KR101307925B1 - Communication system and method for vehicles and line centres - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무선통신 전송 및 수신 장치들(8, 10)을 갖고 있는 차량들(1, 2) 및 라인 중앙 스테이션들(7)을 위한 통신 시스템에 관한 것이다. 이를 위해, 차량들(1, 2)은 각자의 전방 및 후방에 위치한 전송 및 수신 장치들(8)을 포함하고, 상기 전송 및 수신 장치들(8)이 상기 차량들(1, 2) 사이에서 제1 작동 모드로 통신하고 상기 차량들(1, 2) 및 상기 라인 중앙 스테이션들(7) 사이에서 제2 작동 모드로 통신하게 하는 방식으로 구현되는데, 특정한 작동 파라미터들에 따라 상기 작동 모드들 사이의 자동 전환을 위하여 전환 장치가 제공된다.

Figure R1020087015427

The present invention relates to a communication system for vehicles (1, 2) and line center stations (7) with radio transmission and reception devices (8, 10). To this end, the vehicles 1, 2 comprise transmitting and receiving devices 8 located at their front and rear, with the transmitting and receiving devices 8 between the vehicles 1, 2. In a manner of communicating in a first mode of operation and in communication in a second mode of operation between the vehicles 1, 2 and the line center stations 7 between the modes of operation according to specific operating parameters. A switching device is provided for the automatic switching of.

Figure R1020087015427

Description

차량들 및 경로 제어 센터들을 위한 통신 시스템 및 방법{COMMUNICATION SYSTEM AND METHOD FOR VEHICLES AND LINE CENTRES}COMMUNICATION SYSTEM AND METHOD FOR VEHICLES AND LINE CENTRES

본 발명은 무선-기반 통신을 위한 트랜시버 장치들을 갖는 차량들 및 경로 제어 센터들을 위한 통신 시스템과 그에 관련된 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a communication system for vehicles with transceiver devices for wireless-based communication and path control centers and a method thereof.

DE 198 28 878 A1은 대열을 이루어 차례로 이동하는 다수의 철도 차량들이 각자의 거리를 유지하기 위하여 상호 통신하게 하는 통신 시스템을 개시하며, 여기서 단지 하나의 철도 차량이 경로 제어 센터로의 무선 링크를 유지한다. 이는, 대열을 이룬 모든 차량들과의 무선 트래픽과 비교하여 데이터가 감소하게 한다. 상기 통신 시스템의 준-정적인 구성은 여기에 단점이 있다. 따라서, 개별적인 차량들의 유연한 작동이 악영향을 받을 수 있다.DE 198 28 878 A1 discloses a communication system in which a number of railroad cars moving in sequence to communicate with each other to maintain their distance, where only one railcar maintains a radio link to a route control center. do. This allows the data to be reduced compared to wireless traffic with all the cars in the queue. The quasi-static configuration of the communication system has a disadvantage here. Thus, the smooth operation of individual vehicles can be adversely affected.

본 발명의 목적은, 차량들의 모든 작동 상태에서 신뢰성 있는 통신을 가능하게 하는 일반 타입의 무선-기반 통신을 위한 통신 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a communication system and method for a general type of radio-based communication that enables reliable communication in all operating states of vehicles.

본 발명에 따르면, 상기 목적은, 차량들이 전방 및 후방 모두에서 트랜시버 장치들을 갖고, 상기 트랜시버 장치들은 차량들 사이의 통신을 위해 제1 작동 모드로 구성되고 차량들 및 경로 제어 센터들 사이의 통신을 위해 제2 작동 모드로 구성되며, 특정한 작동 파라미터들을 참조하여 상기 작동 모드들 사이의 자동 전환을 위하여 전환 장치가 제공되는 것으로 달성된다. 이러한 방식으로, 현재 작동될 수 있고 최적인 작동 모드가 항상 자동으로 활성화된다. 차량에 있는 트랜시버 장치 및 경로 제어 센터의 트랜시버 장치 사이에 링크가 있을 수도 있고, 또는 상이한 차량들의 트랜시버 장치들 사이에 링크가 있을 수도 있다. 각각의 경우에, 트랜시버 장치들이 차량의 두 단부들에 제공되므로, 예컨대 전방-장착된 트랜시버 장치는 경로 제어 센터와 통신할 수 있고, 수신된 정보를 예컨대 트레인을 보호하기 위해 트래인-내부 링크를 통해 후방-장착된 트랜시버 장치에 전달할 수 있으며, 상기 후방-장착된 트랜시버 장치 자체는 다음 차례의 트레인의 전방-장착된 트랜시버 장치와 무선 링크를 설정하여 상기 정보가 말하자면 연속적으로 다음 차례의 트레인들에 전달되도록 한다. 차량 및 경로 제어 센터 사이의 무선 링크가 예컨대 터널들을 통해 이동시 비활성화로 인하여 매우 약하거나 존재하지 않는다면, 차량 및 경로 제어 센터 사이의 통신은 두 차량들 사이의 통신으로 자동으로 전환된다. 상기 두 작동 모드들 사이의 전환 시간은 여기에서 특정한 작동 파라미터들에 따라 미리 정의된다.According to the invention, the object is that the vehicles have transceiver devices in both the front and the rear, the transceiver devices configured in a first mode of operation for communication between the vehicles and the communication between the vehicles and the path control centers. It is achieved with a second operating mode, for which a switching device is provided for automatic switching between said operating modes with reference to specific operating parameters. In this way, the currently operating and optimal operating mode is always activated automatically. There may be a link between the transceiver device in the vehicle and the transceiver device of the path control center, or there may be a link between the transceiver devices of different vehicles. In each case, since the transceiver devices are provided at the two ends of the vehicle, for example, the front-mounted transceiver device can communicate with the path control center and use the train-internal link to transfer the received information, for example to protect the train. Via the rear-mounted transceiver device, which establishes a wireless link with the front-mounted transceiver device of the next train so that the information is said to be continuous to the next train. To be delivered. If the wireless link between the vehicle and the path control center is very weak or nonexistent due to deactivation, for example when moving through tunnels, the communication between the vehicle and the path control center is automatically switched to communication between the two vehicles. The switching time between the two modes of operation is here predefined according to the specific operating parameters.

이러한 맥락으로, 청구항 2에 따르면, 차량들 사이의 거리가 작동 파라미터로서 기능할 수 있으나, 청구항 3에 따르면, 차량 및 경로 제어 센터 사이의 거리가 또한 작동 파라미터로서 기능할 수 있다.In this context, according to claim 2, the distance between the vehicles can function as an operating parameter, but according to claim 3, the distance between the vehicle and the path control center can also function as an operating parameter.

작동-모드-특정한 주파수 또는 작동-모드-특정한 주파수 대역에서의 전계 강도가 전환을 위한 작동 파라미터로서 바람직하게 사용된다. 두 차량들 사이의 거리가 감소하면, 전방에서 이동중인 차량의 후방에 있는 트랜시버 장치 및 다음 차례의 차량의 전방에 있는 트랜시버 장치가 인접한 차량들 사이의 통신을 위해 제공되는 주파수 그리고 적절한 전송 전력으로 전환된다.The field strength in the operating-mode-specific frequency or the operating-mode-specific frequency band is preferably used as the operating parameter for switching. As the distance between the two vehicles decreases, the transceiver device at the rear of the vehicle moving forward and the transceiver device at the front of the next vehicle switch to the appropriate transmit power and frequency provided for communication between adjacent vehicles. do.

청구항 5에 따른 트랜시버 장치들은 바람직하게 중복적인 어레인지먼트로 제공된다. 따라서, 통신 시스템은 특히 좁은 터널들에서 트레인 제어를 위해 교통 안전 장비 애플리케이션들에 잘 이용될 수 있고 적합하다.The transceiver devices according to claim 5 are preferably provided in redundant arrangements. Thus, the communication system can be well used and suitable for traffic safety equipment applications, especially for train control in narrow tunnels.

청구항 6은 차량들에 있는 트랜시버 장치 및 경로 제어 센터들의 트랜시버 장치 사이의 무선-기반 통신을 위한 방법에 관한 것으로, 상기 방법은, 차량들의 전방에 있는 트랜시버 장치들이 제1 작동 모드로 서로 통신하고 경로 제어 센터들의 트랜시버 장치들과는 제2 작동 모드로 통신하며, 특정한 작동 파라미터들을 참조하여 상기 작동 모드들 사이에서 전환이 자동으로 수행되는 사실로 인하여, 더욱 신뢰할 수 있는 통신을 가능하게 한다. 전환을 위한 상기 작동 파라미터들은 청구항 2 및 3에 따라 여기에서 거리일 수 있고, 청구항 4에 따라 전계 강도일 수 있다. 바람직하게, 청구항 5에 따라 중복성이 제공된다.Claim 6 relates to a method for wireless-based communication between a transceiver device in vehicles and a transceiver device in path control centers, wherein the transceiver devices in front of the vehicles communicate with each other in a first mode of operation. The communication with the transceiver devices of the control centers in a second mode of operation and, due to the fact that switching between the modes of operation is carried out automatically with reference to certain operating parameters, enables more reliable communication. Said operating parameters for switching can be distance here according to claims 2 and 3 and field strength according to claim 4. Preferably, redundancy is provided according to claim 5.

본 발명은 도면을 참조하여 하기에서 더욱 상세하게 기술될 것이다.The invention will be described in more detail below with reference to the drawings.

도 1은 제1 구성예에서 통신 시스템에 대한 도면, 및1 is a diagram of a communication system in a first configuration example, and

도 2는 제2 구성예에서 도 1에 따른 통신 시스템에 대한 도면.2 is a diagram of a communication system according to FIG. 1 in a second configuration example;

도 1은 서로 무관하게 서로로부터 일정한 거리로 위치되어 있거나 이동하고 있는 두 차량들(1, 2)을 나타낸다. 각각의 차량(1, 2)은 차량의 전방과 차량의 후방에 TU(트레인 유닛)를 구비하고 있다. 한 차량(1 또는 2)의 두 개의 TU들(3)은 적절한 트레인-내부 링크(4)를 통해 브로드밴드 방식으로 서로 통신할 수 있다. TU들(3)은 각각의 차량(1 또는 2)에서 애플리케이션들(5), 예컨대 트레인 제어 또는 차내 비디오 감시에 중복적으로 접속된다. 차량(1 또는 2) 및 경로 제어 센터(7) 사이의 중복적인 통신 경로들(6)을 설정하기 위하여, 각각의 TU(3)는 두 개의 중복적인 트랜시버 장치들(8)에 접속된다. 경로 제어 센터들(7)은 AP들(액세스 포인트들)(9)로 세분되고, 상기 AP들(9)은 라우터들을 통해 고정 네트워크에 대하여 통신 시스템의 경로-종단 액세스(the route-end access)를 형성한다. 이를 위해, 각각의 AP(9)는 적어도 하나의 트랜시버 장치(10)를 구비한다. 차량들(1, 2)이 서로 일정한 거리에 위치되어 있으므로, 상기 차량들은 자신들이 범위 안에 있고 각각의 다른 차량(2 또는 1)의 그림자 안에 있지 않다면 상이한 AP들(9)에 대하여 각자의 고유한 독립적인 통신 접속들을 유지할 수 있다.1 shows two vehicles 1, 2 which are located or moving at a certain distance from each other irrespective of each other. Each vehicle 1, 2 is provided with a TU (train unit) at the front of the vehicle and at the rear of the vehicle. Two TUs 3 of one vehicle 1 or 2 may communicate with each other in a broadband manner via an appropriate train-internal link 4. The TUs 3 are redundantly connected to the applications 5, eg train control or in-vehicle video surveillance, in each vehicle 1 or 2. In order to establish redundant communication paths 6 between the vehicle 1 or 2 and the path control center 7, each TU 3 is connected to two redundant transceiver devices 8. The route control centers 7 are subdivided into APs (access points) 9, which are routed to the fixed network via routers for the route-end access of the communication system. To form. For this purpose, each AP 9 has at least one transceiver device 10. Since the vehicles 1, 2 are located at a constant distance from each other, the vehicles are unique to each other AP 9 if they are within range and not in the shadow of each other vehicle 2 or 1. Independent communication connections can be maintained.

도 2에 도시된 바와 같이, 차량들(1, 2)이 서로 접근할 때, 통신이 중단되거나 대역폭에 있어서 적어도 비트 에러율 및/또는 제약들이 증가하도록 유도하는 파괴 없이는, 차량(2)은 차량(1)의 영역 또는 차량(1)의 전방에 위치된 AP들(9)에 더 이상 도달할 수 없다. 마찬가지로, 차량(1)은 차량(2)의 전방 뒤에 있는 AP들(9)에 더 이상 도달할 수 없다. 두 차량들(1, 2)이 서로 접근중이라는 사실은 예컨대 상위 트레인 제어 시스템을 통해 차량들(1, 2)에 전달될 수 있다. 차량들 사이의 거리가 미리 결정된 값 미만으로 떨어지면, 서로 반대편에 위치한 TU들(3)은 경로-단부 AP들(9)에 대한 통신을 스위치 오프 한다. 대신에, 상기 TU들(3)은 서로에 대하여 통신 링크(11)를 설정하는데, 상기 링크는 적절한 주파수 및 복사 전력을 갖는다. 또한, 전방 및 후방 장치들 사이의 차량-내부 링크들(4)이 사용된다. 그런 다음 차량(1)은 변경되지 않은 방식으로 자신의 전방-장착된 TU(3)를 이용하여 차량-내부 링크(4)를 통해, 차량(2)의 후방-장착된 TU(3) 및 전방-장착된 TU(3) 사이의 통신 링크(11)를 통해 그리고 다음 차례의 차량(2)의 후방-장착된 TU(3)를 활용하는 차량(2)의 차량-내부 링크(4)를 통해 두 개의 경로-장착된 AP들(9)과 통신한다. 따라서, 다음 차례의 차량(2)은 또한 차량(1)의 전방에 위치한 AP들(9)에 대한 액세스를 얻기 위하여 차량(1)의 전방-장착된 TU(3)를 사용한다. 이러한 방식으로, 차량들(1, 2) 모두는 각각의 경우에 한 측이 다른 차량(2 또는 1)의 그림자 안에 있더라도 양방향으로 통신할 수 있다.As shown in FIG. 2, when the vehicles 1, 2 approach each other, the vehicle 2 is capable of the vehicle (without disruption that leads to an interruption in communication or to at least increase the bit error rate and / or constraints in bandwidth). The APs 9 located in the area of 1) or in front of the vehicle 1 can no longer be reached. Similarly, the vehicle 1 can no longer reach the APs 9 behind the front of the vehicle 2. The fact that the two vehicles 1, 2 are approaching each other can be communicated to the vehicles 1, 2, for example, via an upper train control system. If the distance between the vehicles falls below a predetermined value, TUs 3 located opposite each other switch off communication to the path-end APs 9. Instead, the TUs 3 establish a communication link 11 with respect to each other, which has the appropriate frequency and radiant power. In addition, vehicle-inside links 4 between the front and rear devices are used. The vehicle 1 then uses its front-mounted TU 3 in an unaltered way, via the vehicle-internal link 4, to the rear-mounted TU 3 and the front of the vehicle 2. Via the communication link 11 between the mounted TUs 3 and via the vehicle-internal link 4 of the vehicle 2 utilizing the rear-mounted TU 3 of the next vehicle 2. Communicate with two path-mounted APs 9. Thus, the next vehicle 2 also uses the front-mounted TU 3 of the vehicle 1 to gain access to the APs 9 located in front of the vehicle 1. In this way, both vehicles 1, 2 can in each case communicate in both directions even if one side is in the shadow of another vehicle 2 or 1.

동반되는 차량들의 개수는 제한되지 않는다. 차량들의 상대적으로 긴 체인에서는, 예컨대, 최후방 차량이 말하자면 자신의 전방에 위치한 차량들을 통해 첫 번째 차량의 전방에 위치한 AP들과 통신하는 것이 가능하다. 따라서, 그림자 안에 실제로 있는 중앙 차량들은 애플리케이션들에 대하여 투명하다, 즉 애플리케이션들은 차량들의 체인의 구성을 인식하지 않는다.The number of vehicles accompanying is not limited. In a relatively long chain of vehicles, for example, it is possible for the rearmost vehicle to communicate with the APs located in front of the first vehicle, say, via vehicles located in front of it. Thus, the central vehicles that are actually in the shadows are transparent to the applications, ie the applications do not recognize the composition of the chain of vehicles.

커다란 구성의 통상적인 시나리오에서, 예컨대, 임의의 원하는 개수의 차량들이 신속하게 연달아서 승객들을 취하기 위하여 역의 전방에 차례로 위치되는 것이 가능하다.In a typical scenario of a large configuration, for example, it is possible for any desired number of vehicles to be located in front of the station in turn in order to take passengers in quick succession.

다른 시나리오에서, 자신의 구동장치들에 대한 손상으로 인해 곤경에 빠진 차량은 터널을 막고, 상기 차량은 복구되어야만 한다. 다음 차례의 차량이 정지한 차량을 밀어 다음 차례의 역으로 들어가게 하기 위하여 상기 정지한 차량에 접근한다. 두 차량들 모두는 그들이 서로에 있어서 무선 그림자 안에 있더라도 투명한 방식으로 양방향으로 상기 기술된 통신 시스템을 이용하여 통신할 수 있다.In another scenario, a vehicle in trouble due to damage to its drives blocks the tunnel and the vehicle must be restored. The next vehicle approaches the stationary vehicle to push the stationary vehicle into the next station. Both vehicles can communicate using the communication system described above in both directions in a transparent manner even if they are within each other's wireless shadows.

Claims (6)

무선-기반 통신을 위한 트랜시버 장치들(8, 10)을 갖는 차량들(1, 2) 및 경로 제어 센터들(7)을 위한 통신 시스템으로서,A communication system for vehicles 1, 2 and path control centers 7 with transceiver devices 8, 10 for wireless-based communication, 상기 차량들(1, 2)은 전방 및 후방 모두에 트랜시버 장치들(8)을 갖고, The vehicles 1, 2 have transceiver devices 8 in both the front and the rear, 상기 트랜시버 장치들(8)은 차량들(1, 2) 사이의 통신을 위해 제 1 작동 모드로 구성되고 차량들(1, 2)과 경로 제어 센터들(7) 사이의 통신을 위해 제 2 작동 모드로 구성되며, The transceiver devices 8 are configured in a first mode of operation for communication between the vehicles 1, 2 and a second operation for communication between the vehicles 1, 2 and the path control centers 7. Mode, 특정한 작동 파라미터들을 참조하여 상기 작동 모드들 사이에서 자동으로 전환하기 위하여 전환 장치가 제공되는,A switching device is provided for automatically switching between the operating modes with reference to specific operating parameters, 무선-기반 통신을 위한 트랜시버 장치들을 갖는 차량들 및 경로 제어 센터들을 위한 통신 시스템.A communication system for vehicles and path control centers with transceiver devices for wireless-based communication. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 차량들 사이의 거리가 작동 파라미터로서 제공되는,The distance between the vehicles is provided as an operating parameter, 무선-기반 통신을 위한 트랜시버 장치들을 갖는 차량들 및 경로 제어 센터들을 위한 통신 시스템.A communication system for vehicles and path control centers with transceiver devices for wireless-based communication. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,3. The method according to claim 1 or 2, 차량(1, 2)과 경로 제어 센터(7) 사이의 거리가 작동 파라미터로서 제공되는,The distance between the vehicle 1, 2 and the path control center 7 is provided as an operating parameter, 무선-기반 통신을 위한 트랜시버 장치들을 갖는 차량들 및 경로 제어 센터들을 위한 통신 시스템.A communication system for vehicles and path control centers with transceiver devices for wireless-based communication. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 제공되는 상기 작동 파라미터는 작동-모드-특정 주파수 또는 작동-모드-특정 주파수 대역에서의 전계 강도인,The operating parameter provided is the field strength in the operating-mode-specific frequency or operating-mode-specific frequency band, 무선-기반 통신을 위한 트랜시버 장치들을 갖는 차량들 및 경로 제어 센터들을 위한 통신 시스템.A communication system for vehicles and path control centers with transceiver devices for wireless-based communication. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,3. The method according to claim 1 or 2, 상기 트랜시버 장치들(8, 10)은 중복적인 어레인지먼트로 제공되는,The transceiver devices 8, 10 are provided in redundant arrangement, 무선-기반 통신을 위한 트랜시버 장치들을 갖는 차량들 및 경로 제어 센터들을 위한 통신 시스템.A communication system for vehicles and path control centers with transceiver devices for wireless-based communication. 차량들(1, 2)과 경로 제어 센터들(7) 상의 트랜시버 장치들(8, 10) 사이의 무선-기반 통신을 위한 방법으로서,A method for wireless-based communication between vehicles 1, 2 and transceiver devices 8, 10 on path control centers 7, 상기 차량들(1, 2)의 전방 및 후방 상의 트랜시버 장치들(8)은 제 1 작동 모드로 서로 통신하고, 상기 경로 제어 센터들(7)의 트랜시버 장치들(10)과는 제2 작동 모드로 통신하며, The transceiver devices 8 on the front and the rear of the vehicles 1, 2 communicate with each other in a first mode of operation, and with the transceiver devices 10 of the path control centers 7 a second mode of operation. To communicate with 특정한 작동 파라미터들을 참조하여 상기 작동 모드들 사이의 전환이 자동으로 수행되는,The switching between the operating modes is automatically performed with reference to specific operating parameters, 차량들과 경로 제어 센터들 상의 트랜시버 장치들 사이의 무선-기반 통신을 위한 방법.A method for wireless-based communication between vehicles and transceiver devices on path control centers.
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