JP6486929B2 - 列車および車両基地管理システム - Google Patents
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Description
これ以降、図面の図1を参照すると、鉄道車両ベースのメッシュ・ネットワークが、概して参照番号105として示される。鉄道車両ベースのメッシュ・ネットワーク105は、鉄道車両103上に設置されたCMU101、および同じ鉄道車両103上に設置された1つまたは複数のWSN104を備える。鉄道車両ベースのメッシュ・ネットワーク105のアーキテクチャは、IEC62591国際無線標準、ならびに国際計測制御学会による標準ISA100.11の基本構成要素である。
図1において、列車ベースのメッシュ・ネットワークが、概して参照番号107として示される。列車ベースのメッシュ・ネットワーク107は、列車編成109上にオーバーレイされ、機関車108のようなホストまたは制御ポイント上、または電源装置へのアクセスを備える別の資産上に設置されたPWG102と、1つまたは複数のCMU101から成り、CMU101は、各々、列車ベースのメッシュ・ネットワーク107に属しており、また、1つまたは複数のWSN104が存在する場合、それぞれの鉄道車両ベースのメッシュ・ネットワーク105に属するか、またはCMU101を備えるがWSNのない鉄道車両に対してそれぞれの鉄道車両ベースのメッシュ・ネットワーク118に属している。したがって、ここで、CMU101は、鉄道車両ベースのメッシュ・ネットワーク105(鉄道車両103が1つまたは複数のWSN104に取付けられている場合)、および列車ベースのメッシュ・ネットワーク107という2つのメッシュ・ネットワークに属することができるが、列車ベースのメッシュ・ネットワーク107に属することだけが求められている。各CMU101はまた、オプションとして、そのそれぞれの鉄道車両ベースのメッシュ・ネットワーク105を管理している。鉄道車両ベースのメッシュ・ネットワーク105は、CMU101によって継続的に監視され、移動する鉄道車両103が経験する変化に富んだ無線環境に最適化される。列車ベースのメッシュ・ネットワーク107は、オーバーレイ・メッシュ・ネットワークを使用して、列車編成109全体および機関車108に設置されたPWG102との低電力双方向通信をサポートする。オーバーレイされた列車ベースのメッシュ・ネットワーク107は、各鉄道車両103上のCMU101に組み込まれた無線送受信機から成る。CMU101は、列車ベースのメッシュ・ネットワーク107上でメッセージを開始すること、またはもう1つのCMU101との間でメッセージを中継することができる。オーバーレイされた列車ベースのメッシュ・ネットワーク107は、列車編成109において各鉄道車両103によって作成された鉄道車両ベースのメッシュ・ネットワーク105とは無関係に作成され、これとは無関係に動作する。
本発明のもう1つの実施形態において、図3をさらに参照し、PWG116およびCMU101は、車両基地ベースのメッシュ・ネットワーク117の一部であってもよい。地上ベースのPWG116は、車両基地114内で場所にかかわりなくカバレッジを提供するために、車両基地114内のさまざまな場所に配備される。車両基地PWG116は、電源装置へのアクセスを備えるホストまたは資産上のデバイス、および列車編成109に関連付けられていないPWG116の範囲内の鉄道車両103の鉄道車両ベースのメッシュ・ネットワーク105または118を編成するために使用される。このプロセスは、後にさらに詳細に説明される。したがって、車両基地ベースのメッシュ・ネットワーク117は、地上ベースのPWG116、機関車108が列車編成109に関連付けられていない場合、機関車ベースのPWG102、およびそれぞれの鉄道車両103が列車編成109に関連付けられていない場合、CMU101を含むノードから成る。CMU101を装備されている鉄道車両103がTNID113に関連付けられていない場合、これはRNID112に関連付けられている。PWG102を装備されている機関車108は、車両基地ベースのメッシュ・ネットワーク117を検知することができるが、実際にそのネットワークのメンバーではない。
上記で説明されているインフラストラクチャは、列車編成109の組成および解除を管理するために車両基地114のコンテキストにおいて使用することができる。好ましくは、鉄道車両103には各々、1つのCMU101、ならびに方向を検知するための加速度計、および動きまたは衝撃を検知するための加速度計を有する1つまたは複数のWSN104が装備される。あるいは、鉄道車両103上のCMU101には、内部加速度計および/または磁気計が装備されてもよい。
図3は、鉄道車両103が列車ベースのメッシュ・ネットワーク107に論理的に関連付けられるプロセスを示す。CMU101を備える鉄道車両103は、鉄道ハンプ車両基地114または鉄道フラット切替え車両基地114を介して列車編成109に物理的に追加されるが、図3に示されるように、鉄道車両103は引き続き論理的に、RNID112を有する車両基地ベースのメッシュ・ネットワーク117の一部である。
CMU101を備える鉄道車両103が列車編成109の一部として車両基地114に入ると、CMU101、および機関車108上に設置されたPWG102は、特定のTNID113を有する列車ベースのメッシュ・ネットワーク107上で双方向通信を行う。
図4および図5をさらに参照すると、鉄道ベースの車両基地114システムは、他の場所に移動されて新しい列車編成109を形成する必要のある特定の鉄道車両103を認識する。列車ベースのメッシュ・ネットワーク107は、情報を収集して、列車編成109を形成するために連結された鉄道車両103を確認することができる。
2) 「ハンマ」鉄道車両103および「アンビル」鉄道車両103上のCMU101に設置された加速度計から同時衝撃を監視する方法
3) 別個の鉄道車両上のデバイス間の相対信号強度インジケータ(RSSI)
4) 移動またはその欠如を検出するためにCMU101に設置された移動センサ
5) CMU101がアクティブなRFID信号の取得を認知するRFIDリーダセンサを装備される、自動機器識別(AEI)タグリーダ127またはアクティブRFIDタグ
6) 鉄道車両103上に設置されたCMU101が、TNID113をブロードキャストする接続ソースをアクティブに感知または「スニッフィング」する方法
7) ローカルまたは近接センサを装備されたWSN104
8) 鉄道車両103上に設置されたCMU101が、その周辺の1つまたは複数の列車ベースのメッシュ・ネットワーク107を認識する方法、または
9) 圧力リリースを監視し、次いで鉄道車両103上に設置されたCMU101にメッセージを送信するための、鉄道車両103ブレーキ圧力線上に設置されたWSN104。
ダーク鉄道車両103上のCMU101は、縮小された構成可能なデューティまたはパワーサイクルで動作しており、CMU101は、機関車108がダーク鉄道車両103を通過する際に機関車108上に設置されたPWG102からの送信を受信するのに十分長くリッスンしている。ダーク鉄道車両103は、車両基地114または鉄道側線または待避線上のような領域内にあり得る。機関車のPWG102は電源装置を有するので、接続するダーク鉄道車両103を探して(つまり、「スニッフィングして」)連続的なプロミスキャス・リッスン・モード(任意のネットワークへの参加を試みることを意味する)であってもよい。
データ処理プラットフォームは、WSN104、CMU101、およびPWG102から収集されたデータに基づいて結論を導くために使用されるインテリジェンスを実施することに対して責任を負う。好ましくは、データ処理プラットフォームは、すべてのWSN104、CMU101、機関車上のPWG102、および車両基地内に設置されたPWG116の間で分散され、サードパーティプロバイダまたは外部ソースからのさまざまなデータ・ストリームと併せて、列車ベースのメッシュ・ネットワーク107および車両基地ベースのネットワーク117と密接に連動するように最適化されたクラウドベースのインフラストラクチャを使用する。
Claims (13)
- 車両基地ベースのメッシュ・ネットワークを備える車両基地管理システムであって、
車両基地ベースのメッシュ・ネットワークは、
前記車両基地内にノードとして配備された1つまたは複数の電源内蔵式無線ゲートウェイであって、前記車両基地ベースのメッシュ・ネットワークに関連付けられるローミング・ネットワークID(RNID)を送信するように構成される、電源内蔵式無線ゲートウェイと、
少なくとも1つの鉄道車両上に取付けられた通信管理ユニットと、少なくとも1つの鉄道車両の稼働パラメータを検知するための1つまたは複数のセンサを有する1つまたは複数の無線センサ・ノードと、を具備する、少なくとも1つの鉄道車両を備える、鉄道車両ベースのメッシュ・ネットワークであって、前記少なくとも1つの鉄道車両は、前記RNIDを使用する前記車両基地ベースのメッシュ・ネットワークに接続される、鉄道車両ベースのメッシュ・ネットワークと、
を備え、
前記システムは、
(a)前記少なくとも1つの鉄道車両を備える列車編成を、前記少なくとも1つの鉄道車両に前記車両基地ベースのメッシュ・ネットワークから接続解除すること、および、前記列車編成に関連付けられる列車ベースのメッシュ・ネットワークに加わることを指示することによって、論理的に組成する機能と、
(b)組成された列車編成を確認する機能と、
(c)列車編成を論理的に解除する機能と、
を実行するように構成される、車両基地管理システム。 - 前記システムは、解除された列車編成を確認する更なる機能を実行する、請求項1に記載の車両基地管理システム。
- 前記列車編成を論理的に組成する機能は、1つまたは複数の前記1つまたは複数の電源内蔵式無線ゲートウェイによって、
前記列車構成に関連付けられる機関車を識別することであって、前記機関車上の電源内蔵式無線ゲートウェイは、列車ネットワークIDをブロードキャストすることと、
前記機関車上の前記電源内蔵式無線ゲートウェイに、前記列車ベースのメッシュ・ネットワークに一つまたは複数の鉄道車両を追加するよう指示するコマンドを前記機関車へ送信することと、
前記少なくとも1つの鉄道車両の前記通信管理ユニットに、前記列車ネットワークIDによって識別される前記列車ベースのメッシュ・ネットワークに加わるコマンドを送信することと、
をさらに備える、請求項1に記載の車両基地管理システム。 - 前記列車ネットワークIDによって識別される前記列車ベースのメッシュ・ネットワークに加わるよう指示された場合、前記少なくとも1つの鉄道車両は、
(a)前記車両基地ベースのメッシュ・ネットワークとの接続を切る機能と、
(b)前記機関車上の前記電源内蔵式無線ゲートウェイによってブロードキャストされている前記列車ネットワークIDを探す機能と、
(c)前記列車ネットワークIDをブロードキャストする前記列車ベースのメッシュ・ネットワークに加わる機能と、
を実行する、請求項3に記載の車両基地管理システム。 - 前記列車編成を論理的に解除する機能は、前記機関車内の前記電源内蔵式無線ゲートウェイに前記列車編成を論理的に解除するよう命令することを備え、
前記電源内蔵式無線ゲートウェイは、解除の前記命令を受信すると、前記列車ベースのメッシュ・ネットワーク内の前記通信管理ユニットの各々に、前記列車ベースのメッシュ・ネットワークから前記車両基地ベースのメッシュ・ネットワークへ変更するコマンドを送信する、請求項3に記載の車両基地管理システム。 - 前記列車編成を論理的に解除する機能は、車両基地に入ると車両基地ベースのメッシュ・ネットワークの存在を前記電源内蔵式無線ゲートウェイが自動的に検知することを備え、
前記電源内蔵式無線ゲートウェイは、前記車両基地ベースのメッシュ・ネットワークを検知すると、前記列車ベースのメッシュ・ネットワーク内の前記通信管理ユニットの各々に、前記列車ベースのメッシュ・ネットワークから前記車両基地ベースのメッシュ・ネットワークへ変更するコマンドを送信する、請求項1に記載の車両基地管理システム。 - 前記列車編成を確認する機能は、
(a)前記列車編成内の各鉄道車両上の各通信管理ユニット内に配置されたGNSS受信機から場所、速度、および方向の示度を取得することと、
(b)前記列車編成に割り当てられた前記機関車内の前記電源内蔵式無線ゲートウェイ内に配置されたGNSS受信機から場所、速度、および方向の示度を取得することと、
(c)取得された示度の全てが同様の場所、速度、および方向の情報の組み合わせを反映することを確認することと、
を備える、請求項1に記載の車両基地管理システム。 - 前記列車編成を確認する機能は、
(a)隣接するハンマ鉄道車両およびアンビル鉄道車両上に設置された一つまたは複数の加速度計から加速度の示度を取得し、前記示度が2つの鉄道車両の連結に合致することを保証することと、
(b)前記ハンマ鉄道車両およびアンビル鉄道車両が前記列車編成に割り当てられていることを確認することと、
を備える、請求項1に記載の車両基地管理システム。 - 前記列車編成を確認する機能は、
(a)ジオフェンス領域を形成することと、
(b)一つまたは複数の鉄道車両が、前記ジオフェンス領域内にあるか、前記ジオオフェンス領域外にあるか、または前記ジオフェンス領域を通過したかを確認することと、 を備える、請求項1に記載の車両基地管理システム。 - 前記列車編成を確認する機能は、
(a)前記列車編成が通過する際に列車外のRFID送受信機の存在を検出することと、
(b)前記列車編成の速度に基づいて、各鉄道車両が正確な時間で前記RFID送受信機を検知することを確認することと、
備える、請求項1に記載の車両基地管理システム。 - 前記列車編成を確認する機能は、
(a)前記列車編成内の各鉄道車両上のブレーキ圧力線から圧力の示度を取得することと、
(b)前記列車構成の至る所で前記圧力の示度が合致していることを確認することと、 を備える、請求項1に記載の車両基地管理システム。 - 前記列車編成を確認する機能は、
(a)前記列車編成内の各鉄道車両上の前記通信管理ユニットから、報告されたRSSI値を取得することと、
(b)RSSI値が全て前記列車編成上の他の鉄道車両と合致していることを確認することと、
を備える、請求項1に記載の車両基地管理システム。 - 前記列車編成を確認する機能は、
(a)前記列車編成内の各鉄道車両上の通信管理ユニットからモーション・イベントを取得することと、
(b)前記モーション・イベントの時間が前記列車編成上の他の鉄道車両と合致していることを確認することと、
を備える、請求項1に記載の車両基地管理システム。
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