KR101161503B1 - 열차에 있어서 시각 동기 시스템 및 시각 동기 방법 - Google Patents

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Abstract

감시 제어 장치끼리를 연결하는 차량간 네트워크 및 각 차량에 탑재되는 차재 기기와 각 감시 제어 장치를 연결하는 차량내 네트워크의 통신 기능을 활용하고, 계층 구조의 최상위에 위치되는 열차 시계국 및 계층 구조의 중위에 위치되는 차량 시계국을 감시 제어 장치 중으로부터 설정하고, 그 외의 기기는 계층 구조의 최하위에 위치되는 보정 정보 대기국으로서 설정한다. 열차 시계국은 임의로 취득한 시각 정보를 기준 시각으로 하여 자국의 시각 보정을 적절히 행하고, 차량 시계국은 열차 시계국으로부터 송신된 시각 보정 정보 메시지에 기초하여 자국의 시각 보정을 행하고, 보정 정보 대기국은 차량 시계국으로부터 송신된 시각 보정 정보 메시지에 기초하여 자국의 시각 보정을 행한다.

Description

열차에 있어서 시각 동기 시스템 및 시각 동기 방법{TIME SYNCHRONIZATION SYSTEM AND TIME SYNCHRONIZATION METHOD IN TRAIN}
본 발명은 열차에 탑재된 각종 기기 사이에서 시각을 동기시키는 시각 동기 시스템 및 시각 동기 방법에 관한 것이다.
최근의 열차에서는 다수의 차재(車載) 기기(추진 제어 장치, 전원 장치, 브레이크 장치, 도어 장치, 공조 장치, 토일렛(toilet) 장치, ATC 장치 등)가 탑재되고 있다. 또, 이들 차량 탑재 기기는 내장된 마이크로컴퓨터에 의한 자기 진단 기능을 가짐과 아울러, 필요한 정보를 교환하기 위한 차상(車上) 네트워크(차량간 네트워크 및 차량내 네트워크)에 의해 접속되는 것이 일반적인 구성으로 되어 있다.
이와 같이, 최근의 열차는 상호 관련하여 다수의 차재 기기가 동작하고 있기 때문에, 고장이나 이상이 있는 경우, 그들의 상호의 관련을 알기 위한 각 기기가 기록하는 시각 정보의 중요성이 증가하고 있다. 이 때문에, 다수의 차재 기기에 있어서 시각 오차를 소정값 이하로 하는 수단, 방법이 요망되고 있다.
또한, 열차에 탑재되는 다수의 차재 기기에 대한 시각 동기 수법을 제공하는 것은 아니지만, 열차에 탑재되는 계산기 시스템 사이의 시각 동기를 확보하는 기술을 개시한 문헌이 존재한다(예를 들어, 특허 문헌 1).
이 특허 문헌 1에 제시되는 방법에서는 우선 동기 신호를 발생하는 동기 신호 발생부(3)가 마련됨과 아울러, 동기 신호를 동기 신호 발생 시각 계측부(5)와 동기 신호 발생 후 시간 계시부(計時部; 10)에 전달하기 위한 접점 신호선(4)이 마련된다. 동기 신호 발생 시각 계측부(5)는 동기 신호가 발생한 시각을 시각 계시부(2)로부터 출력되는 시각 데이터에 기초하여 계측하고, 동기 신호 발생 후 시간 계시부(10)는 동기 신호가 입력된 후의 시간을 계시(計時)한다. 그리고, 시각 산출 처리부(11)가 동기 신호 발생 시각 계측부(5)에서 계측한 시각을 취하고, 그 취한 시각에 동기 신호 발생 후 시간 계시부(10)가 계시한 시간을 가산함으로써 현재 시각을 산출하는 것이 행해진다.
특허 문헌 1: 일본 특개평 6－274243호 공보
그렇지만 상기 특허 문헌 1에 나타난 방법은 열차에 탑재된 계산기 시스템 사이의 시각 동기를 행하는 것이고, 다수의 차재 기기에 대한 시각 동기에 대해서는 고려되어 있지 않다. 한편, 이 특허 문헌 1에 나타난 방법을 다수의 차재 기기가 탑재된 열차에 적용하는 경우, 시각 동기를 행하게 하는 측에는 적어도 동기 신호 발생 시각 계측부를 구비시킬 필요가 있고, 시각 동기를 행하는 측에는 적어도 동기 신호 발생 후 시간 계시부 및 시각 산출 처리부를 구비시킬 필요가 있기 때문에, 장치 구성이 복잡화하고 비용도 증가한다고 하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기를 감안하여 이루어진 것으로서, 열차에 탑재되는 다수의 차재 기기에 대한 시각 동기를 간편하고 확실하게 행할 수 있는 시각 동기 시스템 및 시각 동기 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하고 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관한 시각 동기 시스템은, 열차를 구성하는 각 차량마다 배치되는 감시 제어 장치끼리를 연결하는 차량간 네트워크 및 상기 각 차량에 탑재되는 차재 기기와 상기 각 감시 제어 장치를 연결하는 차량내 네트워크에 있어서 각각의 통신 기능을 활용하고, 상기 각 감시 제어 장치끼리 및 상기 각 감시 제어 장치와 상기 차재 기기 사이의 시각 동기를 취하는 시각 동기 시스템으로서, 계층(階層) 구조의 최상위에 위치되고, 상기 열차의 기준 시각을 부여하기 위해 상기 열차 내에 있어서 상기 각 감시 제어 장치 중으로부터 선택된 열차 시계국(時計局)과; 상기 계층 구조의 중위(中位)에 위치되고, 상기 열차 내에 있어서 상기 각 감시 제어 장치 중으로부터 선택된 차량 시계국과; 상기 계층 구조의 최하위에 위치되고, 상기 열차 시계국 및 상기 차량 시계국 중 어느 쪽에도 선택되어 있지 않은 상기 각 감시 제어 장치 및 상기 차재 기기를 갖고 구성되는 보정 정보 대기국을 구성하고, 상기 열차 시계국은, 임의로 취득한 시각 정보를 상기 기준 시각으로 하여 자국(自局)의 시각 보정을 적절히 행하는 시각 보정부와; 상기 보정된 기준 시각에 기초한, 전체 상기 차량 시계국을 대상으로 하여, 당해 전체 차량 시계국에 시각 보정을 행하게 하기 위한 제1 시각 보정 정보 메시지를 생성하는 메시지 생성부를 구비하고, 상기 차량 시계국은, 상기 열차 시계국으로부터 송신된 상기 제1 시각 보정 정보 메시지에 기초하여 자국의 시각 보정을 행하는 시각 보정부와; 상기 보정된 자국의 시각에 기초하여 상기 보정 정보 대기국에 시각 보정을 행하게 하기 위한 제2 시각 보정 정보 메시지를 생성하는 메시지 생성부를 구비하고, 상기 보정 정보 대기국은 상기 차량 시계국으로부터 송신된 상기 제2 시각 보정 정보 메시지에 기초하여 자국의 시각 보정을 행하는 시각 보정부를 구비하고, 상기 제1 시각 보정 정보 메시지 및 상기 제2 시각 보정 정보 메시지를 소정의 주기로 정기적으로 송신하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 관한 시각 동기 시스템에 의하면, 열차를 구성하는 각 차량마다 배치되는 감시 제어 장치 끼리를 연결하는 차량간 네트워크 및 각 차량에 탑재되는 차재 기기와 상기 각 감시 제어 장치를 연결하는 차량내 네트워크에 있어서 각각의 통신 기능을 활용하고, 계층 구조의 최상위에 위치되고, 열차의 기준 시각을 부여하기 위해 열차 내에 있어서 각 감시 제어 장치 중으로부터 선택된 열차 시계국과, 계층 구조의 중위에 위치되고, 열차 내에 있어서 각 감시 제어 장치 중으로부터 선택된 차량 시계국과, 계층 구조의 최하위에 위치되고, 열차 시계국 및 차량 시계국 중 어느 쪽에도 선택되어 있지 않은 각 감시 제어 장치 및 차재 기기를 갖고 구성되는 보정 정보 대기국이 각각 설정되고, 열차 시계국은 임의로 취득한 시각 정보를 기준 시각으로 하여 자국의 시각 보정을 적절히 행하고, 차량 시계국은 열차 시계국으로부터 송신된 제1 시각 보정 정보 메시지에 기초하여 자국의 시각 보정을 행하고, 보정 정보 대기국은 차량 시계국으로부터 송신된 제2 시각 보정 정보 메시지에 기초하여 자국의 시각 보정을 행하도록 하고 있으므로, 열차에 탑재되는 다수의 차재 기기에 대한 시각 동기를 간편하고 확실하게 행할 수 있다고 하는 효과가 얻어진다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 시각 동기 기능을 제공하는 감시 제어 장치가 탑재된 열차의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 실시 형태에 관한 시각 동기 기능을 제공하는 감시 제어 장치의 구성 및 접속 형태를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 실시 형태에 관한 시각 동기 기능의 개념을 계층 구조로 나타낸 도면이다.
도 4는 열차 시계국, 차량 시계국 및 보정 정보 대기국의 기능 구성을 나타내는 블록도이다.
도 5는 열차 시계국, 차량 시계국 및 보정 정보 대기국에 의한 시각 보정 처리의 처리 플로를 나타내는 플로차트이다.
도 6은 차량 시계국에 대한 시각 보정 정보 메시지의 송신 주기와 차재 기기에 대한 시각 보정 정보 메시지의 송신 주기를 다르게 한 경우 시각 보정의 편차를 설명하기 위한 도면이다.
이하에 첨부 도면을 참조하고, 본 발명에 관한 시각 동기 시스템 및 시각 동기 방법의 실시 형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 실시 형태에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
(시각 동기 기능을 갖는 열차의 개략 구성)
도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 시각 동기 기능을 제공하는 감시 제어 장치가 탑재된 열차의 개략 구성을 나타내는 도면이다. 동 도면에 나타내는 예에서는 2량(兩) 단위로 구성된 차량군(11－1; Married＿pair＿1) 및 차량군(11－2; Married＿pair＿2)이 자동 연결기(Automatic Coupler; 12)를 통해 연결된 열차(10)를 구성하여 이루어지고, 열차(10)의 각 차량에는 신호 변환 기능을 갖는 노드 장치(Node; 15) 및 본 실시 형태에 관한 시각 동기 기능을 포함하고, 차량내 및 차량간의 통신(열차 내의 통신)을 제어하는 기능과, 각 차량내 각종 기기의 상태를 관리하는 기능을 갖는 컨트롤러(CNC; 16)를 구비한 감시 제어 장치(14(14－1, 14－2))가 탑재되어 있다. 각 차량에 탑재된 감시 제어 장치(14)는 전송로(17)를 통해 접속되고, 열차(10)에 있어서 2중계(용장계(冗長系)) 네트워크인 차량간 네트워크(TN－1, TN－2)를 구성한다. 또한, 각 차량 내에는 차량간 네트워크와는 다른 차량내 네트워크(CN)가 구성되지만, 이 차량내 네트워크(CN)는 컨트롤러(16) 및 노드 장치(15)를 통해 차량간 네트워크(TN－1, TN－2)에 접속된다.
또한, 도 1 및 이 이후 설명하는 도 2에서는 2량 단위로 구성되는 차량군이 복수 개 연결되어 구성되는 열차 편성을 일례로 하여 나타내고 있으나, 단일 구성의 차량이 복수 개 연결되어 구성되는 열차 편성이어도, 본 실시 형태에 관한 시각 동기 시스템 및 시각 동기 방법을 적용할 수 있음은 물론이다. 또, 시스템의 구성에 대해서도, 차량간 네트워크(TN－1, TN－2) 및 노드 장치(15)와 컨트롤러(16)를 2중계로 구성하는 예를 나타내고 있으나, 단계(單系)로 구성해도 되는 것은 물론이다.
(감시 제어 장치의 구성)
다음으로, 감시 제어 장치의 구성 및 접속 형태에 대해 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2는 본 실시 형태에 관한 시각 동기 기능을 제공하는 감시 제어 장치의 구성 및 접속 형태를 나타내는 도면이다. 도 2에 있어서, 감시 제어 장치(14)는 2중계(주계(主系), 종계(從系))의 일방을 구성하는 노드 장치(15－1), 2중계의 타방을 구성하는 노드 장치(15－2), 노드 장치(15－1, 15－2)에 각각 접속되는 컨트롤러(16－1, 16－2) 등을 구비하여 구성된다. 또, 감시 제어 장치(14)에는 예를 들어 시리얼 회선(23 ~ 27)이 구성된다. 여기서, 시리얼 회선(23; 23－1, 23－2)은 자동 연결기(12)에 접속되고, 이 자동 연결기(12)의 전기적 접점을 통해 인접하는 다른 차량군의 노드 장치와의 통신을 행하기 위한 인터페이스를 제공하고, 시리얼 회선(24; 24－1, 24－2)은 동일 차량군내 다른 차량의 노드 장치와의 통신을 행하기 위한 인터페이스를 제공한다. 양자는 모두, 상술한 차량간 네트워크(TN－1, TN－2：Train＿Network)의 한 통신 기능을 담당하는 구성부가 된다. 한편, 시리얼 회선(25)은 운전 제어대(28)로의 운전 제어 정보(브레이크 지령, 속도 정보, 도어의 개폐 정보) 등을 전송하기 위한 인터페이스를 제공하고, 시리얼 회선(26)은 노드 장치(15)와 컨트롤러(16)가 소정 프로토콜로 통신을 행하기 위한 인터페이스를 제공한다. 또, 시리얼 회선(27)은 예를 들어 GPS 수신기(48)에 접속되는 통신 제어 장치(30) 이외, 전원 장치(32), 브레이크 제어 장치(34), 추진 제어 장치(36), 공조 장치(40), 자동 열차 제어(ATC) 장치(42), 도어 장치(44), 토일렛 장치(46)를 포함하는 차재 기기 사이의 통신을 행하기 위한 인터페이스를 제공한다. 이들의 시리얼 인터페이스는 상술한 차량내 네트워크(CN：Car＿Network) 내의 한 통신 기능을 담당하는 구성부로 된다.
노드 장치(15－1, 15－2)는 각각 독립된 장치이고, 노드 장치(15－1)는 시리얼 회선(23－1, 24－1)에 각각 접속되고, 노드 장치(15－2)는 시리얼 회선(23－2, 24－2)에 각각 접속된다. 각 노드 장치(15)간의 데이터 전송에는 예를 들어 HDLC 신호가 이용되고, 노드 장치(15)와 컨트롤러(16) 사이의 데이터 전송에는 예를 들어 이더넷(ethernet; 등록 상표) 신호가 이용된다.
또한, 본 실시 형태에서는 노드 장치(15)에 신호 품질이 비교적 낮은 신호가 흐르는 차량간 네트워크와 신호 품질이 비교적 높은 신호가 흐르는 차량내 네트워크의 사이에서 안정적이고 확실한 통신을 행하기 위해, 이러한 신호 사이의 신호 변환을 행하는 컨버터(CONV; 21a, 21b)를 갖도록 구성하고 있으나, 신호 품질이 문제로 되지 않는 경우에는 이들의 컨버터(21a, 21b)를 마련할 필요가 없다. 이 경우, 시리얼 회선(23, 24)과 시리얼 회선(26)은 동일한 프로토콜의 신호를 이용할 수 있다.
(시각 동기 기능의 개념)
다음으로, 시각 동기 기능의 개념에 대해 도 3의 도면을 참조하여 설명한다. 여기서, 도 3은 본 실시 형태에 관한 시각 동기 기능의 개념을 계층 구조로 나타낸 도면이다.
본 실시 형태에 관한 시각 동기 기능을 실행할 때, 각 차량에 있어서 감시 제어 장치(14) 및 감시 제어 장치(14)에 접속되는 차재 기기(도 2 참조)에는 소정의 지위 및 당해 지위에 따른 역할이 부여된다. 구체적으로, 감시 제어 장치(14)에는 도 3에 나타낸 바와 같은 계층 구조의 최상위에 위치하는 열차 시계국(1차국) 또는 계층 구조의 중위에 위치하는 차량 시계국(2차국)의 지위가 부여된다. 또, 차재 기기에는 도 3에 나타낸 바와 같은 계층 구조의 하위에 위치하는 보정 정보 대기국(3차국)의 지위가 부여된다. 따라서, 하나의 감시 제어 장치에 열차 시계국으로서의 지위가 부여될 때, 열차 시계국의 지위가 부여되지 않은 나머지의 감시 제어 장치에는 차량 시계국의 지위가 부여되고, 감시 제어 장치에 접속되는 차재 기기는 모두 보정 정보 대기국의 지위가 부여된다. 또한, 자차량(自車兩)의 감시 제어 장치가 열차 시계국에 할당된 경우, 당해 감시 제어 장치는 열차 시계국(1차국) 및 차량 시계국(2차국)의 양자의 지위가 부여된다. 이와 같은 지위가 부여된 결과, 열차 시계국(1차국)과 차량 시계국(2차국) 사이의 통신은 차량간 네트워크(TN)를 통해 행해지고, 차량 시계국(2차국)과 보정 정보 대기국(3차국) 사이의 통신은 차량내 네트워크(CN)를 통해 행해지게 된다.
또한, 열차 시계국 및 차량 시계국으로서의 기능은 감시 제어 장치(14)에 구비되는 컨트롤러(16－1) 또는 컨트롤러(16－2) 중 어느 쪽이 그 기능을 하면 된다. 이 경우, 어느 쪽의 컨트롤러가 열차 시계국 및／또는 차량 시계국으로 되어도 좋고, 예를 들어 2중 용장계에 있어서, 주계로서 동작하고 있는 컨트롤러를 선정해도 되고, 또는 처리 부하를 분산하는 의미로 종계로서 동작하고 있는 컨트롤러를 선정해도 된다. 또, 컨트롤러(16－1) 또는 컨트롤러(16－2)에 있어서, 컨트롤러(16－1)가 열차 시계국 및 차량 시계국 중 쌍방의 기능을 하는 경우에, 컨트롤러(16－2)는 보정 정보 대기국으로서 위치되게 된다.
(시각 동기 기능에 기초한 동작)
다음으로, 시각 동기 기능에 기초한 동작에 대해 도 4 및 도 5의 각 도면을 참조하여 설명한다. 여기서, 도 4는 열차 시계국, 차량 시계국 및 보정 정보 대기국의 기능 구성을 나타내는 블록도이고, 도 5는 열차 시계국, 차량 시계국 및 보정 정보 대기국에 의한 시각 보정 처리의 처리 플로를 나타내는 플로차트이다.
우선 열차 내에 있어서 감시 제어 장치 중으로부터 「열차 시계국」 1대를 선택ㆍ결정한다(단계 S11). 이어서, 각 차량 내에 있어서 감시 제어 장치 중으로부터 「차량 시계국」 1대를 선택ㆍ결정한다(단계 S12). 열차 시계국은 예를 들어 GPS 수신기(48; 도 2 참조)를 통해 시각 정보를 취득하고, 취득한 시각을 기준 시각으로 하여 자신의 시각 보정을 행함과 아울러, 시각 보정에 필요한 보정 정보를 포함시킨 메시지(이하 「제1 시각 보정 정보 메시지」라 함)를 생성하여 차량 시계국에 송신한다(단계 S13). 이 처리는 열차 시계국(50)에 있어서 시각 보정부(52) 및 시각 보정 정보 메시지 생성부(54)에서 실행된다(도 4 참조). 열차 시계국으로부터의 제1 시각 보정 정보 메시지를 수신한 차량 시계국은 자국의 시각 보정을 실시함과 아울러(단계 S14), 보정 정보 대기국에 송신하기 위한 시각 보정 정보 메시지(이하 「제2 시각 보정 정보 메시지」라 함)를 생성하여 당해 보정 정보 대기국에 송신한다(단계 S15). 이 처리는 차량 시계국(60)에 있어서 시각 보정부(62) 및 시각 보정 정보 메시지 생성부(64)에서 실행된다(도 4 참조). 차량 시계국으로부터의 제2 시각 보정 정보 메시지를 수신한 보정 정보 대기국은 자국의 시각 보정을 실시한다(단계 S16). 이 처리는 보정 정보 대기국(70)에 있어서 시각 보정부(72)에서 실행된다(도 4 참조). 그 후, 상기 단계 S13 ~ S16의 처리가 일정 주기로 반복됨으로써, 열차 내에 존재하는 시계 기능을 갖는 모든 기기에 대한 시각 보정이 정기적으로 실행된다.
또한, 상기의 처리에 있어서, 열차 시계국으로부터 차량 시계국에 대해 송신되는 시각 보정 정보 메시지 및 차량 시계국으로부터 보정 정보 대기국에 대해 송신되는 시각 보정 정보 메시지에 포함되는 보정 정보로는 수신측에 있어서 시각 보정을 행할 수 있는 정보이면 어떠한 정보라도 상관없다. 가장 간단한 예로서, 기준 시각 그 자체를 송신할 수 있다.
또, 본 실시 형태에서는 열차 시계국이 행하는 시각 보정 및 시각 보정 정보 메시지의 생성 처리로서, GPS 수신기로부터의 정보를 이용하는 경우를 일례로 하여 나타내었으나, GPS 수신기 이외로부터 취득한 시각 정보를 이용하는 것도 되고, 예를 들어 방송국이나 전파 시계 등의 시각 정보나, 도시하지 않은 수동 입력 장치로부터의 입력 정보 등을 이용해도 된다.
또, 상기의 단계 S13, S15의 각 처리에서는 열차 시계국으로부터 차량 시계국에 대해 시각 보정 정보 메시지를 송신하는 주기, 및 차량 시계국으로부터 보정 정보 대기국에 대해 시각 보정 정보 메시지를 송신하는 주기를 동일하게 하고 있으나, 차량간 네트워크 및 차량내 네트워크에 흐르는 메시지의 양(특히, 차량내 네트워크)을 삭감하기 위해, 또는 차량 시계국의 부하를 경감하기 위해, 이들의 주기를 다르게 하도록 해도 된다.
도 6은 차량 시계국에 대한 시각 보정 정보 메시지의 송신 주기와, 보정 정보 대기국에 대한 시각 보정 정보 메시지의 송신 주기를 다르게 한 경우 시각 보정의 편차를 설명하기 위한 도면이고, 보다 상세하게는 차량 시계국에 대한 시각 보정 정보 메시지의 송신 주기를 10ms로 하고, 보정 정보 대기국에 대한 시각 보정 정보 메시지의 송신 주기를 100ms로 한 경우를 나타내고 있다.
도 6에 있어서, 열차 시계국은 차량 시계국에 대해 10ms의 주기 간격으로 시각 보정 정보 메시지를 송신한다. 이 경우, 전송 시간을 무시하면(※전송 시간은 짧기 때문에 무시하는 것이 가능), 열차 시계국과 차량 시계국 사이에 있어서 시각 보정의 편차는 최대로 10ms가 된다. 한편, 차량 시계국은 보정 정보 대기국에 대해 100ms의 주기 간격으로 시각 보정 정보 메시지를 송신한다. 이 경우, 전송 시간을 무시하면, 차량 시계국과 보정 정보 대기국 사이에 있어서 시각 보정의 편차는 최대로 100ms가 된다. 그 결과, 열차 시계국과 보정 정보 대기국 사이에 있어서 시각 보정의 편차는 최대로 110ms(=10＋100)가 된다. 또한, 이 110ms라고 하는 시각 편차는 최대의 편차를 나타내는 것이고, 일정 주기로 정기적으로 시각 보정을 행함으로써 실제의 시각 편차를 110ms 이하로 억제할 수 있게 된다.
또한, 시각 보정시에, 시차나 서머 타임(데이 타임) 등을 고려할 필요가 있는 경우에는, 송신측(열차 시계국)에 있어서, 이들의 정보가 부가된 시각 보정 정보 메시지를 작성하여 송신하도록 해도 된다. 또, 기준 시각을 송신하고, 수신측에 있어서 지역 정보나 달력 정보 등을 참조하여 원하는 시각으로 변환하도록 해도 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 시각 동기 시스템에 의하면, 열차를 구성하는 각 차량마다 배치되는 감시 제어 장치끼리를 연결하는 차량간 네트워크 및 상기 각 차량에 탑재되는 차재 기기와 각 감시 제어 장치를 연결하는 차량내 네트워크에 있어서 각각의 통신 기능을 활용하고, 계층 구조의 최상위에 위치되고, 열차의 기준 시각을 부여하기 위해 열차 내에 있어서 각 감시 제어 장치 중으로부터 선택된 열차 시계국과, 계층 구조의 중위에 위치되고, 열차 내에 있어서 상기 각 감시 제어 장치 중으로부터 선택된 차량 시계국이 각각 설정됨과 아울러, 그 외의 기기는 계층 구조의 최하위에 위치되는 보정 정보 대기국으로서 설정되고, 열차 시계국은 임의로 취득한 시각 정보를 기준 시각으로 하여 자국의 시각 보정을 적절히 행하고, 차량 시계국은 열차 시계국으로부터 송신된 제1 시각 보정 정보 메시지에 기초하여 자국의 시각 보정을 행하고, 보정 정보 대기국은 차량 시계국으로부터 송신된 제2 시각 보정 정보 메시지에 기초하여 자국의 시각 보정을 행하도록 하고 있으므로, 열차에 탑재되는 다수의 차재 기기에 대한 시각 동기를 간편하고 확실하게 행하는 것이 가능하게 된다.
또, 본 실시 형태에 관한 시각 동기 방법에 의하면, 열차를 구성하는 각 차량마다 배치되는 감시 제어 장치끼리를 연결하는 차량간 네트워크 및 각 차량에 탑재되는 차재 기기와 각 감시 제어 장치를 연결하는 차량내 네트워크에 있어서 각각의 통신 기능을 활용하고, 계층 구조의 최상위에 위치되고, 열차의 기준 시각을 부여하기 위해 열차 내에 있어서 각 감시 제어 장치 중으로부터 선택된 열차 시계국과, 계층 구조의 중위에 위치되고, 열차 내에 있어서 각 감시 제어 장치 중으로부터 선택된 차량 시계국과, 계층 구조의 최하위에 위치되고, 열차 시계국 및 차량 시계국 중 어느 쪽에도 선택되어 있지 않은 각 감시 제어 장치 및 차재 기기를 갖고 구성되는 보정 정보 대기국이 각각 설정되고, 열차 시계국에 의해 이루어지는 단계로서, 임의로 취득한 시각 정보를 기준 시각으로 하여 자국의 시각 보정을 적절히 행하고, 보정된 기준 시각에 기초하여 차량 시계국에 시각 보정을 행하게 하기 위한 제1 시각 보정 정보 메시지를 생성하고, 생성된 제1 시각 보정 정보 메시지를 차량 시계국에 송신하고, 또 차량 시계국에 의해 이루어지는 단계로서, 열차 시계국으로부터 송신된 제1 시각 보정 정보 메시지를 수신하고, 제1 시각 보정 정보 메시지에 기초하여 자국의 시각 보정을 행하고, 보정된 자국의 시각에 기초하여 보정 정보 대기국에 시각 보정을 행하게 하기 위한 제2 시각 보정 정보 메시지를 생성하고, 생성된 제2 시각 보정 정보 메시지를 보정 정보 대기국에 송신하고, 또 보정 정보 대기국에 의해 이루어지는 단계로서, 차량 시계국으로부터 송신된 제2 시각 보정 정보 메시지를 수신하고, 제2 시각 보정 정보 메시지에 기초하여 자국의 시각 보정을 행하도록 하고 있으므로, 열차에 탑재되는 다수의 차재 기기에 대한 시각 동기를 간편하고 확실하게 행하는 것이 가능하게 된다.
또, 본 실시 형태에 관한 시각 동기 시스템 및 시각 동기 방법에 의하면, 차량간 네트워크 및 차량내 네트워크라고 하는 계층적 네트워크에서의 주기적인 메시지 교환을 행하고 있으므로, 보정 대상의 차재 기기에 있어서 시각 오차가 전송 지연 시간과 시각 데이터의 분해능(分解能)에 의해 결정된다. 그 결과, 차재 기기에 있어서 시각 오차의 편차가 작아지고, 차량내 및 열차내 각 기기에 있어서 시각 오차가 균일화된다고 하는 효과가 얻어진다. 또한, 이 효과는 차재 기기에 고장이나 이상이 발생한 경우의 해석에 매우 유효하게 된다.
또한, 계층적 네트워크에서의 주기적인 메시지 교환은 일반적인 감시 제어 장치가 기본적으로 구비하고 있는 기능이다. 이 때문에, 본 실시 형태에 관한 시각 보정 기능의 구축시에, 구성부의 추가나, 대규모의 소프트 개수(改修) 등은 불필요하여, 비용의 증가를 억제 가능한 시스템 구성으로 할 수 있다.
또, 열차에 있어서 차량의 분리ㆍ병결(倂結) 또는 차재 기기에 있어서 기동ㆍ정지 등에 수반하여, 네트워크에 접속되는 기기의 구성이 다이내믹하게 변경되는 경우도 있으나, 이와 같은 경우에도 상기한 처리 수순을 변경할 필요는 없다. 이 때문에, 처리의 복잡성을 발생시키지 않는 간편한 시스템 구성으로 할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에 관한 열차의 시각 동기 시스템 및 시각 동기 방법은 열차에 탑재되는 다수의 차재 기기에 대한 시각 동기를 간편하고 확실하게 행할 수 있는 발명으로서 유용하다.
10ㆍㆍㆍ 열차
11ㆍㆍㆍ 차량군
12ㆍㆍㆍ 자동 연결기
14ㆍㆍㆍ 감시 제어 장치
15ㆍㆍㆍ 노드 장치
16ㆍㆍㆍ 컨트롤러
17ㆍㆍㆍ 전송로
21a, 21bㆍㆍㆍ컨버터
23 ~ 27ㆍㆍㆍ 시리얼 회선
28ㆍㆍㆍ 운전 제어대
30ㆍㆍㆍ 통신 제어 장치
32ㆍㆍㆍ 전원 장치
34ㆍㆍㆍ 브레이크 제어 장치
36ㆍㆍㆍ 추진 제어 장치
40ㆍㆍㆍ 공조 장치
42ㆍㆍㆍ ATC 장치
44ㆍㆍㆍ 도어 장치
46ㆍㆍㆍ 토일렛 장치
48ㆍㆍㆍ GPS 수신기
50ㆍㆍㆍ 열차 시계국
52ㆍㆍㆍ 시각 보정부
54ㆍㆍㆍ 시각 보정 정보 메시지 생성부
60ㆍㆍㆍ 차량 시계국
62ㆍㆍㆍ 시각 보정부
64ㆍㆍㆍ 시각 보정 정보 메시지 생성부
70 ㆍㆍㆍ보정 정보 대기국
72ㆍㆍㆍ 시각 보정부

Claims (10)

  1. 열차를 구성하는 각 차량마다 배치되는 감시 제어 장치끼리를 연결하는 차량간 네트워크 및 상기 각 차량에 탑재되는 차재 기기와 상기 각 감시 제어 장치를 연결하는 차량내 네트워크에 있어서 각각의 통신 기능을 활용하고, 상기 각 감시 제어 장치끼리 및 상기 각 감시 제어 장치와 상기 차재 기기 사이의 시각 동기를 취하는 시각 동기 시스템으로서,
    계층(階層) 구조의 최상위에 위치되고, 상기 열차의 기준 시각을 부여하기 위해 상기 열차 내에 있어서 상기 각 감시 제어 장치 중으로부터 선택된 열차 시계국(時計局)과,
    상기 계층 구조의 중위(中位)에 위치되고, 상기 열차 내에 있어서 상기 각 감시 제어 장치 중으로부터 선택된 차량 시계국과,
    상기 계층 구조의 최하위에 위치되고, 상기 열차 시계국 및 상기 차량 시계국 중 어느 쪽에도 선택되어 있지 않은 상기 각 감시 제어 장치 및 상기 차재 기기를 갖고 구성되는 보정 정보 대기국을 구성하고,
    상기 열차 시계국은
    임의로 취득한 시각 정보를 상기 기준 시각으로 하여 자국(自局)의 시각 보정을 행하는 시각 보정부와,
    상기 보정된 기준 시각에 기초한, 전체 상기 차량 시계국을 대상으로 하여, 당해 전체 차량 시계국에 시각 보정을 행하게 하기 위한 제1 시각 보정 정보 메시지를 생성하는 메시지 생성부를 구비하고,
    상기 차량 시계국은
    상기 열차 시계국으로부터 송신된 상기 제1 시각 보정 정보 메시지에 기초하여 자국의 시각 보정을 행하는 시각 보정부와,
    상기 보정된 자국의 시각에 기초하여 상기 보정 정보 대기국에 시각 보정을 행하게 하기 위한 제2 시각 보정 정보 메시지를 생성하는 메시지 생성부를 구비하고,
    상기 보정 정보 대기국은
    상기 차량 시계국으로부터 송신된 상기 제2 시각 보정 정보 메시지에 기초하여 자국의 시각 보정을 행하는 시각 보정부를 구비하고,
    상기 제1 시각 보정 정보 메시지 및 상기 제2 시각 보정 정보 메시지를 소정의 주기로 정기적으로 송신하는 것을 특징으로 하는 시각 동기 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 시각 보정 정보 메시지의 송신 주기와, 상기 제2 시각 보정 정보 메시지의 송신 주기가 다르게 되도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 시각 동기 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 시각 보정 정보 메시지의 송신 주기가, 상기 제2 시각 보정 정보 메시지의 송신 주기보다 짧게 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 시각 동기 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 기준 시각은 GPS 수신기를 통해 취득한 시각 정보인 것을 특징으로 하는 시각 동기 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 및 제2 시각 보정 정보 메시지는 당해 제1 시각 보정 정보 메시지의 송신 주기와 당해 제2 시각 보정 정보 메시지의 송신 주기의 합이 원하는 시각 편차로 되도록 일정 주기로 정기적으로 송신되는 것을 특징으로 하는 시각 동기 시스템.
  6. 열차를 구성하는 각 차량마다 배치되는 감시 제어 장치 끼리를 연결하는 차량간 네트워크 및 상기 각 차량에 탑재되는 차재 기기와 상기 각 감시 제어 장치를 연결하는 차량내 네트워크에 있어서 각각의 통신 기능을 활용하고, 상기 각 감시 제어 장치끼리 및 상기 각 감시 제어 장치와 상기 차재 기기 사이의 시각 동기를 취하는 시각 동기 방법으로서,
    계층 구조의 최상위에 위치되고, 상기 열차의 기준 시각을 부여하기 위해 상기 열차 내에 있어서 상기 각 감시 제어 장치 중으로부터 선택된 열차 시계국과,
    상기 계층 구조의 중위에 위치되고, 상기 열차 내에 있어서 상기 각 감시 제어 장치 중으로부터 선택된 차량 시계국과,
    상기 계층 구조의 최하위에 위치되고, 상기 열차 시계국 및 상기 차량 시계국 중 어느 쪽에도 선택되어 있지 않은 상기 각 감시 제어 장치 및 상기 차재 기기를 갖고 구성되는 보정 정보 대기국을 설정하는 단계와,
    상기 열차 시계국에 의해 이루어지는 단계로서,
    임의로 취득한 시각 정보를 상기 기준 시각으로 하여 자국의 시각 보정을 행하는 단계와,
    상기 보정된 기준 시각에 기초한, 전체 상기 차량 시계국을 대상으로 하여, 당해 전체 차량 시계국에 시각 보정을 행하게 하기 위한 제1 시각 보정 정보 메시지를 생성하는 단계와,
    상기 생성된 제1 시각 보정 정보 메시지를 상기 차량 시계국에 송신하는 단계를 포함하고,
    상기 차량 시계국에 의해 이루어지는 단계로서,
    상기 열차 시계국으로부터 송신된 상기 제1 시각 보정 정보 메시지를 수신하는 단계와,
    상기 제1 시각 보정 정보 메시지에 기초하여 자국의 시각 보정을 행하는 단계와,
    상기 보정된 자국의 시각에 기초하여 상기 보정 정보 대기국에 시각 보정을 행하게 하기 위한 제2 시각 보정 정보 메시지를 생성하는 단계와,
    상기 생성된 제2 시각 보정 정보 메시지를 상기 보정 정보 대기국에 송신하는 단계를 포함하고,
    상기 보정 정보 대기국에 의해 이루어지는 단계로서,
    상기 차량 시계국으로부터 송신된 상기 제2 시각 보정 정보 메시지를 수신하는 단계와,
    상기 제2 시각 보정 정보 메시지에 기초하여 자국의 시각 보정을 행하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 시각 보정 정보 메시지 및 상기 제2 시각 보정 정보 메시지를 소정의 주기로 정기적으로 송신하는 것을 특징으로 하는 시각 동기 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제1 시각 보정 정보 메시지의 송신 주기와, 상기 제2 시각 보정 정보 메시지의 송신 주기가 다르게 되도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 시각 동기 방법.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 제1 시각 보정 정보 메시지의 송신 주기가, 상기 제2 시각 보정 정보 메시지의 송신 주기보다 짧게 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 시각 동기 방법.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 기준 시각은 GPS 수신기를 통해 취득한 시각 정보인 것을 특징으로 하는 시각 동기 방법.
  10. 청구항 6에 있어서,
    상기 제1 및 제2 시각 보정 정보 메시지는 당해 제1 시각 보정 정보 메시지의 송신 주기와 당해 제2 시각 보정 정보 메시지의 송신 주기의 합이 원하는 시각 편차로 되도록 일정 주기로 정기적으로 송신되는 것을 특징으로 하는 시각 동기 방법.
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