ic的編組內(nèi)傳 送路接口 18中非周期消息700e的接收完成時由于經(jīng)過交換式集線器17而成為時刻T3。中繼裝置Ic所接收到的非周期消息700e在中繼裝置Ic內(nèi)經(jīng)過周期開始消息判 斷部112、中繼目的地判斷部113而被輸出到消息種類判斷部114a。消息種類判斷部114a 在判斷為所輸入的消息是非周期消息700e時，將非周期消息700e保存到非周期消息隊列 117a中。在中繼裝置Ic中，由于時刻T3是非周期通信允許期間，因此發(fā)送消息選擇部115a 立即從非周期消息 隊列117a中取出非周期消息700e，并通過編組間傳送路接口 19a進行發(fā) 送。中繼裝置Ib通過編組間傳送路接口 19b接收來自中繼裝置Ic的非周期消息 700e，在時刻T4完成接收。之后，進行與上述中繼裝置Ic相同的處理，中繼裝置Ib在內(nèi)部 的非周期消息隊列117a中保存非周期消息700e。在中繼裝置Ib中，在時刻T4，非周期通 信允許期間結(jié)束并轉(zhuǎn)移到空閑期間。因此，直到轉(zhuǎn)移到下一個通信周期N+1的非周期通信 允許期間為止，非周期消息700e被保持在非周期消息隊列117a中。作為傳送控制站的車輛監(jiān)視控制裝置2a對車輛監(jiān)視控制裝置2b 2f以及中繼 裝置Ia Ic廣播與下一個通信周期N+1有關(guān)的周期開始消息500b。由此，開始通信周期 N+1。車輛監(jiān)視控制裝置2c當在時刻T5接收到周期開始消息500b時，根據(jù)從該周期開始 消息500b中取出的周期信息的內(nèi)容來開始通信周期N+1。接著，車輛監(jiān)視控制裝置2c廣播包含有自身車輛的監(jiān)視控制數(shù)據(jù)的周期消息 600c (在圖8中以附加有標記C的矩形來表示)。此外，在圖8所示的例子中，示出了周期 消息600c通過中繼裝置la、lb被車輛監(jiān)視控制裝置2a所接收為止的流程，省略記載了車 輛監(jiān)視控制裝置2b、2d 2f的流程。在中繼裝置Ib中，在周期消息600c到達之前非周期消息700e到達。此時，由于 是通信周期N+1中的非周期通信禁止期間，因此中繼裝置Ib仍將非周期消息700e保存在 非周期消息隊列117a中。另一方面，通過發(fā)送消息選擇部115a立即從周期消息隊列116a中讀出周期消息 600c,該周期消息600c通過編組間傳送路接口 19a和編組間傳送路9a被發(fā)送到中繼裝置 Ia0這樣，在中繼裝置Ib中，能夠以不會因為非周期消息700e的發(fā)送處理而延遲的方式發(fā) 送周期消息600c。當隨時間經(jīng)過而成為時刻T7時，中繼裝置Ib轉(zhuǎn)移到非周期通信允許期間。由此， 中繼裝置Ib的發(fā)送消息選擇部115a從非周期消息隊列117a中讀出非周期消息700e，并通 過編組間傳送路接口 19a和編組間傳送路9a發(fā)送給中繼裝置la。接著，說明如下情況下的動作在實施方式1的列車用通信系統(tǒng)中，僅有作為消息 的產(chǎn)生源的車輛監(jiān)視控制裝置2以基于周期信息的通信周期來進行通信，中繼裝置1不進行上述通信周期下的通信。圖9是表示僅有車輛監(jiān)視控制裝置以基于周期信息的通信周期進行通信、由此非周期消息使周期消息的發(fā)送延遲的情況下的動作的時序圖。此外，圖9示出了用于與圖8 所示的本發(fā)明的特征性動作進行比較的動作例，并不是示出了本發(fā)明的動作的圖。首先，與圖8同樣地，作為傳送控制站的車輛監(jiān)視控制裝置2a使用定時器來周期 性地重復(fù)通信周期，在周期開始點處對車輛監(jiān)視控制裝置2b 2f以及中繼裝置Ia Ic 廣播周期開始消息500a。接著，車輛監(jiān)視控制裝置2a對車輛監(jiān)視控制裝置2b 2f以及中繼裝置Ia Ic 廣播包含有自身車輛的監(jiān)視控制數(shù)據(jù)的周期消息(未圖示)。車輛監(jiān)視控制裝置2b 2f當 從車輛監(jiān)視控制裝置2a接收到被廣播的周期開始消息500a時，根據(jù)從周期開始消息500a 中讀出的周期信息的內(nèi)容來開始通信周期。當開始通信周期時，車輛監(jiān)視控制裝置2b 2f使用定時器來監(jiān)視從周期開始起 經(jīng)過的時間，進行非周期通信禁止期間、非周期通信允許期間、空閑期間這樣的通信周期的 狀態(tài)的轉(zhuǎn)變。考慮在時刻Tl車輛監(jiān)視控制裝置2e的監(jiān)視記錄管理部22向車輛監(jiān)視控制裝置 2a要發(fā)送非周期性地通信的非周期消息的情況。車輛監(jiān)視控制裝置2e的非周期消息處理 部27制作非周期消息700e而保存到非周期消息隊列217中。此時，時刻Tl在通信周期N 的非周期通信禁止期間內(nèi)，因此發(fā)送消息選擇部215使非周期消息隊列217的消息保持原樣。當在時刻T2轉(zhuǎn)移到通信周期N的非周期通信允許期間時，車輛監(jiān)視控制裝置2e 的發(fā)送消息選擇部215取出保存在非周期消息隊列217中的非周期消息700e，通過編組內(nèi) 傳送路接口 28發(fā)送非周期消息700e。在中繼裝置Ic的編組內(nèi)傳送路接口 18中非周期消 息700e的接收完成時由于經(jīng)由交換式集線器17而成為時刻T3。中繼裝置Ic將通過編組內(nèi)傳送路8e接收到的非周期消息700e保存到非周期消 息隊列117a中。與圖8不同，在圖9中，中繼裝置Ic不以基于周期開始消息的周期信息內(nèi) 容的通信周期來進行通信。因此，中繼裝置Ic的發(fā)送消息選擇部115a立即從非周期消息 隊列117a中取出非周期消息700e，并通過編組間傳送路接口 19a進行發(fā)送。中繼裝置Ib通過編組間傳送路接口 19b和編組間傳送路9b接收來自中繼裝置Ic 的非周期消息700e，在時刻T4完成接收。與圖8不同，在圖9中中繼裝置Ib不以基于周期 開始消息的周期信息內(nèi)容的通信周期來進行通信。因此，中繼裝置Ib立即通過編組間傳送 路接口 19a和編組間傳送路9a向中繼裝置Ia發(fā)送所接收到的非周期消息700e。中繼裝置Ia在時刻T51完成經(jīng)由編組間傳送路接口 19b從中繼裝置Ib接收非周 期消息700e的處理。同樣地，中繼裝置Ia也不以基于周期開始消息的周期信息內(nèi)容的通 信周期來進行通信，因此立即通過編組內(nèi)傳送路接口 18和編組間傳送路8a向車輛監(jiān)視控 制裝置2a發(fā)送所接收到的非周期消息700e。與圖8同樣地，在時刻T5，車輛監(jiān)視控制裝置2c開始發(fā)送周期消息600c。在時刻 T6，中繼裝置Ia通過編組間傳送路接口 19b接收經(jīng)由中繼裝置Ib發(fā)送的周期消息600c。 此時，在中繼裝置Ia中，在時刻T51開始發(fā)送非周期消息700e，編組內(nèi)傳送路接口 18被非 周期消息700e的發(fā)送所占有。因此，直到非周期消息700e的發(fā)送完成的時刻T61為止，中繼裝置la無法發(fā)送周期消息600c。由此，在中繼裝置la中，周期消息600c的發(fā)送被延遲。
僅通過像以往那樣使用了優(yōu)先級特定隊列的優(yōu)先傳送控制，無法避免這種由已經(jīng) 占有傳送路的消息所引起的延 遲。也就是說，車輛監(jiān)視控制裝置2在以基于周期信息內(nèi)容 的通信周期進行通信的情況下，在中繼裝置1中也需要設(shè)置充分大的空閑期間使得能夠避 免周期消息與非周期消息之間的競爭。在圖9的例子中，通信周期N的空閑期間的結(jié)束時 刻、即下一個通信周期N+1的開始時刻必須至少是非周期消息700e的發(fā)送完成的時刻T61 以后。需要將空閑期間設(shè)為能夠完全排除如上所述的周期消息與非周期消息之間的競 爭的時間長度。例如，空閑期間必須大于從某個車輛監(jiān)視控制裝置1向其它車輛監(jiān)視控制 裝置1發(fā)送消息所需的時間的最差值。此外，作為上述最差值，考慮包含有如下延遲的時 間，該延遲是在列車用通信系統(tǒng)中在離得最遠的車輛監(jiān)視控制裝置間的通信中且通信途中 由于與其它非周期消息之間的競爭而產(chǎn)生的。與此相對，在實施方式1的列車用通信系統(tǒng)中，中繼裝置1也以基于周期信息內(nèi)容 的通信周期來進行通信。此時，將比如下時間之中大的一方的時間還大的時間設(shè)為空閑期 間在相鄰的中繼裝置1之間發(fā)送消息所需的時間；在直接連接的中繼裝置1與車輛監(jiān)視 控制裝置2之間發(fā)送消息所需的時間。由此，能夠排除周期消息與非周期消息之間的競爭， 比圖9所示的情況更能夠提高傳送路的利用效率。如上所述，根據(jù)本實施方式1，中繼裝置1和車輛監(jiān)視控制裝置2具備通信周期管 理部111、211，以由通信周期管理部111、211管理的通信周期來進行通信，其中，上述通信 周期管理部111、211按照將通信周期劃分為包含僅允許通信應(yīng)周期性地通信的消息的期 間的與消息的通信周期相應(yīng)的通信允許期間的周期信息，來管理通信周期。另外，在該結(jié)構(gòu)中，作為傳送控制站進行動作的車輛監(jiān)視控制裝置2在通信周期 的開始時刻，對中繼裝置1和作為傳送從屬站進行動作的車輛監(jiān)視控制裝置2發(fā)送包含周 期信息的周期開始消息，并且將從通信周期的開始時刻起計時的經(jīng)過時間作為基準以上述 通信周期進行通信，中繼裝置1和作為傳送從屬站進行動作的車輛監(jiān)視控制裝置2在周期 開始消息的接收時刻以按照周期開始消息的周期信息的通信周期開始通信，并且將從周期 開始消息的接收時刻起計時的經(jīng)過時間作為基準以通信周期進行通信。在這些結(jié)構(gòu)中利用將通信周期劃分為非周期通信禁止期間、非周期通信允許期 間、空閑期間的周期信息，其中，在上述非周期通信禁止期間允許僅通信應(yīng)周期性地通信的 消息，在上述非周期通信允許期間允許通信非周期性的通信被允許的消息，在上述空閑期 間允許僅通信周期開始消息和通信途中的消息。通過這樣構(gòu)成，能夠排除如下狀況由于允 許非周期性的通信的消息而導(dǎo)致應(yīng)周期性地通信的消息的實時性被損害。另外，根據(jù)本實施方式1，中繼裝置1在對車輛監(jiān)視控制裝置2間的通信進行中繼 時，以按照上述周期信息管理的通信周期來進行中繼，因此能夠得到與上述同樣的效果。另 外，在對車輛監(jiān)視控制裝置2間的通信進行中繼時，調(diào)節(jié)空閑期間的長度使得在某個通信 周期開始發(fā)送的消息被傳送路徑途中的最近的中繼裝置或發(fā)送目的地的車輛監(jiān)視控制裝 置接收完成之前不會開始下一個通信周期，由此能夠排除周期消息與非周期消息之間的競 爭，能夠提高傳送路的利用效率。實施方式2
圖10是表示本發(fā)明的實施方式2的列車用通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。在圖10中， 列舉出車輛4a 4c以三輛為單位構(gòu)成編組6d而車輛4d、4e以兩輛為單位構(gòu)成編組6e的 鐵道車輛的例子來進行說明。實施方式2的列車用通信系統(tǒng)具備中繼裝置la、lb、車輛監(jiān) 視控制裝置2a 2e以及自動連接器5a 5d。中繼裝置la、lb設(shè)置于編組6d、6e，對通過 車上網(wǎng)絡(luò)進行的各車輛監(jiān)視控制裝置2a 2e的通信進行中繼。車輛監(jiān)視控制裝置2a 2e搭載于各車輛4a 4e，對設(shè)備3a 3e進行監(jiān)視控制。設(shè)備3a 3e是搭載于各車輛 4a 4e的車輛設(shè)備。中繼裝置la通過編組內(nèi)傳送路8a 8c而與編組6d內(nèi)的車輛監(jiān)視控制裝置2a 2c相連接。另外，同樣地，中繼裝置lb通過編組內(nèi)傳送路8d、8e而與編組6e內(nèi)的車輛監(jiān)視 控制裝置2d、2e相連接。中繼裝置la與自動連接器5a和編組間傳送路9a相連接，中繼裝 置lb與自動連接器5d和編組間傳送路9b相連接。編組間傳送路9a與自動連接器5b相 連接，編組間傳送路9b與自動連接器5c相連接。自動連接器5a 5d在將編組的車輛間進行合并連接時，還連接編組間傳送路9。 例如，自動連接器5b、5c將編組6d的車輛4與編組6e的車輛進行合并連接，連接編組間傳 送路9a、9b。也就是說，編組間傳送路9a、9b通過自動連接器5b、5c的合并連接和解除連接 來開閉相互的連接。另外，編組6f是通過自動連接器5b、5c合并連接編組6d和編組6e而 構(gòu)成的。在本實施方式2中，前提是當啟動、合并連接、解除連接了列車時，在有限時間內(nèi) 確定列車內(nèi)唯一的傳送控制站。在實施方式2中，決定傳送控制站的方法(確立傳送控制 站的方法)本身不限定于特定的方法。例如，也可以利用參考文獻1所公開的方法。參考文獻1 日本特公平7-46881號公報圖11是表示實施方式2的周期開始消息的結(jié)構(gòu)的圖。在圖11中，周期開始消息 由分別與消息識別符、發(fā)送源識別符、傳送控制站變更標志、周期長度、非周期通信禁止期 間長度、非周期通信允許期間長度對應(yīng)的字段構(gòu)成。在本實施方式2中，將發(fā)送源識別符、傳送控制站變更標志、周期長度、非周期通 信禁止期間長度、非周期通信允許期間長度總稱為周期信息。此外，傳送控制站變更標志是 在作為傳送控制站的車輛監(jiān)視控制裝置2隨著列車的合并連接和解除連接而轉(zhuǎn)移到傳送 從屬站時設(shè)定的。接著說明動作。(1)控制站模式的通信周期管理部的動作圖12是表示圖10中的列車用通信系統(tǒng)中的作為傳送控制站的車輛監(jiān)視控制裝置 的通信周期管理部的通信狀態(tài)轉(zhuǎn)變的圖。此外，實施方式2的車輛監(jiān)視控制裝置2a 2e 的結(jié)構(gòu)與上述實施方式1所示出的圖4 圖7基本相同。以后，使用圖12以及上述實施方式1所示出的圖6、圖7來詳細說明作為傳送控制 站的車輛監(jiān)視控制裝置2的通信周期管理部211的動作。另外，在圖12中，設(shè)作為傳送控 制站的車輛監(jiān)視控制裝置2的通信周期管理部211的動作模式為控制站模式，作為傳送從 屬站的中繼裝置1和車輛監(jiān)視控制裝置2的通信周期管理部111、211的動作模式為從屬站 模式。首先，控制站模式的通信周期管理部211在通信周期的開始時刻啟動定時器，并且不設(shè)定傳送控制站變更標志，通過發(fā)送消息選擇部215和編組內(nèi)傳送路接口 28對從屬站 模式的通信周期管理部211廣播周期開始消息。由此，控制站模式的通信周期管理部211 轉(zhuǎn)移到非周期通信禁止狀態(tài)ST11 (轉(zhuǎn)變TR11)?？刂普灸Ｊ降耐ㄐ胖芷诠芾聿?11當開始通信周期而經(jīng)過了基于上述周期信息 的內(nèi)容的非周期通信禁止期間(一定時間)時，從非周期通信禁止狀態(tài)ST11轉(zhuǎn)變到非周期 通信允許狀態(tài)ST12(轉(zhuǎn)變TR12)。當進一步經(jīng)過了非周期通信允許期間(一定時間)時，通 信周期管理部211從非周期通信允許狀態(tài)ST12轉(zhuǎn)變到空閑狀態(tài)ST13(轉(zhuǎn)變TR13)。當轉(zhuǎn)變到經(jīng)過了空閑期間(一定時間)的狀態(tài)時(轉(zhuǎn)變TR14)，控制站模式的通信 周期管理部211不設(shè)定傳送控制站變更標志，通過發(fā)送消息選擇部215和編組內(nèi)傳送路接 口 28對從屬站模式的通信周期管理部111、211廣播與下一個通信周期有關(guān)的周期開始消 息。由此，控制站模式的通信周期管理部211轉(zhuǎn)移到非周期通信禁止狀態(tài)ST11 (轉(zhuǎn)變TR15)。另一方面，如果空閑期間經(jīng)過之前隨著列車的合并連接和解除連接等而轉(zhuǎn)移到傳 送從屬站，則控制站模式的通信周期管理部211對與下一個通信周期有關(guān)的周期開始消息 的周期信息設(shè)定傳送控制站變更標志。之后，控制站模式的通信周期管理部211通過發(fā)送消息選擇部215和編組內(nèi)傳送 路接口 28對從屬站模式的通信周期管理部211廣播設(shè)定有傳送控制站變更標志的周期開 始消息。由此，作為傳送控制站的車輛監(jiān)視控制裝置2轉(zhuǎn)移到傳送從屬站(從屬站模式) (轉(zhuǎn)變TR2)。(2)從屬站模式的通信周期管理部的動作圖13是表示圖10中的列車用通信系統(tǒng)中的作為傳送從屬站的車輛監(jiān)視控制裝置 和中繼裝置的通信周期管理部的通信狀態(tài)轉(zhuǎn)變的圖。此外，實施方式2的中繼裝置la、lb 和車輛監(jiān)視控制裝置2a 2e的結(jié)構(gòu)與上述實施方式1所示出的圖4 圖7基本相同。此 外，從屬站模式由按照來自傳送控制站的周期開始消息來管理通信周期的普通模式和根據(jù) 自身的定時器來管理通信周期的自主模式構(gòu)成。從屬站模式的通信周期管理部111、211在啟動后立刻成為自主模式而啟動定時 器。同時，從屬站模式的通信周期管理部111、211開始基于預(yù)先存儲的周期信息的內(nèi)容的 非周期通信禁止期間，成為非周期通信禁止狀態(tài)ST211 (轉(zhuǎn)變TR211)。自主模式的通信周期管理部111、211當開始通信周期而經(jīng)過了基于上述周期信 息的內(nèi)容的非周期通信禁止期間(一定時間)時，從非周期通信禁止狀態(tài)ST211轉(zhuǎn)變到非 周期通信允許狀態(tài)ST212(轉(zhuǎn)變TR212)。當進一步經(jīng)過了非周期通信允許期間(一定時間) 時，通信周期管理部111、211從非周期通信允許狀態(tài)ST212轉(zhuǎn)變到空閑狀態(tài)ST213(轉(zhuǎn)變 TR213)。接著，當達到下一個通信周期的開始時間時，自主模式的通信周期管理部111、211 轉(zhuǎn)移到非周期通信禁止狀態(tài)ST211 (轉(zhuǎn)變TR214)。在自主模式中，周期開始消息的發(fā)送源識別符的存儲內(nèi)容為空。通信周期管理部 111、211如果在自主模式時接收到周期開始消息，則將周期開始消息中的發(fā)送源識別符存 儲到周期信息存儲部118、218而轉(zhuǎn)移到普通模式(轉(zhuǎn)變TR21)。在普通模式的通信周期管理部111、211中，在接收到周期開始消息的時刻啟動定 時器。由此，普通模式的通信周期管理部111、211開始基于周期開始消息的周期信息的內(nèi) 容的非周期通信禁止期間，成為非周期通信禁止狀態(tài)ST221 (轉(zhuǎn)變TR221)。
普通模式的通信周期管理部111、211當開始通信周期而經(jīng)過了基于上述周期信 息的內(nèi)容的非周期通信禁止期間(一定時間)時，從非周期通信禁止狀態(tài)ST221轉(zhuǎn)變到非 周期通信允許狀態(tài)ST222(轉(zhuǎn)變TR222)。當進一步經(jīng)過了非周期通信允許期間(一定時間) 時，通信周期管理部111、211從非周期通信允許狀態(tài)ST222轉(zhuǎn)變到空閑狀態(tài)ST223(轉(zhuǎn)變 TR223)。在空閑狀態(tài)ST223下在一定時間內(nèi)沒有接收到周期開始消息的情況下(轉(zhuǎn)變 TR229)，通信周期管理部111、211刪除存儲在周期信息存儲部118、218中的發(fā)送源識別符 的內(nèi)容，轉(zhuǎn)變到自主模式(轉(zhuǎn)變TR22)。另一方面，在空閑狀態(tài)ST223下接收到周期開始消息的情況下(轉(zhuǎn)變TR224)，通信 周期管理部111、211將接收到的周期開始消息的發(fā)送源識別符與從周期信息存儲部118、 218中讀出的發(fā)送源識別符的內(nèi)容進行比較。此時，在兩個發(fā)送源識別符的內(nèi)容不一致的情 況下，通信周期管理部111、211轉(zhuǎn)變到空閑狀態(tài)ST223(轉(zhuǎn)變TR228)。另外，在兩個發(fā)送源識別符的內(nèi)容一致的情況下(轉(zhuǎn)變TR225)，通信周期管理部 111、211在設(shè)定有周期開始消息的傳送控制站變更標志的情況下(轉(zhuǎn)變TR227)，刪除存儲 在周期信息存儲部118、218中的發(fā)送源識別符的內(nèi)容，并轉(zhuǎn)變到自主模式(轉(zhuǎn)變TR22)。在轉(zhuǎn)變TR225中，如果沒有設(shè)定周期開始消息的傳送控制站變更標志，則通信周 期管理部111、211視為來自作為傳送控制站的車輛監(jiān)視控制裝置2的與下一個通信周期有 關(guān)的周期開始消息，復(fù)位定時器并轉(zhuǎn)變到非周期通信禁止狀態(tài)ST221 (轉(zhuǎn)變TR226)。(3)合并連接時的動作圖14是表示圖10中的列車用通信系統(tǒng)中的合并連接時的動作流程的時序圖，示 出了將車輛監(jiān)視控制裝置2a為傳送控制站的編組6d與車輛監(jiān)視控制裝置2e為傳送控制 站的編組6e進行合并連接的情況。在編組6d中，作為傳送控制站的車輛監(jiān)視控制裝置2a在通信周期N的開始時刻 對車輛監(jiān)視控制裝置2b、2c和中繼裝置la廣播周期開始消息500a (圖14中以黑色的矩形 來表示)。接著，車輛監(jiān)視控制裝置2a對車輛監(jiān)視控制裝置2b、2c和中繼裝置la廣播包含 自身車輛4a的監(jiān)視控制數(shù)據(jù)的周期消息600a。廣播了的周期開始消息500a和周期消息600a經(jīng)過中繼裝置la被送到車輛監(jiān)視 控制裝置2b、2c。車輛監(jiān)視控制裝置2b、2c當接收到周期開始消息500a時，通過編組內(nèi)傳 送路8b、8c廣播分別包含車輛4b、4c的監(jiān)視控制數(shù)據(jù)的周期消息600b、600c。由此，車輛監(jiān) 視控制裝置2b接收周期消息600a、600C，車輛監(jiān)視控制裝置2c接收周期消息600a、600b。在編組6e中也同樣地，作為傳送控制站的車輛監(jiān)視控制裝置2e在通信周期M的 開始時刻對車輛監(jiān)視控制裝置2d和中繼裝置lb廣播周期開始消息500e (圖14中以白色 的矩形來表示)。接著，車輛監(jiān)視控制裝置2e對車輛監(jiān)視控制裝置2d和中繼裝置lb廣播 包含自身車輛4e的監(jiān)視控制數(shù)據(jù)的周期消息600e。廣播了的周期開始消息500e和周期消息600e經(jīng)過中繼裝置lb被送到車輛監(jiān)視 控制裝置2d。車輛監(jiān)視控制裝置2d當接收到周期開始消息500e時，將周期開始消息500e 的接收時刻視為通信周期的開始定時而啟動定時器。接著，車輛監(jiān)視控制裝置2d通過編組 內(nèi)傳送路8d、8e廣播包含車輛4d的監(jiān)視控制數(shù)據(jù)的周期消息600d。由此，車輛監(jiān)視控制裝 置2d接收周期消息600e，車輛監(jiān)視控制裝置2e接收周期消息600d。
考慮在時刻T1合并連接了編組6d、6e的情況。在這種情況下，編組間傳送路9a、 9b通過自動連接器5b、5c相連接，合并連接了的對方的編組中的消息流入到本編組的車上 網(wǎng)絡(luò)。此時，中繼裝置lb的通信周期管理部111將當前從屬的周期開始消息500e的發(fā)送 源識別符(確定車輛監(jiān)視控制裝置2e的識別符)存儲到周期信息存儲部118。另一方面，中繼裝置lb的通信周期管理部111當在時刻T2通過編組間傳送路9a、 9b以及自動連接器5b、5c從編組6d接收到周期開始消息500a時，將周期開始消息500a的 發(fā)送源識別符(確定車輛監(jiān)視控制裝置2a的識別符)與當前存儲在周期信息存儲部118 中的發(fā)送源識別符的內(nèi)容進行比較。在此，在周期信息存儲部118中保存有確定車輛監(jiān)視 控制裝置2e的發(fā)送源識別符，因此兩個發(fā)送源識別符的內(nèi)容不同。因此，中繼裝置lb的通 信周期管理部111不將周期開始消息500a的接收視為周期開始。在時刻T3從車輛監(jiān)視控制裝置2e發(fā)送的周期開始消息500e在時刻T4被中繼 裝置lb所接收。中繼裝置lb的通信周期管理部111將在時刻T4接收到的周期開始消息 500e的發(fā)送源識別符與當前存儲在周期信息存儲部118中的發(fā)送源識別符的內(nèi)容進行比 較。在此，由于與當前存儲在周期信息存儲部118中的發(fā)送源識別符的內(nèi)容一致，因此中繼 裝置lb的通信周期管理部111按照周期開始消息500e的周期信息的內(nèi)容來管理通信周期 M+1。設(shè)在時刻T6車輛監(jiān)視控制裝置2a確立為合并連接后的編組6f的傳送控制站。在 該時刻，作為編組6e的傳送控制站的車輛監(jiān)視控制裝置2e成為傳送從屬站。因此，在作為 時刻T6以后最初到來的通信周期的開始定時(通信周期M+2的結(jié)束時刻)的時刻T7，車輛 監(jiān)視控制裝置2e廣播設(shè)定有傳送控制站變更標志的周期開始消息501e。車輛監(jiān)視控制裝置2d的通信周期管理部211和中繼裝置lb的通信周期管理部 111根據(jù)從車輛監(jiān)視控制裝置2e接收到的周期開始消息501e的傳送控制站變更標志，識別 出車輛監(jiān)視控制裝置2e向傳送從屬站的變更，在啟動定時器之后，刪除當前存儲在周期信 息存儲部118、218中的周期開始消息的發(fā)送源識別符(確定車輛監(jiān)視控制裝置2e的識別 符)的內(nèi)容。以后，車輛監(jiān)視控制裝置2d的通信周期管理部211和中繼裝置lb的通信周 期管理部111轉(zhuǎn)變?yōu)樽灾髂Ｊ?，用自己的定時器來管理通信周期的開始定時。在時刻T9，編組6e的中繼裝置lb接收來自作為合并連接后的新的傳送控制站的 車輛監(jiān)視控制裝置2a的周期開始消息500a。此時，中繼裝置lb的通信周期管理部111不 將周期開始消息的發(fā)送源識別符的內(nèi)容存儲到周期信息存儲部118中。因此，中繼裝置lb 的通信周期管理部111將周期開始消息500a的發(fā)送源識別符的內(nèi)容存儲到周期信息存儲 部118中，并將周期開始消息500a的接收時刻視為通信周期的開始定時而啟動定時器。此后，中繼裝置lb的通信周期管理部111按照來自車輛監(jiān)視控制裝置2a的周期 開始消息500a來管理通信周期2。車輛監(jiān)視控制裝置2d、2e當在時刻T10經(jīng)過由中繼裝置 lb進行的中繼而接收到周期開始消息500a時，將周期開始消息500a的發(fā)送源識別符的內(nèi) 容存儲到周期信息存儲部218中，并按照周期開始消息500a來管理通信周期2以后的通信 周期。由此，確立編組6d、6e的合并連接后的列車全體(編組6f)中的通信周期。此外，在從合并連接編組之后到確立列車全體的通信周期為止的期間，中繼裝置1 按照本編組的通信周期來中繼來自其它編組的消息。由此，不會由于從其它編組流入的非 周期消息而使本編組的周期消息延遲。
(4)解除連接時的動作圖15是表示圖10中的列車用通信系統(tǒng)中的解除連接時的動作流程的時序圖，示 出了將編組6f解除連接成編組6d、6e的情況。此外，設(shè)編組6f中的傳送控制站為車輛監(jiān) 視控制裝置2a，解除連接成傳送控制站為車輛監(jiān)視控制裝置2a的編組6d和傳送控制站為 車輛監(jiān)視控制裝置2e的編組6e。首先，在編組6f中，作為傳送控制站的車輛監(jiān)視控制裝置2a在通信周期N的開始 時刻對車輛監(jiān)視控制裝置2b 2e以及中繼裝置la、lb廣播周期開始消息500a(圖15中 以黑色的矩形來表示)。接著，車輛監(jiān)視控制裝置2a對車輛監(jiān)視控制裝置2b 2e以及中 繼裝置la、lb廣播包含自身車輛4a的監(jiān)視控制數(shù)據(jù)的周期消息600a。廣播了的周期開始消息500a和周期消息600a經(jīng)過中繼裝置la被送到車輛監(jiān)視 控制裝置2b、2c，經(jīng)過中繼裝置la、lb被送到車輛監(jiān)視控制裝置2d、2e。車輛監(jiān)視控制裝置 2b、2c、2d、2e當接收到周期開始消息500a時，將周期開始消息500a的接收時刻視為通信周 期的開始定時來啟動定時器，在對非周期通信禁止期間、非周期通信允許期間的時間進行 計時的同時對從周期開始時刻起的時間的經(jīng)過進行計時。接著，車輛監(jiān)視控制裝置2b、2c廣播包含車輛4b、4c的監(jiān)視控制數(shù)據(jù)的周期消息 600b、600c。另外，車輛監(jiān)視控制裝置2d、2e當接收到周期開始消息500a時，廣播包含有車 輛4d、4e的監(jiān)視控制數(shù)據(jù)的周期消息600d、600e。由此，車輛監(jiān)視控制裝置2b接收周期消息600a、600C、600d、600e，車輛監(jiān)視控制 裝置2c接收周期消息600a、600b、600d、600e。另外，車輛監(jiān)視控制裝置2d接收周期消息 600a、600b、600c、600e，車輛監(jiān)視控制裝置2e接收周期消息600a、600b、600c、600d。當在時刻T1將編組6f解除連接成編組6d、6e時，在編組6d中按照來自車輛監(jiān)視 控制裝置2a的周期開始消息500a來繼續(xù)進行通信周期N的通信。另一方面，在編組6e中， 由于周期開始消息500a不會到達，因此前一個通信周期N的空閑狀態(tài)持續(xù)。當從通信周期N的開始起經(jīng)過一定時間t0時，編組6e內(nèi)的中繼裝置lb的通信周 期管理部111以及車輛監(jiān)視控制裝置2d、2e的通信周期管理部211刪除存儲在周期信息存 儲部118、218中的周期開始消息的發(fā)送源識別符(確定車輛監(jiān)視控制裝置2a的識別符)。 此后，上述通信周期管理部111、211轉(zhuǎn)變?yōu)樽灾髂Ｊ剑米约旱亩〞r器來管理通信周期的 開始定時。之后，設(shè)在時刻T6車輛監(jiān)視控制裝置2e確立為編組6e的傳送控制站。此時，成 為傳送控制站的車輛監(jiān)視控制裝置2e使用定時器來管理通信周期1的開始定時，在通信周 期1的開始時刻對車輛監(jiān)視控制裝置2d和中繼裝置lb廣播周期開始消息500e(圖15中 以白色的矩形來表示)。廣播了的周期開始消息500e在時刻T7被中繼裝置lb和車輛監(jiān)視控制裝置2d所 接收。此時，中繼裝置lb和車輛監(jiān)視控制裝置2d的通信周期管理部111、211不將周期開 始消息的發(fā)送源識別符的內(nèi)容存儲到周期信息存儲部118、218中。因此，中繼裝置lb和車輛監(jiān)視控制裝置2d的通信周期管理部111、211將周期開 始消息500e的發(fā)送源識別符的內(nèi)容存儲到周期信息存儲部118、218中，并將周期開始消息 500e的接收時刻視為通信周期的開始定時而啟動定時器。此后，上述通信周期管理部111、 211按照周期開始消息500e來管理通信周期1以后的開始定時。
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如上所述，根據(jù)本實施方式2，中繼裝置1和車輛監(jiān)視控制裝置2的通信周期管 理部111、211具備將表示周期開始消息的發(fā)送源的發(fā)送源識別符進行保存的周期信息存 儲部118、218，按照從保存在周期信息存儲部118、218中的發(fā)送源識別符的發(fā)送源接收到 的周期開始消息的周期信息來管理通信周期，在從與保存在周期信息存儲部118、218中的 發(fā)送源識別符一致的發(fā)送源接收到的周期開始消息中設(shè)定有表示傳送控制站的變更的信 息的情況下，或者在規(guī)定期間內(nèi)沒有接收到周期開始消息的情況下，刪除周期信息存儲部 118,218的發(fā)送源識別符，直到從應(yīng)在周期信息存儲部118、218中保存發(fā)送源識別符的新 的發(fā)送源接收到周期開始消息為止，按照已有的周期信息來管理通信周期。通過這樣構(gòu)成， 在合并連接和解除連接編組的情況下，也能夠在進行不要求實時性的非周期消息的通信的 同時確保周期消息的實時性。實施方式3在上述實施方式2中示出了如下情況在作為傳送控制站的車輛監(jiān)視控制裝置2和作為傳送從屬站的中繼裝置1及車輛監(jiān)視控制裝置2中的任一個中，模式間轉(zhuǎn)變后的初 始狀態(tài)都是非周期通信禁止狀態(tài)。在本實施方式3中說明將模式間轉(zhuǎn)變后的初始狀態(tài)設(shè)為 空閑狀態(tài)的情況。實施方式3的列車用通信系統(tǒng)與上述實施方式2的圖10所示的結(jié)構(gòu)基本相同。另外，列車用通信系統(tǒng)的中繼裝置1和車輛監(jiān)視控制裝置2的結(jié)構(gòu)與上述實施方式1所示出 的圖4 圖7基本相同。與上述實施方式1以及上述實施方式2的不同之處在于，實施方 式3的通信周期管理部111、211使通信周期從空閑狀態(tài)起轉(zhuǎn)變來進行管理。接著說明動作。(1)控制站模式的通信周期管理部的動作圖16是表示本發(fā)明的實施方式3的列車用通信系統(tǒng)中的作為傳送控制站的車輛 監(jiān)視控制裝置的通信周期管理部的通信狀態(tài)轉(zhuǎn)變的圖。此外，實施方式3的車輛監(jiān)視控制 裝置2a 2e的結(jié)構(gòu)與上述實施方式1所示出的圖4 圖7基本相同。以后，使用圖16和上述實施方式1所示出的圖6、圖7來詳細說明作為傳送控制站 的車輛監(jiān)視控制裝置2的通信周期管理部211的動作。另外，在圖16中，設(shè)作為傳送控制 站的車輛監(jiān)視控制裝置2的通信周期管理部211的動作模式為控制站模式，作為傳送從屬 站的中繼裝置1和車輛監(jiān)視控制裝置2的通信周期管理部111、211的動作模式為從屬站模 式。首先，控制站模式的通信周期管理部211在通信周期的開始時刻啟動定時器，并 且不設(shè)定傳送控制站變更標志，通過發(fā)送消息選擇部215和編組內(nèi)傳送路接口 28對從屬站 模式的通信周期管理部211廣播周期開始消息。由此，控制站模式的通信周期管理部211 轉(zhuǎn)變到空閑狀態(tài)ST13 (轉(zhuǎn)變TRl 1)。控制站模式的通信周期管理部211在開始通信周期而經(jīng)過了基于上述周期信息 的內(nèi)容的空閑期間(一定時間)的階段(轉(zhuǎn)變TR14)，如果維持控制站模式，則不設(shè)定傳送 控制站變更標志，通過發(fā)送消息選擇部215和編組內(nèi)傳送路接口 28對從屬站模式的通信周 期管理部211廣播與下一個通信周期有關(guān)的周期開始消息。之后，控制站模式的通信周期 管理部211使通信周期從空閑狀態(tài)ST13轉(zhuǎn)變到非周期通信禁止狀態(tài)STll (轉(zhuǎn)變TR15)。當經(jīng)過了非周期通信禁止期間(一定時間)時，通信周期管理部211從非周期通信禁止狀態(tài)STl 1轉(zhuǎn)變到非周期通信允許狀態(tài)ST12 (轉(zhuǎn)變TR12)。當進一步經(jīng)過了非周期通 信允許期間(一定時間)時，通信周期管理部211從非周期通信允許狀態(tài)ST12轉(zhuǎn)變到空閑 狀態(tài)ST13(轉(zhuǎn)變TR13)。另一方面，如果在空閑期間經(jīng)過之前隨著列車的合并連接和解除連接等而轉(zhuǎn)變到 傳送從屬站，則控制站模式的通信周期管理部211對與下一個通信周期有關(guān)的周期開始消 息的周期信息設(shè)定傳送控制站變更標志。之后，控制站模式的通信周期管理部211通過發(fā)送消息選擇部215和編組內(nèi)傳送 路接口 28對從屬站模式的通信周期管理部111、211廣播設(shè)定有傳送控制站變更標志的周 期開始消息。由此，作為傳送控制站的車輛監(jiān)視控制裝置2轉(zhuǎn)變?yōu)閭魉蛷膶僬?從屬站模 式)(轉(zhuǎn)變TR2)。
(2)從屬站模式的通信周期管理部的動作圖17是表示實施方式3的列車用通信系統(tǒng)中的作為傳送從屬站的車輛監(jiān)視控制 裝置和中繼裝置的通信周期管理部的通信狀態(tài)轉(zhuǎn)變的圖。此外，實施方式3的中繼裝置la、 Ib以及車輛監(jiān)視控制裝置2a 2e的結(jié)構(gòu)與上述實施方式1所示出的圖4 圖7基本相 同。此外，從屬站模式由按照來自傳送控制站的周期開始消息來管理通信周期的普通模式 和根據(jù)自身的定時器來管理通信周期的自主模式構(gòu)成。從屬站模式的通信周期管理部111、211在啟動后立刻成為自主模式(轉(zhuǎn)變TR211) 而啟動定時器。同時，從屬站模式的通信周期管理部111、211開始基于預(yù)先存儲的周期信 息的內(nèi)容的空閑期間，成為空閑狀態(tài)ST213。自主模式的通信周期管理部111、211在開始通信周期而經(jīng)過了基于上述周期 信息的內(nèi)容的空閑期間(一定時間)時，從空閑狀態(tài)ST213轉(zhuǎn)變到非周期通信禁止狀態(tài) ST211(轉(zhuǎn)變TR214)。當進一步經(jīng)過了非周期通信禁止期間(一定時間)時，通信周期管理 部111、211從非周期通信禁止狀態(tài)ST211轉(zhuǎn)變到非周期通信允許狀態(tài)ST212(轉(zhuǎn)變TR212)。 接著，當經(jīng)過了非周期通信允許期間(一定時間)時，自主模式的通信周期管理部111、211 轉(zhuǎn)變到空閑狀態(tài)ST213 (轉(zhuǎn)變TR213)。在自主模式中，周期開始消息的發(fā)送源識別符的存儲內(nèi)容為空。通信周期管理部 111、211當在自主模式時接收到周期開始消息時，將周期開始消息中的發(fā)送源識別符存儲 到周期信息存儲部118、218中并轉(zhuǎn)變?yōu)槠胀Ｊ?轉(zhuǎn)變TR21)。在普通模式的通信周期管理部111、211中，在接收到周期開始消息的時刻啟動定 時器。由此，普通模式的通信周期管理部111、211開始基于周期開始消息的周期信息的內(nèi) 容的空閑期間，成為空閑狀態(tài)ST223 (轉(zhuǎn)變TR221)。在空閑狀態(tài)ST223下在一定時間內(nèi)沒有接收到周期開始消息的情況下(轉(zhuǎn)變 TR229)，通信周期管理部111、211刪除存儲在周期信息存儲部118、218中的發(fā)送源識別符 的內(nèi)容，轉(zhuǎn)變?yōu)樽灾髂Ｊ?轉(zhuǎn)變TR22)。另一方面，在空閑狀態(tài)ST223下接收到周期開始消息的情況下(轉(zhuǎn)變TR224)，通信 周期管理部111、211將接收到的周期開始消息的發(fā)送源識別符與從周期信息存儲部118、 218中讀出的發(fā)送源識別符的內(nèi)容進行比較。此時，在兩個發(fā)送源識別符的內(nèi)容不一致的情 況下，通信周期管理部111、211轉(zhuǎn)變到空閑狀態(tài)ST223(轉(zhuǎn)變TR228)。另外，在兩個發(fā)送源識別符的內(nèi)容一致的情況下(轉(zhuǎn)變TR225)，如果設(shè)定有周期開始消息的傳送控制站變更標志(轉(zhuǎn)變TR227)，則通信周期管理部111、211刪除存儲在周 期信息存儲部118、218中的發(fā)送源識別符的內(nèi)容，轉(zhuǎn)變?yōu)樽灾髂Ｊ?轉(zhuǎn)變TR22)。在轉(zhuǎn)變TR225中，如果沒有設(shè)定有周期開始消息的傳送控制站變更標志，則通信 周期管理部111、211視為來自作為傳送控制站的車輛監(jiān)視控制裝置2的與下一個通信周期 有關(guān)的周期開始消息，復(fù)位定時器而轉(zhuǎn)變到非周期通信禁止狀態(tài)ST221 (轉(zhuǎn)變TR226)。當開始通信周期而經(jīng)過了基于上述周期信息的內(nèi)容的非周期通信禁止期間(一 定時間)時，普通模式的通信周期管理部111、211從非周期通信禁止狀態(tài)ST221轉(zhuǎn)變到非 周期通信允許狀態(tài)ST222(轉(zhuǎn)變TR222)。當進一步經(jīng)過了非周期通信允許期間(一定時間) 時，通信周期管理部111、211從非周期通信允許狀態(tài)ST222轉(zhuǎn)變到空閑狀態(tài)ST223 (轉(zhuǎn)變 TR223)。(4)解除連接時的動作圖18是表示實施方式3的列車用通信系統(tǒng)中的解除連接時的動作流程的時序圖，示出了將編組6f解除連接成編組6d、6e的情況。此外，設(shè)編組6f中的傳送控制站為車輛 監(jiān)視控制裝置2a，解除連接成傳送控制站為車輛監(jiān)視控制裝置2a的編組6d和傳送控制站 為車輛監(jiān)視控制裝置2e的編組6e。首先，在編組6f中，作為傳送控制站的車輛監(jiān)視控制裝置2a在通信周期N的開始 時刻對車輛監(jiān)視控制裝置2b 2e以及中繼裝置la、lb廣播周期開始消息500a(圖18中 以黑色的矩形來表示)。接著，車輛監(jiān)視控制裝置2a對車輛監(jiān)視控制裝置2b 2e以及中 繼裝置la、lb廣播包含自身車輛4a的監(jiān)視控制數(shù)據(jù)的周期消息600a。廣播了的周期開始消息500a和周期消息600a經(jīng)過中繼裝置Ia被送到車輛監(jiān)視 控制裝置2b、2c，經(jīng)過中繼裝置la、Ib被送到車輛監(jiān)視控制裝置2d、2e。車輛監(jiān)視控制裝置 2b、2c、2d、2e當接收到周期開始消息500a時，將周期開始消息500a的接收時刻視為通信周 期的開始定時來啟動定時器，在對非周期通信禁止期間、非周期通信允許期間的時間進行 計時的同時對從周期開始時刻起的時間的經(jīng)過進行計時。接著，車輛監(jiān)視控制裝置2b、2c廣播包含車輛4b、4c的監(jiān)視控制數(shù)據(jù)的周期消息 600b、600c。另外，車輛監(jiān)視控制裝置2d、2e當接收到周期開始消息500a時，廣播包含車輛 4d、4e的監(jiān)視控制數(shù)據(jù)的周期消息600d、600e。由此，車輛監(jiān)視控制裝置2b接收周期消息600a、600C、600d、600e，車輛監(jiān)視控制 裝置2c接收周期消息600a、600b、600d、600e。另外，車輛監(jiān)視控制裝置2d接收周期消息 600a、600b、600c、600e，車輛監(jiān)視控制裝置2e接收周期消息600a、600b、600c、600d。當在時刻Tl將編組6f解除連接成編組6d、6e時，在編組6d中按照來自車輛監(jiān)視 控制裝置2a的周期開始消息500a來繼續(xù)進行通信周期N的通信。另一方面，在編組6e中， 由于周期開始消息500a不會到達，因此前一個通信周期N的空閑狀態(tài)持續(xù)。當從通信周期N的開始起經(jīng)過一定時間t0時，編組6e內(nèi)的中繼裝置Ib的通信周 期管理部111以及車輛監(jiān)視控制裝置2d、2e的通信周期管理部211刪除存儲在周期信息存 儲部118、218中的周期開始消息的發(fā)送源識別符(確定車輛監(jiān)視控制裝置2a的識別符)。 此后，上述通信周期管理部111、211轉(zhuǎn)變?yōu)樽灾髂Ｊ?，用自己的定時器來管理通信周期的 開始定時。之后，設(shè)在時刻T6車輛監(jiān)視控制裝置2e確立為編組6e的傳送控制站。此時，成為傳送控制站的車輛監(jiān)視控制裝置2e使用定時器來管理通信周期O的開始定時，在通信周期O的開始時刻對車輛監(jiān)視控制裝置2d和中繼裝置Ib廣播周期開始消息500e(圖18中 以白色的矩形來表示)。由此，車輛監(jiān)視控制裝置2e開始通信周期O而轉(zhuǎn)變到空閑狀態(tài)。通過這樣將模式間轉(zhuǎn)變后的初始狀態(tài)設(shè)為空閑狀態(tài)，如圖18所示，能夠在將編組 6f解除連接成編組6d、6e的時刻T6之后，將車輛監(jiān)視控制裝置2e被剛剛確立為新的傳送 控制站之后的通信周期0設(shè)為空閑期間。廣播了的周期開始消息500e在時刻T7被中繼裝置Ib和車輛監(jiān)視控制裝置2d所 接收。此時，中繼裝置Ib和車輛監(jiān)視控制裝置2d的通信周期管理部111、211不將周期開 始消息的發(fā)送源識別符的內(nèi)容存儲到周期信息存儲部118、218中。因此，中繼裝置Ib和車輛監(jiān)視控制裝置2d的通信周期管理部111、211將周期開 始消息500e的發(fā)送源識別符的內(nèi)容存儲到周期信息存儲部118、218中，并將周期開始消息 500e的接收時刻視為通信周期的開始定時而啟動定時器。由此，上述通信周期管理部111、 211按照周期開始消息500e來執(zhí)行通信周期0的通信(空閑狀態(tài))。當通信周期0結(jié)束時， 上述通信周期管理部111、211按照來自車輛監(jiān)視控制裝置2e的周期開始消息500e來管理 通信周期1以后的開始定時。如上所述，根據(jù)本實施方式3，將允許僅進行周期開始消息和通信途中的消息的通 信的空閑期間設(shè)為模式間轉(zhuǎn)變后的初始狀態(tài)，因此，傳送控制站剛剛確立之后的周期開始 消息不會由于在傳送控制站的確立時正在發(fā)送的消息而被延遲。因此，在傳送控制站確立 后的空閑期間之后，能夠立即轉(zhuǎn)移到穩(wěn)定狀態(tài)。此外，在上述實施方式3中，示出了將模式間轉(zhuǎn)變后的初始狀態(tài)設(shè)為允許僅進行 周期開始消息和通信途中的消息的通信的空閑期間的例子，但是也可以將通信周期的最初 狀態(tài)設(shè)為空閑狀態(tài)。這樣也能夠得到與上述相同的效果。實施方式4圖19是用于說明本發(fā)明的實施方式4的列車用通信系統(tǒng)中的通信周期的圖。通 信周期是在通過車上網(wǎng)絡(luò)進行的通信中重復(fù)實施的通信模式的單位。在圖19中，在通信周 期中規(guī)定有高速周期通信期間、多用途期間、空閑期間。在高速周期通信期間，針對各通信周期中的每個通信周期發(fā)送和接收規(guī)定的周期 消息。在多用途期間，在通信周期N進行低速周期通信，在通信周期N+1進行非周期通信。 此外，由作為傳送控制站的車輛監(jiān)視控制裝置2的通信周期管理部211設(shè)定應(yīng)在多用途期 間進行通信的消息種類、通信周期以及期間的長度。也就是說，在實施方式4中，在通信周 期的多用途期間，作為傳送控制站的車輛監(jiān)視控制裝置2的通信周期管理部211能夠針對 每個通信周期指定不同種類的消息的發(fā)送。圖20是表示實施方式4的周期開始消息的結(jié)構(gòu)的圖。如圖20所示，實施方式4 的周期開始消息由分別與消息識別符、發(fā)送源識別符、傳送控制站變更標志、周期長度、高 速周期通信期間長度、多用途期間的用途以及多用途期間的期間長度對應(yīng)的字段構(gòu)成。在多用途期間用途字段中保存有表示該通信周期中的多用途期間的用途的信息。 在圖19的例子中，在通信周期N的周期開始消息的多用途期間用途字段中保存有表示是低 速周期通信的信息。另外，在通信周期N+1的周期開始消息的多用途期間用途字段中保存 有表示是非周期通信的信息。
將周期開始消息的各字段中保存的發(fā)送源識別符、傳送控制站變更標志、周期長 度、高速周期通信期間長度、多用途期間的用途以及多用途期間的期間長度等的信息總稱 為周期信息。中繼裝置1和車輛監(jiān)視控制裝置2按照從周期開始消息中讀出的上述周期信 息，通過車上網(wǎng)絡(luò)進行通信。如上所述，根據(jù)本實施方式4，通過作為傳送控制站進行動作的車輛監(jiān)視控制裝置 2的通信周期管理部211，使用將設(shè)定有要通信的消息的種類、通信周期以及期間長度的多 用途期間作為劃分通信周期的期間而進行規(guī)定的周期信息。由此，能夠針對每個通信周期 發(fā)送不同種類的消息，關(guān)于進行周期通信的數(shù)據(jù)，能夠針對每個數(shù)據(jù)種類以不同的周期來 進行通信。另外，關(guān)于進行非周期通信的數(shù)據(jù)，能夠針對每個數(shù)據(jù)種類分配通信頻帶。此外，上述實施方式4能夠應(yīng)用于上述實施方式1 3以及后述的實施方式5的 結(jié)構(gòu)。實施方式5圖21是表示本發(fā)明的實施方式5的中繼裝置的中繼控制部的結(jié)構(gòu)的框圖。在圖 21中，實施方式5的中繼控制部11除了具備圖5所示的結(jié)構(gòu)之外，還具備協(xié)議變換部119a、 119b。協(xié)議變換部119a、119b對通過編組間傳送路接口 19a、19b發(fā)送和接收的消息的協(xié)議 進行變換。例如，由于在編組內(nèi)實現(xiàn)高速通信，因此編組內(nèi)傳送路8中的數(shù)據(jù)鏈路層以下利 用以太網(wǎng)(Ethernet)(注冊商標)。另外，在編組間，為了對由自動連接器進行的連接切 斷也確保可靠性，在編組間傳送路9中的數(shù)據(jù)鏈路層中利用HDLC (High-level Data Link ControlProcedure:高級數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程)，在物理層中利用作為串行傳送的物理層接 口標準的 RS422 (Recommended Standard 422 建議標準 422)。在這種情況下，編組內(nèi)傳送路接口 18作為以太網(wǎng)(注冊商標)接口而發(fā)揮功能， 編組間傳送路接口 19a、19b成為HDLC/RS422接口。協(xié)議變換部119a、119b將通過編組間 傳送路接口 19a、19b接收到的消息，協(xié)議變換為以太網(wǎng)(注冊商標)幀。由此，中繼控制部 11的各結(jié)構(gòu)處理以太網(wǎng)(注冊商標)幀的消息。協(xié)議變換部119a、119b將通過編組間傳送路接口 19a、19b發(fā)送的消息從以太網(wǎng) (注冊商標)幀協(xié)議變換為HDLC幀。由此，在與編組間傳送路接口 19a、19b連接的編組間 傳送路9a、9b中處理HDLC幀的消息。如上所述，根據(jù)本實施方式5，在將編組內(nèi)的中繼裝置1與車輛監(jiān)視控制裝置2之 間進行連接的編組內(nèi)傳送路8、和將中繼裝置1間進行連接的編組間傳送路9之間，設(shè)定不 同的通信協(xié)議，中繼裝置1具備協(xié)議變換部119a、119b，該協(xié)議變換部119a、119b在對編組 內(nèi)傳送路8與編組間傳送路9之間的通信進行中繼時，變換為與各傳送路8.、9對應(yīng)的通信 協(xié)議。由此，在編組內(nèi)傳送路8和編組間傳送路9的數(shù)據(jù)鏈路層以下能夠使用不同的協(xié)議。 例如，能夠在編組內(nèi)利用高速的協(xié)議，在編組間使用對由自動連接器進行的連接切斷也能 夠確保可靠性的低速的協(xié)議。此外，上述實施方式5能夠應(yīng)用于上述實施方式1 4的結(jié)構(gòu)。
另外，在上述實施方式1 5中，示出了與車輛監(jiān)視控制裝置2分開地設(shè)置中繼裝 置1的結(jié)構(gòu)，但是也可以將具有與中繼裝置1相同功能的結(jié)構(gòu)部設(shè)置在車輛監(jiān)視控制裝置2 內(nèi)。圖22是表示本發(fā)明的列車用通信系統(tǒng)的其它結(jié)構(gòu)的框圖。在圖22中，車輛監(jiān)視控制裝置2k 2F具備具有與上述實施方式1 5所示的中繼裝置1相同的功能的中繼處理部 IA IF0中繼處理部1A、1B通過編組6a內(nèi)的傳送路9A而相連接。另外，同樣地，中繼處理部1C、1D通過編組6b內(nèi)的傳送路9C而相連接。中繼處理部1E、1F通過編組6c內(nèi)的傳送 路9E而相連接。并且，中繼處理部1B、1C通過傳送路9B而相互連接，中繼處理部1D、1E通 過傳送路9D而相互連接。在圖22所示的列車用通信系統(tǒng)中，構(gòu)成通過傳送路9A 9E進行信息傳送的車上 網(wǎng)絡(luò)。例如，在編組6a內(nèi)，將傳送路9A作為編組內(nèi)傳送路而由車輛監(jiān)視控制裝置2A、2B通 過中繼處理部1A、IB進行通信，并將傳送路9B作為編組間傳送路而與車輛監(jiān)視控制裝置2C 進行通信。這樣，圖22所示的中繼處理部IA IF作為車輛監(jiān)視控制裝置2A 2F的功能 結(jié)構(gòu)部而進行上述實施方式1 5所示的處理。這樣構(gòu)成也能夠得到與上述相同的效果。產(chǎn)業(yè)上的可利用件本發(fā)明所涉及的列車用通信系統(tǒng)能夠排除由于允許非周期性的通信的消息而導(dǎo) 致應(yīng)周期性地通信的消息的實時性被損害的狀況，因此在通過車上網(wǎng)絡(luò)進行的通信中能夠 實現(xiàn)高度的行駛控制、故障診斷功能。
權(quán)利要求
一種列車用通信系統(tǒng)，具備針對每個車輛搭載的通信裝置，其特征在于，上述通信裝置具備通信周期管理部，該通信周期管理部按照將通信周期劃分為僅允許通信應(yīng)周期性地通信的消息的期間、允許通信非周期性的通信被允許的消息的期間、允許僅通信周期開始消息和通信途中的消息的空閑期間的周期信息，管理上述通信周期，上述通信裝置以由上述通信周期管理部管理的通信周期來進行通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的列車用通信系統(tǒng)，其特征在于，空閑期間的期間長度是通信裝置間的消息發(fā)送所需的最長時間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的列車用通信系統(tǒng)，其特征在于，具備中繼裝置，該中繼裝置搭載在每個編組的車輛中的至少一個上，對通信裝置間的 通信進行中繼，上述中繼裝置具備通信周期管理部，該通信周期管理部按照將通信周期劃分為僅允許 通信應(yīng)周期性地通信的消息的期間、允許通信非周期性的通信被允許的消息的期間、允許 僅通信周期開始消息和通信途中的消息的空閑期間的周期信息，管理上述通信周期，上述中繼裝置以由上述通信周期管理部管理的通信周期，對上述通信裝置間的通信進 行中繼，空閑期間的期間長度是比如下時間之中的大的一方還大的時間在相鄰的中繼裝置間 發(fā)送消息所需的時間；以及在直接連接的中繼裝置與通信裝置之間發(fā)送消息所需的時間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的列車用通信系統(tǒng)，其特征在于，作為傳送控制站進行動作的通信裝置在通信周期的開始時刻，對作為傳送從屬站進行 動作的通信裝置發(fā)送包含有周期信息的周期開始消息，并且將從上述通信周期的開始時刻 起計時的經(jīng)過時間作為基準，以上述通信周期進行通信，作為上述傳送從屬站進行動作的通信裝置在上述周期開始消息的接收時刻，以按照上 述周期開始消息的周期信息的通信周期開始通信，并且將從上述周期開始消息的接收時刻 起計時的經(jīng)過時間作為基準，以上述通信周期進行通信。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的列車用通信系統(tǒng)，其特征在于，在編組內(nèi)傳送路與編組間傳送路之間設(shè)定不同的通信協(xié)議，其中，該編組內(nèi)傳送路將 編組內(nèi)的中繼裝置與通信裝置之間進行連接，該編組間傳送路將中繼裝置之間進行連接，中繼裝置具備協(xié)議變換部，該協(xié)議變換部在對上述編組內(nèi)傳送路與上述編組內(nèi)傳送路 之間的通信進行中繼時，變換為與各傳送路對應(yīng)的通信協(xié)議。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的列車用通信系統(tǒng)，其特征在于，作為傳送控制站進行動作的通信裝置在通信周期的開始時刻對中繼裝置和作為傳送 從屬站進行動作的通信裝置，發(fā)送包含有周期信息的周期開始消息，并且將從通信周期的 開始時刻起計時的經(jīng)過時間作為基準，以上述通信周期進行通信，上述中繼裝置和作為上述傳送從屬站進行動作的通信裝置在上述周期開始消息的接 收時刻，以按照上述周期開始消息的周期信息的通信周期開始通信，并且將從上述周期開 始消息的接收時刻起計時的經(jīng)過時間作為基準，以上述通信周期進行通信。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的列車用通信系統(tǒng)，其特征在于，通信裝置和中繼裝置將通信周期的最初的期間設(shè)為允許僅通信周期開始消息和通信 途中的消息的空閑期間。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的列車用通信系統(tǒng)，其特征在于，通信裝置和中繼裝置將剛剛轉(zhuǎn)變到作為傳送控制站而進行動作的傳送控制站模式、以 按照周期開始消息的周期信息的通信周期作為傳送從屬站而進行動作的普通模式、以及以 按照預(yù)先存儲在自身裝置中的周期信息的通信周期作為傳送從屬站而進行動作的自主模 式之中的某一個模式之后的最初的期間，設(shè)為允許僅通信周期開始消息和通信途中的消息 的空閑期間。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的列車用通信系統(tǒng)，其特征在于，通信周期管理部具備存儲部，該存儲部保存表示周期開始消息的發(fā)送源的發(fā)送源識別符，通信周期管理部按照從保存在上述存儲部中的發(fā)送源識別符的發(fā)送源接收到的周期 開始消息的周期信息，管理通信周期，在從與保存在上述存儲部中的發(fā)送源識別符一致的發(fā)送源接收到的周期開始消息中 設(shè)定有表示傳送控制站的變更的信息的情況下，或者在規(guī)定期間內(nèi)沒有接收到周期開始消 息的情況下，刪除上述存儲部的發(fā)送源識別符，直到從應(yīng)將發(fā)送源識別符保存到上述存儲 部中的新的發(fā)送源接收到周期開始消息為止，按照預(yù)先存儲在自身裝置中的周期信息來管 理通信周期。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的列車用通信系統(tǒng)，其特征在于，作為傳送控制站而進行動作的通信裝置的通信周期管理部將設(shè)定有要通信的消息的 種類、通信周期以及期間長度的期間，規(guī)定為劃分通信周期的期間。
11.一種通信裝置，搭載在每個車輛上，其特征在于，具備通信周期管理部，該通信周期管理部按照將通信周期劃分為包含僅允許通信應(yīng)周 期性地通信的消息的期間的、與消息的通信周期相應(yīng)的通信允許期間的周期信息，管理上 述通信周期，在上述通信裝置間進行通信時，以由上述通信周期管理部管理的通信周期來進行通fn °
12.—種中繼裝置，搭載在每個編組的車輛中的至少一個上，對權(quán)利要求1所述的通信 裝置間的通信進行中繼，其特征在于，上述中繼裝置具備通信周期管理部，該通信周期管理部按照將通信周期劃分為包含僅 允許通信應(yīng)周期性地通信的消息的期間的、與消息的通信周期相應(yīng)的通信允許期間的周期 信息，管理上述通信周期，上述中繼裝置以由上述通信周期管理部管理的通信周期，對上述通信裝置間的通信進 行中繼。
全文摘要
中繼裝置(1)和車輛監(jiān)視控制裝置(2)具備通信周期管理部(111，211)，以由通信周期管理部(111，211)管理的通信周期進行通信，其中，該通信周期管理部(111，211)按照將通信周期劃分為包含僅允許通信應(yīng)周期性地通信的消息的期間的、與消息的通信周期相應(yīng)的通信允許期間的周期信息。
文檔編號B60L15/42GK101801713SQ20088010737
公開日2010年8月11日 申請日期2008年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月13日
發(fā)明者井戶讓治, 辰巳尚吾 申請人:三菱電機株式會社