WO2014184952A1 - 通信装置および車両伝送システム - Google Patents

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裕二 小川
譲治 井戸
尚吾 辰巳
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    • H04W4/42—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes for vehicles, e.g. vehicle-to-pedestrians [V2P] for mass transport vehicles, e.g. buses, trains or aircraft

Definitions

  • This invention relates to the communication apparatus which comprises the vehicle transmission system which transmits / receives the data for implement
  • the following non-patent document 1 exists as a document describing technical specifications related to a vehicle transmission system in a train.
  • Non-Patent Document 1 is a specification that defines the basic transmission of the Ethernet (registered trademark) system that connects between formations in order to realize interoperability between formations made by different manufacturers. This document describes ETBN redundancy as a technique for improving the reliability of a communication device (ETBN: Ethernet (registered trademark) Train Backbone Node) for communicating data between fixed organizations.
  • EBN Ethernet (registered trademark) Train Backbone Node
  • Non-Patent Document 1 implicitly uses IETF (Internet Engineering Task Force), RFC (Request For Comments) 5798 VRRP (Virtual Router Redundancy Protocol) as one of the methods for realizing ETBN redundancy. It is described.
  • IETF Internet Engineering Task Force
  • RFC Request For Comments
  • VRRP Virtual Router Redundancy Protocol
  • the ETBN When the ETBN is made redundant by VRRP, the ETBN (ETBN Master) operating as a master periodically transmits a life and death monitoring frame (VRRP Advertisement). On the other hand, if ETBN (ETBN Backup) that operates as a backup does not receive a life and death monitoring frame (hereinafter referred to as a life and death monitoring frame) for a certain period of time, it determines that the ETBN that is operating as a master has failed and becomes itself the master. Start operation.
  • a life and death monitoring frame hereinafter referred to as a life and death monitoring frame
  • Patent Document 1 An invention for making network devices redundant by VRRP is described in Patent Document 1, for example.
  • the vehicle transmission system includes a branch network (ECN: Ethernet Train Backbone Node) formed in a fixed train and a backbone network (ETB: Ethernet Train) formed by ETBN and connecting ECNs.
  • ECN Ethernet Train
  • ETBN Ethernet Train
  • Backbone and devices belonging to different ECNs communicate with each other via ETBN and ETB.
  • the redundant ETBN master transmits a life / death monitoring frame via ECN to the backup so that the backup side can detect a failure on the master side.
  • the port connected to the ECN in the backup ETBN fails, it is determined that a failure has occurred because the alive monitoring frame cannot be received even if the master ETBN is normal. There was a problem that the ETBN started to operate as a master. In such a case, the ETBN that has started to operate as a master relays a frame received from another ECN via the ETB to the failed port, which causes a problem because the frame is discarded.
  • the present invention has been made in view of the above, and has been made redundant in a vehicle transmission system having a configuration in which a communication device (ETBN) that connects a backbone network (ETB) and a branch network (ECN) is made redundant.
  • EBN communication device
  • ECN branch network
  • the present invention makes the backbone network that relays signals between branch networks formed in the fixed train redundant in the train with the fixed train connected A communication device that is formed together with another communication device, and periodically transmits a life / death monitoring frame to another communication device operating as a backup via a branch network while operating as a master, and the master while operating as a backup.
  • a life / death monitoring frame processing unit that receives a life / death monitoring frame transmitted from another communication device operating as a via-branch network, a port failure detection unit that detects a failure of a port connected to the branch network, and During operation, the alive monitoring frame processing result in the alive monitoring frame processing unit and the port Based on the failure detection result of the failure detection unit, characterized in that it comprises a life-and-death determination unit that performs failure detection for the other communication device operating as a master, a.
  • a communication device operating as a backup can accurately detect a failure of the communication device operating as a master.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a connection relationship among ECN, ETB, and ETBN constituting a vehicle transmission system.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an operation example of the ETBN constituting the vehicle transmission system.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a problem in a conventional vehicle transmission system.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of a train information management apparatus to which the vehicle transmission system according to the present invention is applied.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of ETBN.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a characteristic operation of ETBN.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a failure determination method for the ETBN master.
  • the communication device in the vehicle transmission system in which the communication device (ETBN) that relays signals between branch line networks (ECN) formed in different fixed trains is made redundant will be described.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a connection relationship between ECN, ETB, and ETBN constituting a vehicle transmission system, and also describes a correspondence relationship with train organization.
  • ECN # 1 is formed in the fixed composition # 1 (Consist # 1)
  • ECN # 2 is formed in the fixed composition # 2 (Consist # 2).
  • ECNs # 1 and # 2 are connected to the ETB formed over the fixed formations # 1 and # 2.
  • Fixed organization # 1 is provided with ETBN # 1 and ETBN # 2 that relay signals between ECN # 1 and ETB.
  • ETBN # 3 and ETBN # 4 that relay signals between ECN # 2 and ETB are installed in fixed organization # 2. Of these ETBNs, ETBN # 1 and # 3 operate as master ETBNs, and the remaining ETBNs # 2 and # 4 operate as backup ETBNs.
  • one of the ETBNs connected to the same ECN operates as a master and the rest operate as a backup, so that a plurality of (two in the configuration example of FIG. 1) ETBNs connected to the same ECN are logically connected.
  • ECN # 1 and EC2 are connected to train-mounted equipment (for example, a central device of a train information management system, an air conditioner, a lighting device, a brake device, etc.) not shown. Train-mounted devices connected to the same ECN communicate via ECN. Train-mounted devices connected to different ECNs communicate via ECN and ETB. In the case of the configuration example shown in FIG.
  • FIG. 2 is a diagram showing an operation example of the ETBN constituting the vehicle transmission system shown in FIG. FIG. 2 shows operations of ETBN # 1 and ETBN # 2 as an example.
  • the ETBN # 1 which is a master (ETBN Master), transmits a life / death monitoring frame (VRRP Advertisement) to the ETBN # 2 which is a backup (ETBN Backup) at a constant period (second unit).
  • ETBN # 1 for example, received a frame transmitted from ECN # 2 communication device # 2 to ECN # 1 communication device # 1 from ETBN # 3 (master) on ECN # 2 side via ETBN # 2. If so, relay to ECN # 1.
  • ETBN # 1 when a frame addressed to communication device # 2 is received from communication device # 1, ETBN # 1 relays to ETBN # 3 via ETBN # 2.
  • the ETBN # 2 during the backup operation determines whether the ETBN # 1 is alive (whether it is operating normally) by monitoring reception of the ECN # 1 alive monitoring frame. Specifically, if the life / death monitoring frame cannot be received for a certain time longer than the transmission period of the life / death monitoring frame, it is determined that ETBN # 1 has failed.
  • ETBN # 2 does not perform relay processing (relay from ECN # 1 to ETB, relay from ETB to ECN # 1) between ECN # 1 and ETB during the backup operation. However, relay within ETB, that is, relay processing between ETBN # 1 and ETBN # 3 is performed.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a problem in the conventional vehicle transmission system.
  • the port to which ECN # 1 is connected fails in ETBN # 2 during the backup operation ((1) failure occurs)
  • the alive monitoring frame from ETBN # 1 is displayed. Cannot receive.
  • ETBN # 2 starts operation as a master when a certain time has elapsed since the occurrence of the failure. That is, ETBN # 2 receives ECN # 2 communication device # 2 from ETBN # 3 and transmits the data transmitted to ECN # 1 communication device # 1 without relaying the received data to ETBN # 1. Transfer to # 1 ((2), (3)).
  • the port to which ECN # 1 is connected is out of order, data is discarded there ((4)).
  • the conventional vehicle transmission system has a problem that when the port connected to the ECN in the ETBN during the backup operation fails, the operation as the master starts.
  • the ETBN in which a port to which an ECN is connected malfunctions as a master, there is a problem that devices connected to different ECNs cannot communicate with each other.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of a train information management apparatus to which the vehicle transmission system according to the present invention is applied.
  • the train information management apparatus shown in the figure is composed of various devices mounted on each vehicle of a train in which a fixed train # 1 composed of vehicles 10A 1 to 10A m and a fixed train # 2 composed of vehicles 10B 1 to 10B n are connected. ing.
  • Each vehicle is equipped with a terminal device 12 and a plurality of train-mounted devices 13 (hereinafter referred to as devices 13), and each fixed train head vehicle (vehicles 10A 1 , 10A m , 10B 1 and 10B n )
  • a central device 11 is mounted.
  • the device 13 is, for example, an air conditioner, a lighting device, a display device, a brake device, or the like.
  • the ETBN 20 (ETBN 20A, 20B), which is a communication device according to the present invention. Is further installed.
  • the ETBN 20 forms a backbone network (ETB) that connects ECN # 1 and ECN # 2.
  • EDB backbone network
  • Each fixed organization ETBN 20 is duplicated, one operating as a master and the other as a backup.
  • the duplicated ETBN 20 may be mounted on a vehicle different from the illustrated vehicle. Two ETBNs may be mounted on different vehicles.
  • the mounting position is not specified.
  • the ETBN is duplicated
  • a configuration in which the ETBN is further made redundant may be used.
  • the duplexed ETBN 20 and the central device 11 are configured separately, but they may be integrated.
  • the central device 11 is connected to a control operation device such as a master controller (mascon) (not shown), and performs input / output processing of train information such as train identification information, train position information, train operation information, and train command information.
  • a control operation device such as a master controller (mascon) (not shown)
  • train information such as train identification information, train position information, train operation information, and train command information.
  • the terminal device 12 transmits data including control information output from each central device 11 to each device 13, collects data output from each device 13, and transmits the data to each central device 11. .
  • the terminal device 12 collects and shares train information in cooperation with each other.
  • the data output from each device 13 includes information indicating a transmission destination (central device 11) of the data, a device ID for identifying the transmission source device, and operation state information of the device 13 (for example, air conditioning Since the current temperature, VVVF output, and the like are included, the central device 11 that has received data from each device 13 can identify which device is the operating state information transmitted.
  • the ETBN 20 When operating as a master, the ETBN 20 relays the signal received from the ECN to the ETB and relays the signal received from the ETB to the ECN. In addition, a life / death monitoring frame (VRRP Advertisement) is periodically transmitted to the ETBN 20 during backup operation via ECN.
  • a life / death monitoring frame (VRRP Advertisement) is periodically transmitted to the ETBN 20 during backup operation via ECN.
  • failure detection of the ETBN 20 operating as the master is performed based on the reception result of the life / death monitoring frame transmitted from the ETBN 20 operating as the master. Note that it may be detected whether the fixed knitting is connected or not, and the ETBN 20 may operate as a master or a backup only in a state where the fixed knitting is connected. As a result, it is possible to prevent the life and death monitoring frame from being transmitted unnecessarily and prevent the traffic in the ECN from increasing, and the power consumption of the ETBN 20 can be reduced.
  • the central device 11 outputs data (hereinafter referred to as “control command”) including device individual data (control data) for controlling the operation of each device 13 to each terminal device 12.
  • control command data
  • the terminal device 12 that has received the control command transfers the control command to the device 13 connected to the own terminal device 12, and each device 13 that has received the control command performs an operation according to the device individual data included in the control command. Execute.
  • data from each device 13 including the operation state information is collected by each terminal device 12 and transmitted to the central device 11.
  • the central device 11 that has received the data from each device 13 records the data and outputs operating state information to a display (not shown) installed in the cab or the like. Displays information necessary for train operation.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of the ETBN 20.
  • the ETBN 20 includes a relay unit 30 that relays a signal between the ECN and the ETB, and an operation mode determination unit 40 that determines whether the own ETBN operates as a master or a backup ETBN.
  • the operation mode determination unit 40 includes an ECN port identification unit 41, an IP address management unit 42, a VRRP function unit 43, a port failure detection unit 44, and a life / death determination unit 45.
  • the relay unit 30 receives a frame from the ECN, and the received frame becomes a VRRP frame (a frame having a format defined by VRRP, hereinafter referred to as “ This is referred to as a “VRRP frame”. If it is a VRRP frame, it is relayed to the VRRP function unit 43 of the operation mode determination unit 40, and if it is not a VRRP frame, it is converted into a format corresponding to the ETB and relayed to the ETB. When a frame is received from the ETB, it is converted into a format corresponding to ECN and relayed to ECN.
  • a VRRP frame a frame having a format defined by VRRP, hereinafter referred to as “ This is referred to as a “VRRP frame”. If it is a VRRP frame, it is relayed to the VRRP function unit 43 of the operation mode determination unit 40, and if it is not a VRRP frame, it is converted into a format corresponding to the ETB and relayed to the ETB.
  • a life / death monitoring frame (VRRP Advertisement, a kind of VRRP frame) periodically generated by the VRRP function unit 43 is received and transmitted to the ECN.
  • the relay unit 30 checks whether the received frame is a VRRP frame, and if it is a VRRP frame, It relays to the VRRP function part 43 of the operation mode determination part 40, and when it is not a VRRP frame, it discards (it does not relay to ETB).
  • the frame addressed to another ETBN is received from the ETB, the frame is forwarded toward the other ETBN.
  • the operation mode determination unit 40 determines whether the own ETBN operates as a master or a backup, and notifies the relay unit 30 of the determination result. Moreover, the operation
  • the ECN port identification unit 41 is connected to an ECN from a plurality of physical ports based on a correspondence table of physical ports and IP addresses managed by the IP address management unit 42. An ECN port that is a physical port is specified.
  • the IP address management unit 42 manages information on IP addresses (physical port and IP address correspondence table) assigned to each physical port included in the own ETBN.
  • the VRRP function unit 43 that operates as a life and death monitoring frame processing unit performs control based on VRRP (Virtual Router Redundancy Protocol) with another ETBN that logically behaves as one ETBN.
  • VRRP Virtual Router Redundancy Protocol
  • the port failure detection unit 44 detects failure of the ECN port. There are no specific rules for failure detection.
  • the life / death determination unit 45 determines whether or not the ETBN operating as the master is operating normally while the own ETBN is operating as the backup.
  • ETBN20 1 shown in FIG. 6 is a master
  • ETBN20 2 operates as a backup, logically assumed that behaves as a single ETBN.
  • FIG. 6 shows only components necessary for executing the characteristic operation (corresponding to the components of the operation mode determination unit 40 shown in FIG. 5).
  • ETBN20 1 of ECN port identifying unit 41 1 the self-device (ETBN20 1) is started, is managed by the IP address management unit 42 1, referring to the correspondence table of the physical port and IP address, ECN is connected
  • a physical port (hereinafter referred to as “ECN port”) is specified.
  • Non-Patent Document 1 stipulates that the range of IP addresses assigned to devices that communicate with ECN is 10.128.64.0/18 to 10.143.0.0/18. For this reason, the ECN port specifying unit 41 1 determines that a physical port to which an IP address within the above range is assigned is an ECN port.
  • the ECN port identification unit 41 1 notifies the VRRP function unit 43 1 and the port failure detection unit 44 1 of the identification result (physical port corresponding to the ECN port).
  • the ECN port specifying unit 41 2 of the ETBN 20 2 specifies the ECN port when the own apparatus (ETBN 20 2 ) is activated. Further, the specific result is notified to the VRRP function unit 43 2 and the port failure detection unit 44 2 .
  • ETBN20 1 of VRRP function unit 43 1 the specific process of ECN port by ECN port identification unit 41 1 is completed, the decision to operate as the master executes a predetermined procedure according to VRRP.
  • VRRP function unit 43 2 of ETBN20 2 when the identification processing of ECN port by ECN port identification unit 41 2 is completed, is determined to act as a backup by executing a predetermined procedure according to VRRP.
  • VRRP function unit 43 life-and-death monitoring frame (VRRP Advertisement) periodically generates and sends to the ECN port through the relay unit (not shown).
  • VRRP Advertisement life-and-death monitoring frame
  • VRRP function unit 43 2 receives the life-and-death monitoring frame transmitted from the VRRP function unit 43 1 of the master side. Each time the VRRP function unit 43 2 receives the alive monitoring frame, it notifies the alive determination unit 45 2 to that effect.
  • the port failure detection unit 44 2 monitors whether the ECN port specified by the ECN port specifying unit 41 2 has failed.
  • the life / death determination unit 45 2 detects a failure of the ETBN master (ETBN 20 1 operating as a master) based on the reception result of the life / death monitoring frame in the VRRP function unit 43 2 and the monitoring result in the port failure detection unit 44 2 . . Specifically, when the ECN port is in a normal state and the life / death monitoring frame cannot be received for a predetermined time (not transmitted from the ETBN master), it is determined that the ETBN master has failed (see FIG. 7). If the ECN port is faulty, it is assumed that the ETBN master is operating normally. When the life / death determination unit 45 2 detects a failure of the ETBN master, the life / death determination unit 45 2 notifies the VRRP function unit 43 2 to that effect. Note that the above-mentioned fixed time is defined as Master_Down_Interval in VRRP.
  • the VRRP function unit 43 2 determines that the own device (ETBN 20 2 ) starts the operation as the master. Then, the relay unit (not shown) is instructed to start an operation as a master (that is, start an operation of relaying a signal between ECN and ETB) and itself (the VRRP function unit 43 2). ) Also starts an operation as a master (an operation for periodically generating and transmitting a life / death monitoring frame).
  • the redundant ETBN of the vehicle transmission system operates as a backup
  • the reception status of the alive monitoring frame transmitted from the master via the ECN, and the status of the ECN port ( Whether or not there is a failure) is monitored, and when the life / death monitoring frame cannot be received in a state where the ECN port has not failed, it is determined that the master ETBN has failed, and the operation is started as the master ETBN.
  • the possibility that the ETBN operating as the backup erroneously detects the failure of the ETBN operating as the master can be reduced. Further, it is possible to solve the problem that when the ECN port fails, the operation as a master is started, and devices connected to different ECNs cannot communicate with each other.
  • VRRP is used to realize redundancy of communication devices.
  • the active system master
  • the active system periodically transmits frames for alive monitoring and uses the frames.
  • the present invention can be applied to any system in which the standby system (backup) realizes redundancy by detecting the failure of the active system.
  • the communication device is useful for a vehicle transmission system, and in particular, relays a signal between branch networks formed in a fixed train in a train in which a plurality of fixed trains are connected. Suitable for communication devices.

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Abstract

　本発明は、固定編成が連結された状態の列車において、固定編成内に形成された支線ネットワーク（ＥＣＮ）の間で信号を中継する基幹ネットワーク（ＥＴＢ）を冗長化された他の通信装置とともに形成する通信装置であって、マスターとして動作中は死活監視フレームをＥＣＮ経由でバックアップとして動作中の他の通信装置へ周期的に送信し、バックアップとして動作中はマスターとして動作中の他の通信装置から送信された死活監視フレームをＥＣＮ経由で受信するＶＲＲＰ機能部４３と、ＥＣＮが接続されているポートの故障検知を行うポート故障検知部４４と、バックアップとして動作中に、ＶＲＲＰ機能部４３での死活監視フレーム受信結果およびポート故障検知部４４での故障検知結果に基づいて、マスターとして動作中の他の通信装置の故障検知を行う死活判定部４５と、を備えている。

Description

通信装置および車両伝送システム
　本発明は、列車において、列車搭載機器のモニタ機能や制御機能を実現するためのデータを送受信する車両伝送システムを構成する通信装置に関する。
　列車における車両伝送システムに関する技術仕様が記載された文献として、下記の非特許文献１が存在する。
　非特許文献１は、異なるメーカ製の編成間において相互接続性を実現するために、編成間を接続するイーサネット（登録商標）方式の基幹伝送を定義した仕様である。この文献には固定編成間でデータを通信するための通信装置（ＥＴＢＮ：Ethernet（登録商標）　Train　Backbone　Node）の信頼性を向上させるための技術として、ＥＴＢＮの冗長化について記載されている。
　また、非特許文献１には、ＥＴＢＮの冗長化を実現する方法の１つとして、暗示的に、ＩＥＴＦ(Internet　Engineering　Task　Force)　ＲＦＣ(Request　For　Comments)　５７９８　ＶＲＲＰ(Virtual　Router　Redundancy　Protocol)を使用することが記載されている。
　ＶＲＲＰによってＥＴＢＮを冗長化した場合、マスターとして動作するＥＴＢＮ（ETBN　Master）は、死活監視用のフレーム（VRRP　Advertisement）を周期的に送信する。一方、バックアップとして動作するＥＴＢＮ（ETBN　Backup）は、死活監視用のフレーム（以下、死活監視フレーム）を一定時間受信しない場合、マスターとして動作中のＥＴＢＮが故障したと判断し、自身がマスターとなって動作を開始する。
　ＶＲＲＰによってネットワーク機器を冗長化する発明は、例えば特許文献１に記載されている。
特開２００７－３１２０９１号公報
ＩＥＣ６１３７５　２－５
　非特許文献１に従えば、車両伝送システムは、固定編成内に形成された支線ネットワーク（ＥＣＮ：Ethernet　Train　Backbone　Node）と、ＥＴＢＮにより形成された、ＥＣＮ同士を接続する基幹ネットワーク（ＥＴＢ：Ethernet　Train　Backbone）とを含んで構成され、異なるＥＣＮに属している機器同士は、ＥＴＢＮおよびＥＴＢを介して通信する。冗長化されたＥＴＢＮのマスターは、バックアップに対してＥＣＮ経由で死活監視フレームを送信することによりバックアップ側がマスター側の故障を検知できるようにしている。
　しかしながら、バックアップ動作中のＥＴＢＮにおいてＥＣＮに接続されたポートが故障した場合、マスター動作中のＥＴＢＮが正常であっても、死活監視フレームを受信できないために故障発生と判断し、それまでバックアップだったＥＴＢＮがマスターとして動作を開始してしまうという問題があった。このようなケースでは、マスターとして動作を開始したＥＴＢＮが、ＥＴＢ経由で他のＥＣＮから受信したフレームを故障したポートに中継してしまい、フレーム廃棄が発生するので問題となる。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、基幹ネットワーク（ＥＴＢ）と支線ネットワーク（ＥＣＮ）を接続する通信装置（ＥＴＢＮ）が冗長化された構成の車両伝送システムにおいて、冗長化された通信装置のバックアップ側によるマスター側の故障検出精度を向上させることを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、固定編成が連結された状態の列車において、固定編成内に形成された支線ネットワークの間で信号を中継する基幹ネットワークを冗長化された他の通信装置とともに形成する通信装置であって、マスターとして動作中は死活監視フレームを支線ネットワーク経由でバックアップとして動作中の他の通信装置へ周期的に送信し、バックアップとして動作中はマスターとして動作中の他の通信装置から送信された死活監視フレームを支線ネットワーク経由で受信する死活監視フレーム処理部と、支線ネットワークが接続されているポートの故障検知を行うポート故障検知部と、バックアップとして動作中に、前記死活監視フレーム処理部での死活監視フレーム受信結果および前記ポート故障検知部での故障検知結果に基づいて、マスターとして動作中の他の通信装置の故障検知を行う死活判定部と、を備えることを特徴とする。
　この発明によれば、バックアップとして動作中の通信装置がマスターとして動作中の通信装置の故障検出を精度良く行うことができる、という効果を奏する。
図１は、車両伝送システムを構成するＥＣＮ、ＥＴＢおよびＥＴＢＮの接続関係の一例を示す図である。 図２は、車両伝送システムを構成するＥＴＢＮの動作例を示す図である。 図３は、従来の車両伝送システムにおける問題点の一例を示す図である。 図４は、本発明にかかる車両伝送システムを適用した列車情報管理装置の構成例を示す図である。 図５は、ＥＴＢＮの構成例を示す図である。 図６は、ＥＴＢＮの特徴的な動作を説明するための図である。 図７は、ＥＴＢＮマスターに対する故障判定方法を示す図である。
　以下に、本発明にかかる通信装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態．
　本実施の形態では、異なる固定編成内にそれぞれ形成されている支線ネットワーク（ＥＣＮ）の間で信号を中継する通信装置（ＥＴＢＮ）が冗長化された車両伝送システムにおける前記通信装置について説明する。
　ここで、ＥＴＢＮが冗長化された従来の車両伝送システムが有している問題点について、図１～図３を参照しながら詳しく説明する。
　図１は、車両伝送システムを構成するＥＣＮ、ＥＴＢおよびＥＴＢＮの接続関係の一例を示す図であり、列車編成との対応関係を併せて記載している。
　固定編成＃１（Consist＃1）にはＥＣＮ＃１が形成され、固定編成＃２（Consist＃2）にはＥＣＮ＃２が形成されている。ＥＣＮ＃１および＃２は、固定編成＃１および＃２にわたって形成されているＥＴＢに接続されている。固定編成＃１には、ＥＣＮ＃１とＥＴＢの間で信号を中継するＥＴＢＮ＃１およびＥＴＢＮ＃２が設置されている。また、固定編成＃２には、ＥＣＮ＃２とＥＴＢの間で信号を中継するＥＴＢＮ＃３およびＥＴＢＮ＃４が設置されている。これらのＥＴＢＮのうち、ＥＴＢＮ＃１および＃３がマスターのＥＴＢＮとして動作し、残りのＥＴＢＮ＃２および＃４はバックアップのＥＴＢＮとして動作する。すなわち、同じＥＣＮに接続されているＥＴＢＮの中の１台がマスター、残りがバックアップとして動作することにより、同じＥＣＮに接続されている複数（図１の構成例では２台）のＥＴＢＮが、論理的に１台のＥＴＢＮとして振舞う。ＥＣＮ＃１および＃２には図示を省略した列車搭載機器（例えば、列車情報管理システムの中央装置、空調装置、照明装置、ブレーキ装置など）が接続されている。同じＥＣＮに接続されている列車搭載機器同士はＥＣＮ経由で通信を行う。異なるＥＣＮに接続されている列車搭載機器同士は、ＥＣＮおよびＥＴＢを経由して通信を行う。図１に示した構成例の場合、例えば、ＥＣＮ＃１に接続されている第１の列車搭載機器がＥＣＮ＃２に接続されている第２の列車搭載機器へデータを送信する場合、データ伝送経路は、第１の列車搭載機器→ＥＴＢＮ＃１→ＥＴＢＮ＃２→ＥＴＢＮ＃３→第２の列車搭載機器、となる。ＥＴＢＮ＃２はバックアップとして動作中においても、ＥＴＢＮ＃１と＃３の間で送受信される信号の中継処理は実施する。
　図２は、図１に示した車両伝送システムを構成するＥＴＢＮの動作例を示す図である。図２では、一例として、ＥＴＢＮ＃１およびＥＴＢＮ＃２の動作を示している。マスター（ETBN　Master）であるＥＴＢＮ＃１は、バックアップ（ETBN　Backup）であるＥＴＢＮ＃２に対し、死活監視フレーム（VRRP　Advertisement）を一定周期（秒単位）で送信する。また、ＥＴＢＮ＃１は、例えばＥＣＮ＃２の通信機器＃２がＥＣＮ＃１の通信機器＃１宛に送信したフレームをＥＴＢＮ＃２経由でＥＣＮ＃２側のＥＴＢＮ＃３（マスター）から受信した場合、ＥＣＮ＃１へ中継する。これとは逆に通信機器＃１から通信機器＃２宛のフレームを受信した場合、ＥＴＢＮ＃１はＥＴＢＮ＃２経由でＥＴＢＮ＃３へ中継する。一方、バックアップ動作中のＥＴＢＮ＃２は、ＥＣＮ＃１死活監視フレームの受信を監視することにより、ＥＴＢＮ＃１の死活（正常に動作しているか否か）を判別する。具体的には、死活監視フレームの送信周期よりも長い一定時間にわたって死活監視フレームが受信できない場合、ＥＴＢＮ＃１が故障したと判断する。ＥＴＢＮ＃２は、バックアップ動作中はＥＣＮ＃１とＥＴＢの間での中継処理（ＥＣＮ＃１からＥＴＢへの中継、ＥＴＢからＥＣＮ＃１への中継）を行わない。ただし、ＥＴＢ内での中継、すなわち、ＥＴＢＮ＃１とＥＴＢＮ＃３の間での中継処理は行う。
　図３は、従来の車両伝送システムにおける問題点の一例を示す図である。図示したように、従来の車両伝送システムでは、バックアップ動作中のＥＴＢＮ＃２においてＥＣＮ＃１が接続されているポートが故障した場合（(1)障害発生）、ＥＴＢＮ＃１からの死活監視フレームが受信できなくなる。その結果、故障発生から一定時間が経過すると、ＥＴＢＮ＃２は、マスターとしての動作を開始する。すなわち、ＥＴＢＮ＃２は、ＥＣＮ＃２の通信機器＃２がＥＣＮ＃１の通信機器＃１宛に送信したデータをＥＴＢＮ＃３から受信した場合、受信データをＥＴＢＮ＃１へ中継することなくＥＣＮ＃１へ転送するようになる（(2)、(3)）。しかし、ＥＣＮ＃１が接続されたポートは故障しているため、そこでデータが廃棄されてしまう（(4)）。
　以上のように、従来の車両伝送システムにおいては、バックアップ動作中のＥＴＢＮでＥＣＮが接続されたポートが故障すると、マスターとしての動作を開始してしまうという問題があった。また、ＥＣＮが接続されたポートが故障したＥＴＢＮがマスターとして動作すると、異なるＥＣＮに接続された機器同士が通信できなくなるという問題があった。
　次に、上記問題を解決可能な本実施の形態の車両伝送システムを説明する。
　図４は、本発明にかかる車両伝送システムを適用した列車情報管理装置の構成例を示す図である。図示した列車情報管理装置は、車両１０Ａ1～１０Ａmからなる固定編成＃１と車両１０Ｂ1～１０Ｂnからなる固定編成＃２が連結された列車の各車両に搭載された各種機器により構成されている。各車両には、端末装置１２および複数の列車搭載機器１３（以下、機器１３と記載する）が搭載され、各固定編成の先頭車両（車両１０Ａ1、１０Ａm、１０Ｂ1および１０Ｂn）には中央装置１１が搭載されている。機器１３は、例えば、空調装置、照明装置、表示装置、ブレーキ装置などである。固定編成＃１と＃２が連結されたことにより列車の中間に位置することになった先頭車両（車両１０Ａmおよび１０Ｂ1）には、本発明にかかる通信装置であるＥＴＢＮ２０（ＥＴＢＮ２０Ａ、２０Ｂ）がさらに搭載されている。このＥＴＢＮ２０は、ＥＣＮ＃１とＥＣＮ＃２を接続する基幹ネットワーク（ＥＴＢ）を形成している。各固定編成のＥＴＢＮ２０は二重化されており、一方がマスター、他方がバックアップとして動作する。なお、二重化されたＥＴＢＮ２０は、図示した車両とは異なる車両に搭載してもよい。２台のＥＴＢＮをそれぞれ異なる車両に搭載してもよい。つまり、固定編成内で二重化されていればよく、搭載位置については規定しない。また、本実施の形態ではＥＴＢＮを二重化した例について説明するが、ＥＴＢＮをさらに冗長化した構成としても構わない。また、本実施の形態では二重化されたＥＴＢＮ２０と中央装置１１を別構成としているが、これらを一体構成としても構わない。
　中央装置１１は、図示しない主幹制御器（マスコン）等の制御操作装置と接続され、列車識別情報、列車位置情報、列車運行情報、および列車指令情報等の列車情報の入出力処理を行う。
　端末装置１２は、各中央装置１１から出力された制御情報などを含むデータを各機器１３に対して送信すると共に、各機器１３から出力されたデータを収集し各中央装置１１に対して送信する。このように端末装置１２は、相互に連携して列車情報を収集、共有する。なお、各機器１３から出力されたデータには、当該データの送信先（中央装置１１）を示す情報、送信元機器を識別するための機器ＩＤ、および機器１３の動作状態情報（例えば、空調の現在温度、ＶＶＶＦの出力など）が含まれているため、各機器１３からのデータを受信した中央装置１１は、どの機器から送信された動作状態情報であるかを識別することが可能である。
　ＥＴＢＮ２０は、マスターとして動作している場合、ＥＣＮから受信した信号をＥＴＢへ中継するとともに、ＥＴＢから受信した信号をＥＣＮへ中継する。また、死活監視フレーム（VRRP　Advertisement）をＥＣＮ経由でバックアップ動作中のＥＴＢＮ２０へ周期的に送信する。バックアップとして動作している場合には、マスターとして動作中のＥＴＢＮ２０から送信されてくる死活監視フレームの受信結果などに基づいて、マスターとして動作中のＥＴＢＮ２０の故障検知を行う。なお、固定編成が連結された状態か否かを検知するようにし、固定編成が連結されている状態においてのみ、ＥＴＢＮ２０がマスターまたはバックアップとして動作するようにしてもよい。これにより、死活監視フレームが不必要に送信されるのを回避してＥＣＮ内のトラフィックが増大するのを防止できるとともに、ＥＴＢＮ２０の消費電力を削減できる。
　図４を用いて列車情報管理装置の動作を簡単に説明する。中央装置１１は、各機器１３の動作を制御するための機器個別データ（制御データ）などを含むデータ（以下、「制御指令」と称する）を各端末装置１２に出力する。制御指令を受信した端末装置１２は、自端末装置１２に接続される機器１３に制御指令を転送し、制御指令を受信した各機器１３は、制御指令に含まれる機器個別データに応じた動作を実行する。
　一方、動作状態情報を含む各機器１３からのデータは、各端末装置１２で収集され中央装置１１に送信される。各機器１３からのデータを受信した中央装置１１は、当該データを記録するとともに、運転台などに設置された表示器（図示せず）に動作状態情報などを出力し、その結果、表示器には列車運行に必要な情報が表示される。
　次に、ＥＴＢＮ２０について詳しく説明する。図５はＥＴＢＮ２０の構成例を示す図である。ＥＴＢＮ２０は、ＥＣＮとＥＴＢとの間で信号を中継する中継部３０と、自ＥＴＢＮがマスターとバックアップのどちらのＥＴＢＮとして動作するかを決定する動作モード決定部４０とを備える。動作モード決定部４０は、ＥＣＮポート特定部４１、ＩＰアドレス管理部４２、ＶＲＲＰ機能部４３、ポート故障検知部４４および死活判定部４５を含む。
　中継部３０は、動作モード決定部４０がマスターのＥＴＢＮとして動作することに決定した場合、ＥＣＮからフレームを受信すると、受信したフレームがＶＲＲＰのフレーム（ＶＲＲＰで定義されたフォーマットのフレーム、以下、「ＶＲＲＰフレーム」と称する）か否かを確認する。そして、ＶＲＲＰフレームであれば動作モード決定部４０のＶＲＲＰ機能部４３へ中継し、ＶＲＲＰフレーム以外であれば、ＥＴＢに対応したフォーマットに変換してＥＴＢへ中継する。ＥＴＢからフレームを受信すると、ＥＣＮに対応したフォーマットに変換してＥＣＮへ中継する。また、ＶＲＲＰ機能部４３で周期的に生成される死活監視フレーム（VRRP　Advertisement、ＶＲＲＰフレームの一種）を受け取ってＥＣＮへ送信する。一方、動作モード決定部４０がバックアップのＥＴＢＮとして動作することに決定した場合、中継部３０は、ＥＣＮからフレームを受信すると、受信したフレームがＶＲＲＰフレームか否かを確認し、ＶＲＲＰフレームであれば動作モード決定部４０のＶＲＲＰ機能部４３へ中継し、ＶＲＲＰフレーム以外であれば廃棄する（ＥＴＢへの中継を行わない）。また、他のＥＴＢＮ宛のフレームをＥＴＢから受信した場合、宛先の他のＥＴＢＮに向けて転送する。
　動作モード決定部４０は、自ＥＴＢＮがマスターとバックアップのどちらとして動作するかを決定するとともに、決定結果を中継部３０に通知する。また、決定結果に従った動作を実行する。
　動作モード決定部４０において、ＥＣＮポート特定部４１は、ＩＰアドレス管理部４２で管理されている、物理ポートとＩＰアドレスの対応テーブルに基づいて、複数の物理ポートの中からＥＣＮが接続されている物理ポートであるＥＣＮポートを特定する。
　ＩＰアドレス管理部４２は、自ＥＴＢＮが備えている各物理ポートに割り当てられているＩＰアドレスの情報（物理ポートとＩＰアドレスの対応テーブル）を管理する。
　死活監視フレーム処理部として動作するＶＲＲＰ機能部４３は、論理的に１台のＥＴＢＮとして振舞う他のＥＴＢＮとの間で、ＶＲＲＰ(Virtual　Router　Redundancy　Protocol)に準拠した制御を行う。
　ポート故障検知部４４は、ＥＣＮポートの故障検知を行う。故障検知の方法については特に規定しない。
　死活判定部４５は、自ＥＴＢＮがバックアップとして動作中に、マスターとして動作中のＥＴＢＮが正常に動作しているか否かを判定する。
　以下、本実施の形態にかかるＥＴＢＮ２０の特徴的な動作、具体的には、バックアップとして動作中のＥＴＢＮ２０がマスターとして動作中のＥＴＢＮ２０の故障を検知する動作、およびその関連動作について、図６を用いて説明する。図６に示したＥＴＢＮ２０1がマスター、ＥＴＢＮ２０2がバックアップとして動作し、論理的に１台のＥＴＢＮとして振舞うものとする。なお、図６には、上記特徴的な動作を実行するために必要な構成要素（図５に示した動作モード決定部４０の各構成要素に相当）のみを記載している。
　ＥＴＢＮ２０1のＥＣＮポート特定部４１1は、自装置（ＥＴＢＮ２０1）が起動すると、ＩＰアドレス管理部４２1で管理されている、物理ポートとＩＰアドレスの対応テーブルを参照し、ＥＣＮが接続されている物理ポート（以下、「ＥＣＮポート」と称する）を特定する。ここで、上記の非特許文献１（ＩＥＣ６１３７５　２－５）には、ＥＣＮで通信する装置に割り当てるＩＰアドレスの範囲が10.128.64.0/18～10.143.0.0/18と規定されている。そのため、ＥＣＮポート特定部４１1は、上記範囲内のＩＰアドレスが割り当てられている物理ポートをＥＣＮポートと判断する。ＥＣＮポート特定部４１1は、ＥＣＮポートの特定が完了すると、特定結果（ＥＣＮポートに該当する物理ポート）をＶＲＲＰ機能部４３1およびポート故障検知部４４1へ通知する。
　ＥＴＢＮ２０2のＥＣＮポート特定部４１2も同様に、自装置（ＥＴＢＮ２０2）が起動すると、ＥＣＮポートを特定する。また、特定結果をＶＲＲＰ機能部４３2およびポート故障検知部４４2へ通知する。
　ＥＴＢＮ２０1のＶＲＲＰ機能部４３1は、ＥＣＮポート特定部４１1によるＥＣＮポートの特定処理が終了すると、ＶＲＲＰに従った所定の手順を実行してマスターとして動作することに決定する。一方、ＥＴＢＮ２０2のＶＲＲＰ機能部４３2は、ＥＣＮポート特定部４１2によるＥＣＮポートの特定処理が終了すると、ＶＲＲＰに従った所定の手順を実行してバックアップとして動作することに決定する。
　マスターとしての動作を開始したＥＴＢＮ２０1においては、ＶＲＲＰ機能部４３1が、死活監視フレーム（VRRP　Advertisement）を周期的に生成し、図示を省略した中継部を介してＥＣＮポートへ送信する。
　これに対して、バックアップとしての動作を開始したＥＴＢＮ２０2においては、ＶＲＲＰ機能部４３2が、マスター側のＶＲＲＰ機能部４３1から送信された死活監視フレームを受信する。ＶＲＲＰ機能部４３2は、死活監視フレームを受信するごとに、その旨を死活判定部４５2へ通知する。
　ポート故障検知部４４2は、ＥＣＮポート特定部４１2により特定されたＥＣＮポートが故障していないかどうかを監視する。
　死活判定部４５2は、ＶＲＲＰ機能部４３2における死活監視フレームの受信結果と、ポート故障検知部４４2における監視結果に基づいて、ＥＴＢＮマスター（マスターとして動作中のＥＴＢＮ２０1）の故障検知を行う。具体的には、ＥＣＮポートが正常な状態にもかかわらず死活監視フレームが一定時間にわたって受信できない（ＥＴＢＮマスターから送信されてこない）場合、ＥＴＢＮマスターが故障したと判断する（図７参照）。ＥＣＮポートが故障している場合、ＥＴＢＮマスターは正常に動作していると推定する。死活判定部４５2は、ＥＴＢＮマスターの故障を検知した場合、その旨をＶＲＲＰ機能部４３2へ通知する。なお、上記の一定時間は、ＶＲＲＰにおいてはＭａｓｔｅｒ＿Ｄｏｗｎ＿Ｉｎｔｅｒｖａｌとして定義されている。
　ＶＲＲＰ機能部４３2は、ＥＴＢＮマスター（ＥＴＢＮ２０1）の故障検知が死活判定部４５2から通知された場合、自装置（ＥＴＢＮ２０2）がマスターとしての動作を開始することに決定する。そして、図示を省略した中継部に対してマスターとしての動作を開始するよう（すなわち、ＥＣＮとＥＴＢとの間で信号を中継する動作を開始するよう）指示するとともに、自身（ＶＲＲＰ機能部４３2）もマスターとしての動作（死活監視フレームを周期的に生成して送信する動作）を開始する。
　このように、本実施の形態においては、車両伝送システムの冗長化されたＥＴＢＮが、バックアップとして動作する場合、ＥＣＮ経由でマスターから送信されてくる死活監視フレームの受信状態、およびＥＣＮポートの状態（故障していないか否か）を監視し、ＥＣＮポートが故障していない状態において死活監視フレームが受信できない場合、マスターのＥＴＢＮが故障したと判断し、マスターのＥＴＢＮとして動作開始することとした。これにより、バックアップとして動作中のＥＴＢＮがマスターとして動作中のＥＴＢＮの故障を誤検出する可能性を低下させることができる。また、ＥＣＮポートが故障した場合にマスターとしての動作を開始してしまい、異なるＥＣＮに接続された機器同士が通信できなくなってしまう、という問題を解決できる。
　なお、本実施の形態では、ＶＲＲＰを使用して通信装置の冗長化を実現する場合について説明したが、現用系（マスター）が死活監視用のフレームを周期的に送信し、このフレームを利用して予備系（バックアップ）が現用系の故障検知を行うようにして冗長化を実現しているシステムであれば適用可能である。
　以上のように、本発明にかかる通信装置は、車両伝送システムに有用であり、特に、複数の固定編成が連結された列車において、固定編成内に形成された支線ネットワークの間で信号を中継する通信装置に適している。
　１０Ａ1～１０Ａm，１０Ｂ1～１０Ｂn　車両、１１　中央装置、１２　端末装置、１３　列車搭載機器、２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０1，２０2　ＥＴＢＮ、３０　中継部、４０　動作モード決定部、４１，４１1，４１2　ＥＣＮポート特定部、４２，４２1，４２2　ＩＰアドレス管理部、４３，４３1，４３2　ＶＲＲＰ機能部、４４，４４1，４４2　ポート故障検知部、４５，４５1，４５2　死活判定部。

Claims (4)

  1. 　固定編成が連結された状態の列車において、固定編成内に形成された支線ネットワークの間で信号を中継する基幹ネットワークを冗長化された他の通信装置とともに形成する通信装置であって、
    　マスターとして動作中は死活監視フレームを支線ネットワーク経由でバックアップとして動作中の他の通信装置へ周期的に送信し、バックアップとして動作中はマスターとして動作中の他の通信装置から送信された死活監視フレームを支線ネットワーク経由で受信する死活監視フレーム処理部と、
    　支線ネットワークが接続されているポートの故障検知を行うポート故障検知部と、
    　バックアップとして動作中に、前記死活監視フレーム処理部での死活監視フレーム受信結果および前記ポート故障検知部での故障検知結果に基づいて、マスターとして動作中の他の通信装置の故障検知を行う死活判定部と、
    　を備えることを特徴とする通信装置。
  2. 　前記死活判定部は、前記ポート故障検知部が故障を検知していない状態において前記死活監視フレーム処理部が死活監視フレームを一定時間にわたって受信しない場合に故障と判断することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
  3. 　マスターとして動作中にはＩＥＣ６１３７５　２－５で規定されたＥＴＢＮとして動作することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
  4. 　固定編成が連結された状態の列車において、固定編成内に形成された支線ネットワークおよび支線ネットワークの間で信号を中継する基幹ネットワークを含み、基幹ネットワークを形成する通信装置が冗長化された構成の車両伝送システムであって、
    　前記通信装置が、
    　マスターとして動作中は死活監視フレームを支線ネットワーク経由でバックアップとして動作中の他の通信装置へ周期的に送信し、バックアップとして動作中はマスターとして動作中の他の通信装置から送信された死活監視フレームを支線ネットワーク経由で受信する死活監視フレーム処理部と、
    　支線ネットワークが接続されているポートの故障検知を行うポート故障検知部と、
    　バックアップとして動作中に、前記死活監視フレーム処理部での死活監視フレーム受信結果および前記ポート故障検知部での故障検知結果に基づいて、マスターとして動作中の他の通信装置の故障検知を行う死活判定部と、
    　を備えることを特徴とする車両伝送システム。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105262855A (zh) * 2015-10-21 2016-01-20 北京锦鸿希电信息技术股份有限公司 基于列车的ip地址分配方法和列车通信网络
EP3179674A1 (en) * 2015-12-10 2017-06-14 KNORR-BREMSE Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH Configurable gateway apparatus and method for an integrated brake control system in a railway vehicle
CN111891181A (zh) * 2020-06-23 2020-11-06 株洲中车时代电气股份有限公司 基于以太网的列车网络控制系统

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9787542B2 (en) * 2013-05-20 2017-10-10 Mitsubishi Electric Corporation Train-information management device and train-information management method
CN106143532B (zh) * 2015-04-08 2018-01-09 中车大连电力牵引研发中心有限公司 列车动态重联的方法及节点
CN108092854B (zh) * 2017-12-29 2023-04-28 中国铁路总公司 基于iec61375协议的列车级以太网设备的测试方法及装置
CN110958167B (zh) * 2019-12-06 2022-09-09 中车大连电力牵引研发中心有限公司 一种高速智能网络控制系统
CN112693504B (zh) * 2021-03-25 2021-06-22 北京全路通信信号研究设计院集团有限公司 一种基于车车通信的多列车控制系统及方法
CN113839988B (zh) * 2021-08-24 2024-02-20 四川发展磁浮科技有限公司 一种列车多网融合网络控制系统和控制方法
CN113810297B (zh) * 2021-09-15 2023-04-18 中国铁道科学研究院集团有限公司 一种多网融合列车网络系统及其通信方法
CN116112313B (zh) * 2021-11-11 2025-03-18 株洲中车时代电气股份有限公司 牵引控制系统和轨道交通系统
CN116424400B (zh) * 2022-01-04 2025-09-16 中车株洲电力机车研究所有限公司 列车初运行控制方法、装置、网络设备及列车系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007312091A (ja) 2006-05-18 2007-11-29 Central Res Inst Of Electric Power Ind ルーチング装置および障害復旧方法
JP2011055416A (ja) * 2009-09-04 2011-03-17 Mitsubishi Electric Corp 列車内伝送制御システム
JP2013085085A (ja) * 2011-10-07 2013-05-09 Maspro Denkoh Corp 無線通信装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2290267A1 (en) * 1998-12-04 2000-06-04 Nortel Networks Corporation Method and apparatus providing for an improved virtual routing redundancy protocol
JP3824906B2 (ja) 2001-10-30 2006-09-20 古河電気工業株式会社 ネットワーク間接続方法、その装置およびその装置を用いたネットワーク間接続システム
JP3896897B2 (ja) 2002-05-24 2007-03-22 株式会社日立製作所 ルータ設定方法およびルータ
CN1208929C (zh) 2002-06-23 2005-06-29 华为技术有限公司 一种利用虚拟路由器冗余协议实现路由器接口备份的方法
JP2005130049A (ja) 2003-10-21 2005-05-19 Fujitsu Ltd ノード
WO2006035575A1 (ja) 2004-09-28 2006-04-06 Nec Corporation 冗長化パケット交換システムおよび冗長化パケット交換システムの系切り替え方法
US20070061056A1 (en) * 2005-09-14 2007-03-15 Bombardier Transportation Gmbh Bypass switch for an ethernet-type network
JP2008015722A (ja) * 2006-07-05 2008-01-24 Hitachi Electronics Service Co Ltd データ処理システム
US7573812B2 (en) * 2006-12-21 2009-08-11 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Passive virtual router redundancy prototcol
GB2450520A (en) * 2007-06-27 2008-12-31 Bombardier Transp Gmbh Communication system transferring information within a railway train
US9680948B2 (en) * 2013-03-14 2017-06-13 Arista Networks, Inc. System and method for device failure notification

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007312091A (ja) 2006-05-18 2007-11-29 Central Res Inst Of Electric Power Ind ルーチング装置および障害復旧方法
JP2011055416A (ja) * 2009-09-04 2011-03-17 Mitsubishi Electric Corp 列車内伝送制御システム
JP2013085085A (ja) * 2011-10-07 2013-05-09 Maspro Denkoh Corp 無線通信装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2999164A4

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105262855A (zh) * 2015-10-21 2016-01-20 北京锦鸿希电信息技术股份有限公司 基于列车的ip地址分配方法和列车通信网络
CN105262855B (zh) * 2015-10-21 2018-10-02 北京锦鸿希电信息技术股份有限公司 基于列车的ip地址分配方法和列车通信网络
EP3179674A1 (en) * 2015-12-10 2017-06-14 KNORR-BREMSE Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH Configurable gateway apparatus and method for an integrated brake control system in a railway vehicle
CN111891181A (zh) * 2020-06-23 2020-11-06 株洲中车时代电气股份有限公司 基于以太网的列车网络控制系统

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