列车控制系统技术方案

一种列车控制系统，采用在列车的车上控制装置以及地上控制装置间使用了不同的ＣＨ（信道）的多个无线通信路来使数据通信路冗余化，从而将各无线通信路有效地活用为安全且稳定的数据通信路。在规定的路径上移动的多个车上无线控制装置与在规定的路径沿线上设置的多个地上无线控制装置之间进行无线通信，在上述多个车上无线控制装置与上述多个地上无线控制装置间使不同的通信频率的多个无线通信路并行并同时进行无线通信，该列车控制系统选择上述多个无线通信路中的一个无线通信路并实施认证请求以及认证处理，在多个车上无线控制装置中将在认证处理时得到的加密密钥作为公共的加密密钥，来进行多个车上无线控制装置与上述多个地上无线控制装置间的数据通信的加密。

【技术实现步骤摘要】

'本专利技术涉及，采用除了在列车与通信基站之间设置多个无线通信路并 实现没有中断的稳定的数据通信的技术之外，在无线通信路上的数据加密 技术、对无线控制实施区间的进入时所必需的安全认证技术时的通过无线 进行的列车控制方法以及通过多个无线通信所进行的稳定且安全的数据 通信系统技术。
技术介绍
实施在一个区域中只许可一个列车运行的"封闭方式"，为了进行列 车控制而利用通信系统。近年来通过导入无线通信系统而存在实现铁道通信系统的成本降低 的趋势。在美国和中国中，越来越推行通过无线通信实行列车控制的CBTC(Communication Based Train Control)系统的导入。另一方面，在欧州圈中越来越盛行称作ERTMS/ETCS的系统的导入。 ERTMS/ETCS在无线系统中使用将GSM网作为基础(base)的 GSM-R(GSM-Railway)。在实现进行使用作为开放式网络的无线频带的列车无线控制的列车 地上控制装置与列车车上控制装置所生成的相互的控制信息的双方向通 信的列车控制系统中，为了确保数据的隐匿性而在无线发送前实施加密， 通过对接收的数据进行解密，保护来自外部的数据信息。在专利文献l中，记载有在铁道中通过无线将用于安全地使列车运行 的控制信息向列车传输，控制列车的方法。通过提出将无线通信用于列车 控制时的无线控制方式/数据加密/无线机故障检测，实现安全度高的列车 控制系统。在专利文献2中，记载有通过无线通信进行的列车控制系统中的列车 认证技术。通信路上的数据的加密/解密中使用的密钥按列车单位规定，这是由地上控制装置通过列车的认证处理被通知的。认证处理针对在地上 控制装置中通过来自车上控制装置的车上无线控制装置的认证请求而被 实施。认证处理以防止对系统全体的冒充访问为目的而被实行。此外，认 证处理除了在列车的加速(立^上tf)时、进入列车控制区间之外，通过 行驶中定期地实施并更新加密密钥来交换列车的数据的加密模式，防止来 自外部的读取。专利文献1国际公开98/41435号公报专利文献2日本特开2006-129432号公报在1列车的车上控制装置与地上控制装置之间具有多个无线通信路的 结构，以通过无线通信路的冗余性实现车上控制装置-地上控制装置间没 有中断的数据通信为目的。这种技术是，即使在(l)都市部的建筑物管道 (匕、-卜:4、^， building tunnel)内的电波的多路衰减(W/、。"工-、W) 所引起的干涉回避、(2)来自其他的无线通信系统的噪声所引起的干涉回 避、(3)列车移动所引起的电波状況变化、的无线通信环境下，通过不同 的CH/不同的天线与无线控制装置的设置所产生的多个无线通信路来实现 冗余性，来实现高可靠的数据通信的技术。地上控制装置识别列车的加速或系统进入，每次对列车通知系统进入 许可、按列车分别分配的加密密钥的信息时，按每一列车由多个无线通信 路全部实施该认证处理时，在掌握1路线上的多个列车的认证处理的地上 统辖装置中，由于发生列车数X无线通信路的处理，因此存在处理负荷变 大的问题。此外，通过认证处理将在车上控制装置一地上控制装置间决定的加密 规则按每1列车规定无线通信路的数目个，存在在数据通信中处理负荷变 大的问题。此外，如上述所示出的无线通信路的冗余性的目的，即使一个无线通信路中断，由于其他的无线通信路连接，因此能够防止数据的缺少的本系统结构中，存在在初期加速时等列车的位置或电波环境/无线控制装置的机器状态的情形下不能实施认证处理的无线通信路的可能性。这种无线通 信路具有随着列车的行驶/移动而反复连接无线通信路的可能性。反复连接之后实施认证处理时，多个无线通信路中由于列车控制而实施数据通信的无线通信路与实施认证处理的无线通信路发生，通过在地上控制装置中 相同的列车中的多个无线通信路而处理模式不同，因此在地上控制装置中 存在处理的复杂化的问题。
技术实现思路
本专利技术的课题在于，在列车控制装置中的车上控制装置一地上控制装 置间的双方向无线通信中，由于按照控制数据的通信没有中断那样进行，因此在列车的车上控制装置以及地上控制装置间采用使用不同的CH(信道) 的多个无线通信路并使数据通信路冗余化的列车控制系统中，使各无线通 信路有效地作为安全且稳定的数据通信路。本专利技术的列车控制系统的特征在于，在规定的路径上移动的多个车上 无线控制装置与在规定的路径沿线上设置的多个地上无线控制装置之间 进行无线通信，在上述多个车上无线控制装置与上述多个地上无线控制装 置间使不同的通信频率的多个无线通信路并行并同时进行无线通信，选择 上述多个无线通信路中的一个无线通信路并实施认证请求以及认证处理， 在上述多个车上无线控制装置中将在上述认证处理时得到的加密密钥作 为公共的加密密钥，来进行上述多个车上无线控制装置与上述多个地上无 线控制装置间的数据通信的加密。本专利技术还具有下述特征，切换上述所选择的无线通信路来实施上述车 上无线控制装置的对上述列车控制系统内的进入时、或者上述车上无线控 制装置的初期加速时所必需的上述认证请求以及认证处理。本专利技术还具有下述特征，选择一个无线通信路来实施认证请求的上述 车上无线控制装置的统辖装置，为了上述认证处理而生成随机数，将该随 机数仅传送给进行认证请求并实施认证处理的无线通信路。本专利技术还具有下述特征，多个位于无线通信路上的数据，采用地上统 辖装置生成并经由上述地上无线控制装置而向上述车上无线控制装置进 行通知的加密密钥来实施加密，该加密密钥在由一个无线通信路实施认证 时由上述地上无线控制装置被通知，上述地上无线控制装置的统辖装置， 按照将该加密密钥也使用于不实施认证的其他的无线通信路中的数据加 密中的方式使该加密密钥在各车上无线控制装置中共享，从而能对上述车上无线控制装置以及上述地上无线控制装置间的所有的多个无线通信路 上的数据进行加密。本专利技术还具有下述特征，上述车上无线控制装置的统辖装置监视上述 多个无线通信路的无线电波状态以及车上无线控制装置的机器状态，决定 实施上述认证处理的一个无线通信路并使上述认证处理开始。本专利技术还具有下述特征，具有认证重试功能，其在上述认证处理在一 定时间内没有完成的情况下或无线通信在上述认证处理中中断的情况下， 使上述认证中的处理中断/结束，上述统辖装置选择其他的无线通信路并 使上述认证处理重新开始，切换上述无线通信路来重新进行上述认证请求 以及上述认证处理。本专利技术还具有下述特征，经由一个无线通信路来完成上述认证处理 时，上述车上无线控制装置的上述列车控制系统内的数据通信被许可，上 述车上无线控制装置的统辖装置使认证结束信息以及加密密钥在其他的 无线通信路中共享，从而剩余的无线通信路的数据通信被许可/开始，上 述列车控制系统中的数据通信开始工作。通过本专利技术，通过多个无线通信路在1列车的车上控制装置与地上控 制装置间进行数据通信，从而确保数据通信的冗余性，此外通过执行釆用 具有多个的无线通信路中的一个无线通信路的列车一地上控制装置间的 安全认证，实施可靠/适当的认证，将在此得到的加密密钥在其他的无线 通信路中也共享并开始数据通信，从而实现在冗余化的无线通信路中保証 数据的安全性的效果。此外，通过本专利技术，与所有的无线通信路实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种列车控制系统，在规定的路径上移动的多个车上无线控制装置与在规定的路径沿线上设置的多个地上无线控制装置之间进行无线通信，在上述多个车上无线控制装置与上述多个地上无线控制装置间使不同的通信频率的多个无线通信路并行并同时进行无线通信，上述列车控制系统的特征在于，　选择上述多个无线通信路中的一个无线通信路并实施认证请求以及认证处理，在上述多个车上无线控制装置中将在上述认证处理时得到的加密密钥作为公共的加密密钥，来进行上述多个车上无线控制装置与上述多个地上无线控制装置间的数据通信的加密。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖重毅，永次由英，酒井宪一，田冈浩志，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]