JP2007133503A - 分散システムにおける情報共有方法及び情報共有システム - Google Patents

Abstract

【課題】分散システムにおいてデータソースまたはデータ要求側が常時接続及び非常時接続においても情報共有を実現し、リアルタイムな通信・処理を妨害することなく、任意の経路からのデータ要求に対する応答性を保証する。
【解決手段】データ要求側のシステムへの加入を検出すると、識別情報をシステム内に通知する。識別情報をシステム内に分散配置したデータ蓄積域０３１１〜０３１５が受信すると、データ要求側が要求する可能性のあるデータのレプリカを作成するために、関連情報を基に、レプリカを作成するデータの種類、配置場所を決める。システム内の指定された範囲内に有るデータ蓄積域では、データ要求側が要求する可能性のあるデータのレプリカを事前に生成、蓄積しておく。実際にデータ要求側からの要求を受信したデータ蓄積域は、データのレプリカを用いて直ちに応答する。
【選択図】図３

Description

本発明は、１つ以上のネットワークが含まれ、それらが相互に接続する分散システムであり、システムの構成要素には移動体、モバイル端末もしくはセンサ等の常時ネットワークに接続しているとは限らない要素も含まれる場合もあるシステムに関し、特に、業務内容等に応じてシステム内の必要な相手同士での応答性を保証した情報の共有・流通に関するものである。

システムのネットワーク内へのデータソースからのデータのマルチキャスト送信と、データ要求側での選択受信により、システムの構成変化の発生時でも情報共有を実現する方法が提案されている。

例えば、プロセス側の機器・設備の監視制御用の多数台のPLC（programmable logic controller）と、複数の監視拠点にそれぞれ複数台設けられたMMI（man machine interface）と、これらPLCとMMI間を任意にネットワーク接続して制御指令およびプロセス情報を送信する分散制御システムにおいて、前記監視拠点別にロケーション番号を割り付け、このロケーション番号の設定で前記MMIとPLC間の制御指令及びプロセス情報の送信先の監視拠点を１つまたは複数に特定し、かつロケーション番号又はMMIの番号、PLCの番号の省略で送信先をマルチキャストに特定する制御LAN（local area network）プロトコルを備えたことを特徴とする分散制御システム（特許文献１参照）などが提案されている。
特開２００３−１８２１５号公報

上記従来技術では、マルチキャスト通信を行うと、データを要求していないノードにまでメッセージが到達し、受信した全てのノードで受信データが自ノードには必要か否かの判定処理を行う必要がある。このため、ノードの数が増加するとネットワーク負荷及び各ノードでの受信データの判定処理の負荷が増大し、システム内のリアルタイムな通信・処理を妨害し得る。

また、ユーザのモバイル端末等のデータ要求側または移動体、センサ等のデータソースが、移動やネットワーク状況、短距離無線の利用等のためにネットワークに常時接続ではなく、これらの構成要素の間での通信、情報共有を行う場合には、これらの構成要素の限られた接続時間内ではデータ要求に対する応答が保証できない。例えば、マルチキャスト通信では、ネットワーク状況によりメッセージ伝達の遅延もしくは未達のために、限られた接続時間内ではデータを受信できない可能性がある。

そこで本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、１つ以上のネットワークが相互に接続する分散システムであり、システムの構成要素には移動体、モバイル端末もしくはセンサ等の非常時接続要素も含み、リアルタイムで連続的なシステム内の通信・処理を妨害することなく、システム内のデータソースまたはデータ要求側がネットワークに常時接続でない場合であって、入れ替え等も発生し得る場合も含めて、任意の相手、任意の通信経路からのデータ要求に対しても応答性を保証するような情報共有の方法を提供することを主たる目的とする。

上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の分散システムにおける情報共有方法は、データ要求側の識別情報に関連する情報をシステム内に分散配置されたデータ蓄積域内より検索し、前記関連情報を基に、データの種類及び配置場所を含むレプリカを作成するためのレプリカ作成情報を作成するステップと、前記レプリカ作成情報を、レプリカの配置場所として指定された範囲内にある１つ以上のデータ蓄積域の間で共有し、前記データ要求側のために作成したレプリカ作成情報も含めた、共有するレプリカ作成情報の中から前記データ要求に適するものを選択し、選択したレプリカ作成情報に基づき、前記データ蓄積域内にデータのレプリカを事前に作成するステップと、前記識別情報に該当する前記データ要求側からアクセスがあった場合、前記データ蓄積域より前記データのレプリカを用いて応答を返すステップと、前記レプリカのデータソース側の状態に応じて、レプリカを生成するデータのソースもしくはレプリカの配置先を変更するステップと、一定期間経過後も参照が無いか、もしくは参照頻度の低いデータのレプリカは前記データ蓄積域より削除するステップと、を含むものである。

また、本発明は、上述において、前記データ要求側が要求する可能性のあるデータのレプリカを生成するためのレプリカ作成情報を作成する際に、前記データ要求側が要求するデータの種類・項目を事前に指定した予約情報を参照することにより、前記レプリカを作成するためのデータの種類を決定するステップを含むものである。

また、本発明は、上述において、前記データ要求側が要求する可能性のあるデータのレプリカを生成するためのレプリカ作成情報を作成する際に、前記データ要求側のアクセス履歴を参照し、過去に参照した実績のあるデータを抽出することにより、前記レプリカを作成するためのデータの種類を決定するステップを含むものである。

また、本発明は、上述において、前記データ要求側が要求する可能性のあるデータのレプリカを生成するためのレプリカ作成情報を作成する際に、前記データ要求側が関連する業務プロセスに関する情報を参照し、該業務プロセスに関連するデータを抽出することにより、前記レプリカを作成するためのデータの種類を決定するステップを含むものである。

また、本発明は、上述において、前記データ要求側が要求する可能性のあるデータのレプリカを生成するためのレプリカ作成情報を作成する際に、前記データ要求側に関するスケジュール情報を参照し、当該データ要求側の予定された行動範囲に基づいて、前記レプリカの配置場所を決定するステップを含むものである。

また、本発明は、上述において、前記データ要求側が要求する可能性のあるデータのレプリカを生成するためのレプリカ作成情報を作成する際に、前記データ要求側の位置情報を参照し、前記データ要求側の現在位置の周辺の範囲から、前記レプリカの配置場所を決定するステップを含むものである。

また、本発明は、上述において、前記データ要求側が要求する可能性のあるデータのレプリカを生成するためのレプリカ作成情報を作成する際に、前記データ要求側のアクセス履歴を参照し、過去に参照実績のある場所に基づいて、前記レプリカの配置場所を決定するステップを含むものである。

また、本発明は、上述において、前記識別情報を配信された前記データ要求側がデータを要求する際には、前記データ要求側の稼動するノードから最寄りのデータ蓄積域にアクセスし、データを取得するステップを含むものである。

また、本発明は、上述において、前記レプリカを生成するためのデータソースの変更を実施する際に、前記データソースに関するスケジュール情報や経路情報等を参照し、前記データ蓄積域よりアクセス可能なデータソースの選出、該データソースへのアクセス時間、頻度等を決定するステップを含むものである。

また、本発明は、上述において、前記レプリカを生成するためのデータソースの変更を実施する際に、前記データソースの位置情報もしくは生存信号を参照し、前記データ蓄積域の周囲からアクセス可能なデータソースを選出するとともに、前記データソースへのアクセス時間及び頻度等を決定するステップを含むものである。

また、本発明は、上述において、一定期間経過しても前記識別情報に該当する前記データ要求側からアクセスが無い場合、前記データ蓄積域内にある予約リストより前記データ要求側に関する情報を削除するステップを含むものである。

また、本発明の情報共有システムは、システム内に分散配置され、データ要求側が要求する可能性のあるデータのレプリカを格納するためのデータ蓄積域は、要求頻度の高いデータの値を時系列に複数個格納するための主領域と、要求頻度が前記主領域の格納データよりも低いもしくは要求される可能性の高いデータの最新値のみを格納する予備領域と、前記データ蓄積域には無く他のデータ蓄積域の主領域に格納されるデータへのポインタ情報のみを格納するポインタ領域と、を備えたものである。

また、本発明は、上述において、前記データ蓄積域には、主領域と、予備領域に同一データが重複して格納されることを防止するために、前記データ要求側の識別情報及び前記データ要求側が要求する可能性のあるデータのレプリカの前記主領域もしくは予備領域における格納場所に関する情報を格納する予約リストが格納されるものである。

また、本発明は、上述において、前記データ蓄積域における主領域及び予備領域に格納される各データの、前記データ要求側からの参照頻度を定期的に監視し、前記主領域に格納されるデータの中で指定された閾値よりも参照頻度が低いデータは前記予備領域に移動させ、前記予備領域に格納されるデータの中で指定された閾値よりも参照頻度が高いデータは前記主領域に移動させるものである。

また、本発明は、上述において、前記データ蓄積域の主領域に格納されるデータが追加もしくは削除された場合、該追加もしくは削除されたデータに関する情報を、システム内の他のデータ蓄積域にマルチキャスト送信することにより、前記データ蓄積域における前記ポインタ領域に格納される情報を更新するものである。

本発明によれば、１つ以上のネットワークが相互に接続する分散システムにおいて、常時ネットワークに接続しているとは限らないシステム構成要素、あるいは入れ替え等も発生し得るシステム構成要素であっても、ネットワークの違いを意識しない情報共有を実現し、リアルタイムなシステム内の通信・処理を妨害することなく、任意の通信経路からのデータ要求であっても応答性を保証することができる。

以下に、本発明の実施形態について、適宜、図面を参照しながら説明する。
図１は、情報共有システムの構成図である。
図１は、本実施の形態である、１つ以上のネットワークが含まれ、それらが相互に接続する分散システムであり、短距離無線を搭載するモバイル端末やセンサ類、走行する移動体等の常時ネットワークに接続しているとは限らない構成要素も含まれるシステムの概要を示す図である。

このシステムは、通信網０１０５を介して、主に情報系ネットワークで構築される第１の拠点０１０２及び第２の拠点０１０３、主に制御系ネットワークで構築される工場０１０４、無線基地局０１３１を介して無線通信により接続する移動体０１０６等の広域に分散した多拠点を相互接続した広域情報制御システムである。

このシステムの主な構成要素としては、情報系、制御系の各々の拠点である、第１の拠点０１０２、第２の拠点０１０３、工場０１０４にそれぞれ設置され、拠点間もしくは異種ネットワーク間の通信の中継等を行うゲートウェイサーバ０１０７、同じく移動体０１０６と通信を行う無線基地局０１３１に接続するゲートウェイサーバ０１０７、がある。

また、他の構成要素としては、本システムにおいてモバイル端末等から短距離無線通信によりアクセスポイント等を経由してデータアクセスを行うユーザ０１０１もしくは業務用途で用いるユーザプログラムが導入されたノードである拠点内の固定端末０１１１等の認証を行うシステム内に設置された認証サーバ０１１０、工場０１０４内で稼動し、データソースとなる設備・デバイス０１０８、もしくは短距離無線通信により最寄りのアクセスポイント等を介してデータを発信する常時ネットワークに接続しているとは限らないセンサ・タグ０１０９等がある。

ゲートウェイサーバ０１０７の主なハードウェア構成は、処理装置０１２１、通信装置０１２２、記憶装置０１２３からなる。記憶装置０１２３には、設備・デバイス０１０８やセンサ・タグ０１０９等のデータソースからのデータを収集し、ユーザ０１０１や固定端末０１１１等のデータ要求元に提供するために該データを蓄積しておくためのデータ蓄積域０１２４の他、該データ蓄積域０１２４を管理するためのソフトウェア、設備・デバイス０１０８やセンサ・タグ０１０９等のデータソース、及びユーザ０１０１や固定端末０１１１等のデータ要求元と通信を行うためのソフトウェア等が格納され、処理装置０１２２により処理される。

また通信装置０１２２は、設備・デバイス０１０８やセンサ・タグ０１０９等のデータソースからのデータ収集、及びユーザ０１０１や固定端末０１１１等のデータ要求元からの要求受付とデータ提供等を実施するための通信処理を行う。

上述のように、本実施の形態であるシステムは、１つ以上のネットワークが含まれ、それらが相互に接続する分散システムであり、固定ノードだけでなく、モバイル端末や移動体、センサ・タグ等のように常時ネットワークに接続しているとは限らないシステム構成要素も含まれる。

図２は、ゲートウェイサーバの構成図である。
図２は、本実施の形態における、分散システム内にあり、ユーザプログラムの稼動するノードもしくは常時接続ではないユーザのモバイル端末、移動体等からのアクセスポイント等を介してのアクセスを受け付け、データのレプリカを配置するゲートウェイサーバのモジュール構成を示す図である。

ゲートウェイサーバ０１０７には、通信媒体０２０２を介して、ユーザプログラムの稼動するノードもしくは常時接続ではないユーザ０１０１のモバイル端末、移動体０１０６等との間の通信、データ要求の受け付け、データのレプリカの生成及び蓄積、蓄積データの管理等の処理を行うミドルウェア０２０１が導入される。

ミドルウェア０２０１の主な構成要素は、データのレプリカを蓄積するためのデータ蓄積域０２１１、ユーザからのアクセス及びデータ参照に関する履歴等を蓄積するための履歴格納域０２１２、認証サーバ等からのユーザの識別情報の受け付け及びデータのレプリカの事前作成のためのシステム内の複数のゲートウェイサーバ０１０７間でのユーザのデータ要求に関する情報のやり取り等の処理を行うデータのレプリカの予約受付部０２１３、ユーザプログラムの稼動するノードもしくは常時接続ではないユーザ０１０１のモバイル端末及び移動体０１０６等からのアクセス及びデータ要求を受け付けてデータ蓄積域０２１１より該当データを取得し応答を返すデータアクセス受付部０２１４、ユーザからのデータ要求に関する予約リストを作成し管理する予約リスト管理部０２１６がある。

また、他の構成要素として、データ蓄積域０２１１及び該領域内の蓄積データを管理するデータ蓄積域管理部０２１７、通信媒体０２０２を介して、ユーザプログラムの稼動するノードもしくは常時接続ではないユーザ０１０１のモバイル端末、移動体０１０６等との間の通信を行う、データ通信部０２１８がある。

予約受付部０２１３からの指示により、予約リスト管理部０２１６は、データ蓄積域０２１１を参照して、新たなユーザのデータ要求に対する事前情報を作成し予約リストに登録する。この時、予約リスト管理部０２１６からの指示により、データ蓄積域管理部０２１７は、該ユーザのデータ要求に対して、該要求データのデータ蓄積域０２１１内での有無、格納場所のアドレス等の情報を返す処理を行い、またデータ蓄積域０２１１内に該当データが無い場合は新規追加等の処理を行う。

また、データ蓄積域管理部０２１７は、前記データのレプリカを生成し、データ蓄積域０２１１に蓄積、更新するために、データ通信部０２１８を介して、他のゲートウェイサーバにアクセスし、他のゲートウェイサーバにて管理されるデータを取得する。データ蓄積域管理部０２１７は、他のゲートウェイサーバからレプリカ生成のためのデータ要求を受信すると、データ蓄積域０２１１より該当データを取り出し返送する。さらにデータ蓄積域管理部０２１７は、データ蓄積域０２１１の蓄積レプリカのデータ要求側もしくはデータソースの状態変化に伴って、蓄積レプリカの更新終了もしくは削除、データソースの変更等の処理を行う。
データアクセス受付部０２１４は、ユーザからのアクセス・データ要求の受け付け処理を実施する度に、履歴格納域０２１２に処理の履歴情報を書き込む。

図３は、情報共有方法の概要図である。
図３は、本実施の形態における、１つ以上のネットワークが含まれ、それらが相互に接続する分散システムにおいて常時接続ではないシステム構成要素も含む場合の情報共有の方法の概要を示す図である。

主なシステム構成要素としては、メッセージのやり取り等により情報の共有、流通を実現するネットワーク環境０３０１、前記ネットワーク環境０３０１に接続しており、他のシステムや専用ネットワーク等との接点となるゲートウェイサーバ０３０３、０３０４、０３０５、０３０６、０３０７、前記ゲートウェイサーバ０３０５、０３０６、０３０７を介して、本実施の形態であるシステムにデータを提供する設備・ＰＩ／Ｏ０３２１、センサ０３２２、移動体０３２３、本実施の形態であるシステムにアクセスしデータの要求及び取得を行うユーザ０３０２等がある。

またこの他にユーザ０３０２を特定し該ユーザ０３０２の識別情報０３４１を提供するために用いることができる認証サーバ０３３１、位置管理サーバ０３３２等がある。なお前記ゲートウェイサーバ０３０３、０３０４、０３０５、０３０６、０３０７は各種のデータを蓄積し、ユーザ０３０２の要求に対して応答するためのデータ蓄積域０３１１、０３１２、０３１３、０３１４、０３１５を管理している。ここでは、説明を簡単にするために、各データ蓄積域０３１１、０３１２、０３１３、０３１４、０３１５が直接以下の動作をするように説明することとする。

本実施の形態によると、認証サーバ０３３１もしくは位置管理サーバ０３３２等がユーザ０３０２のシステムへの加入を検出すると、認証サーバ０３３１もしくは位置管理サーバ０３３２等は該ユーザ０３０２の識別情報をシステム内に通知する。該識別情報をシステム内に分散配置したデータ蓄積域０３１１、０３１２、０３１３、０３１４、０３１５が受信すると、データ蓄積域０３１１、０３１２、０３１３、０３１４、０３１５は該ユーザ０３０２が要求する可能性のあるデータのレプリカを作成するために、該ユーザ０３０２の関連情報を基に、レプリカを作成するデータの種類、配置場所等を含めるレプリカ作成情報０３４２を作成し、事前にシステム内にマルチキャスト送信する。

上記マルチキャストされたレプリカ作成情報０３４２を受信したデータ蓄積域０３１１、０３１２では、前記の受信した１つ以上のレプリカ作成情報０３４２もしくは自領域にて生成したレプリカ作成情報０３４２の中からユーザ０３０２の要求に適するものを選択し、前記選択したレプリカ作成情報０３４２に基づき、該ユーザ０３０２が要求する可能性のあるデータのレプリカ０３１６、０３１７を事前に生成、蓄積、更新しておく。実際にユーザ０３０２からの要求を受信したデータ蓄積域０３１２は、前記のデータのレプリカ０３１７を用いて直ちに応答する。

また、前記データ蓄積域０３１２に作成したレプリカ０３１７に関して、データソース側の状態が変更した場合（図３ではデータソースである移動体０３２３が移動）、データ蓄積域０３１２は該レプリカ０３１７を生成するデータのソースを状態に応じて変更する（図３ではデータソースをデータ蓄積域０３１４からデータ蓄積域０３１５へ変更）、もしくはデータソースへのアクセスタイミング等を変更する。

図４は、データ蓄積域の構成図である。
図４は、本実施の形態における、分散システム内にあるゲートウェイサーバ等に設けた、データのレプリカを蓄積するデータ蓄積域の構成を示す図である。
データ蓄積域０４０１の主な構成要素としては、主領域０４１１、予備領域０４１２、ポインタ領域０４１３、予約リスト０４１４とがある。

主領域０４１１は、データ蓄積域０４０１において、主に要求頻度の高いデータの値を重複無く格納する領域である。データ蓄積域管理部０２１７は、該データのデータソースより定期的もしくは値変化時に値を取得し、該データの値を主領域０４１１に時系列に複数蓄積する。予備領域０４１２は、要求される可能性のあるデータの値を重複なく格納する領域である。データ蓄積域管理部０２１７は、主領域０４１１よりも低い頻度で、該データを保有する他のデータ蓄積域より値を取得し、最新値のみを予備領域０４１２に上書きし保持する。ポインタ領域０４１３は、他のデータ蓄積域０４０１の主領域０４１１に格納されるデータへのポインタ情報を格納する領域である。

データ蓄積域管理部０２１７は、情報制御システム内の各々のデータ蓄積域０４０１より定期的にマルチキャスト配信される蓄積データに関する情報を受信し、領域内のポインタ領域０４１３に格納されるポインタ情報を更新する。なお、データ蓄積域管理部０２１７は、ユーザの要求に対して該当データが主領域０４１１及び予備領域０４１２にもない場合、本領域に格納される情報を参照して該当データを保有するデータ蓄積域０４０１に問い合わせ、データを取得する。予約リスト０４１４は、ユーザのデータ要求に対する予約エントリー情報を格納する領域である。

データ蓄積域管理部０２１７は、本予約リスト０４１４にはユーザ毎に該ユーザの要求するデータもしくは該ユーザが要求する可能性のあるデータのアドレス、タイムスタンプ等の情報を格納する。ユーザが実際に該データ蓄積域０４０１にアクセスし、データを要求する際は、データ蓄積域管理部０２１７は、該予約リスト０４１４の該ユーザに関する情報を参照して、該当データの値を返す。また、これらの情報はユーザからのアクセスが発生するよりも事前に生成される。

図５は、主領域及び予備領域を示す図である。
図５は、本実施の形態における、分散システム内にあるゲートウェイサーバ等に設けた、データのレプリカを配置するデータ蓄積域における、データのレプリカを格納するための主領域及び予備領域を示す図である。
主領域０５０１の主な構成要素は、データ名０５１１、データ値０５１２、タイムスタンプ０５１３、更新周期０５１４、参照回数０５１５、最終参照時刻０５１６、データソース情報０５１７がある。

データ名０５１１にはシステム内でユーザがアクセス可能なデータの名前が格納される。データ値０５１２には、前記データ名０５１１に格納される名前に対応するデータの値が格納される。ここではデータ名０５１１には時系列に複数の値が格納される。なお格納される値の個数はシステム毎に決定される。タイムスタンプ０５１３には、前記データ値０５１２に格納される各値の主領域０５０１への格納時刻がそれぞれ対応して格納される。更新周期０５１４には、データ名０５１１に格納される名前に対応するデータの値がデータ値０５１２に書き込まれる周期が格納される。

参照回数０５１５には、データ名０５１１に格納される名前に対応するデータの値をユーザが参照した回数が格納される。本参照回数０５１５の項目に格納される値はユーザからのデータ参照がある度に更新される。最終参照時刻０５１６には、データ名０５１１に格納される名前に対応するデータの値をユーザが最後に参照した時刻が格納される。本最終参照時刻０５１６の項目に格納される値はユーザからのデータ参照がある度に更新される。

データソース情報０５１７には、データ名０５１１に格納される名前に対応するデータのデータソースに関する情報として、データソースのアドレス情報０５３１、及び属性情報０５３２が格納される。アドレス情報０５３１には、レプリカを作成・更新する際にデータソースにアクセスするための情報が格納される。属性情報０５３２には、該データソースの有効期間、移動経路等の情報が格納される。なお、データ蓄積域管理部０２１７により属性情報０５３２が参照されることでデータソースの変更等が行われる。

予備領域０５０２の主な構成要素は、データ名０５２１、データ値０５２２、タイムスタンプ０５２３、更新周期０５２４、参照回数０５２５、最終参照時刻０５２６、データソース情報０５２７がある。
データ名０５２１には、０５１１と同様にシステム内でユーザがアクセス可能なデータの名前が格納される。データ値０５２２には、前記データ名０５２１に格納される名前に対応するデータの値が格納される。ここでは該データ値０５２２の最新値のみが上書きされる。タイムスタンプ０５２３には、前記データ値０５２２に格納される値の予備領域０５０２への格納時刻が格納される。更新周期０５２４には、データ名０５２１に格納される名前に対応するデータの値がデータ値０５２２に書き込まれる周期が格納される。ここで予備領域０５０２にデータを書き込む周期は、前記主領域０５０１にデータを書き込む周期よりも大きいものとする。

参照回数０５２５には、データ名０５２１に格納される名前に対応するデータの値をユーザが参照した回数が格納される。本参照回数０５２５の項目に格納される値はユーザからのデータ参照がある度に更新される。最終参照時刻０５２６には、データ名０５２１に格納される名前に対応するデータの値をユーザが最後に参照した時刻が格納される。本最終参照時刻０５２６の項目に格納される値はユーザからのデータ参照がある度に更新される。

データソース情報０５２７には、データ名０５２１に格納される名前に対応するデータのデータソースに関する情報として、データソースのアドレス情報０５４１、及び属性情報０５４２が格納される。アドレス情報０５４１には、レプリカを作成・更新する際にデータソースにアクセスするための情報が格納される。属性情報０５４２には、該データソースの有効期間、移動経路等の情報が格納される。なお、データ蓄積域管理部０２１７により属性情報０５４２が参照されることでデータソースの変更等が行われる。

図６は、ポインタ領域及び予約リストを示す図である。
図６は、本実施の形態における、分散システム内にあるゲートウェイサーバ等に設けた、データのレプリカを配置するデータ蓄積域における、他のデータ蓄積領域に格納されるデータへのポインタ情報を格納するポインタ領域、及びユーザのデータ取得要求に関する情報を記載する予約リストを示す図である。
ポインタ領域０６０１の主な構成要素は、データ名０６１１、データソース情報０６１２である。

データ名０６１１には、システム内でユーザがアクセス可能なデータの名前が格納される。データソース情報０６１２には、データ名０６１１に格納される名前に対応するデータのデータソースに関する情報として、データソースのアドレス、及びその他の属性情報が格納される。本データソース情報０６１２の項目の値は、他のデータ蓄積域からマルチキャスト送信される、各データ蓄積域における蓄積データの更新情報をデータ蓄積域管理部０２１７により受信した際に更新される。

予約リスト０６０２の主な構成要素は、識別情報０６２１、データ名０６２２、格納場所０６２３、タイムスタンプ０６２４である。
識別情報０６２１には、情報制御システム内にある認証サーバより送信されたユーザの識別情報が格納される。データ名０６２２には、前記識別情報０６２１に格納される識別情報に対応するユーザが要求する、もしくは要求する可能性のあるデータの名前が１つ以上格納される。これらのデータ名０６２２の値は後述する図７、８に示す処理の結果として格納される。

格納場所０６２３には、前記データ名０６２２に格納される個々のデータの名前に対応するデータに関して、各々のデータ蓄積域における格納場所に関する情報が格納される。ここでは主領域もしくは予備領域かの格納場所の種別０６４１、前記種別０６４１の格納場所におけるアドレス０６４２、前記種別０６４１の格納場所における格納データのサイズ０６４３の情報が格納される。タイムスタンプ０６２４には、前記識別情報０６２１に格納される識別情報が予約リスト０６０２に登録された時刻が格納される。

図７は、データレプリカを配置する処理のシーケンス図である。
図７は、本実施の形態における、１つ以上のネットワークが含まれ、それらが相互に接続する分散システム内のネットワーク上に複数配置したデータ蓄積域に対して先回りでデータのレプリカを配置する処理の流れを示すシーケンス図である。

このデータレプリカを配置する処理の主な構成要素として、データを要求するユーザ０７０１、情報制御システム内に有って該ユーザ０７０１のシステム内への加入を検出するための認証サーバもしくは位置管理等のその他のサーバ０７０２、情報制御システム内に有る１つ以上のデータ蓄積域として、第１のデータ蓄積域０７０３、第２のデータ蓄積域０７０４、第３のデータ蓄積域０７０５がある。ここでは、説明を簡単にするために、第１のデータ蓄積域０７０３、第２のデータ蓄積域０７０４、第３のデータ蓄積域０７０５が直接以下の動作をするように説明することとする。

ステップ０７１１において、一例としてユーザ０７０１が認証要求を認証サーバ０７０２に送信する。ステップ０７２１において、認証サーバもしくはその他のサーバ０７０２は前記ユーザ０７０１の認証を実施することで該ユーザを識別する。ステップ０７２１で認証成立の場合、ステップ０７２２において、認証サーバ０７０２は該ユーザ０７０１の識別情報を生成し、システム内のデータ蓄積域（第１のデータ蓄積域０７０３、第２のデータ蓄積域０７０４、第３のデータ蓄積域０７０５）に対してマルチキャスト送信する。

ステップ０７２２でマルチキャスト送信された前記識別情報を受信した第１のデータ蓄積域０７０３、第２のデータ蓄積域０７０４、第３のデータ蓄積域０７０５はそれぞれ、ステップ０７３１、ステップ０７４１、ステップ０７５１において、該識別情報に該当するユーザ０７０１に関連する情報（過去のアクセス履歴、等）を自領域内から検索する。

ステップ０７３２、ステップ０７４２、ステップ０７５２において、第１のデータ蓄積域０７０３、第２のデータ蓄積域０７０４、第３のデータ蓄積域０７０５のそれぞれに関して、各領域内に前記ユーザ０７０１の関連情報が有った場合、後述する図８に示す処理の流れにより、該ユーザのデータ要求に対応して事前にデータのレプリカを用意するための、レプリカ情報の作成を行う。ここでレプリカ情報とは、該ユーザ０７０１が要求する可能性のあるデータのデータ名、属性情報等の一覧であり、本情報に基づき各データ蓄積域はデータのレプリカを生成するものとする。

ステップ０７３３において、前記手順によりレプリカ情報を作成したデータ蓄積域（図７では第１のデータ蓄積域０７０３）は、重複を許して保存可能に該レプリカ情報を第２のデータ蓄積域０７０４、第３のデータ蓄積域０７０５にマルチキャスト送信する。ステップ０７３４、ステップ０７４４、ステップ０７５４において、前記マルチキャスト送信した第１のデータ蓄積域０７０３及びマルチキャスト送信されたレプリカ情報を受信したデータ蓄積域（第２のデータ蓄積域０７０４、第３のデータ蓄積域０７０５）ではそれぞれ、該ユーザ０７０１に対して使用するレプリカ情報を決定する。

ここでは、それぞれのデータ蓄積域では自領域でも作成したレプリカ情報があり、他のデータ蓄積域からのレプリカ情報も受信した場合はいずれのレプリカ情報を使用するかの判定を行う。またそれぞれのデータ蓄積域で自領域で作成したレプリカ情報は無く、他のデータ蓄積域から１つ以上のレプリカ情報を受信した場合はいずれのレプリカ情報を使用するかの判定を行う。

ステップ０７３４、ステップ０７４４、ステップ０７５４で使用するレプリカ情報を決定する判定基準としては、情報の新しさ、設定された優先順位等を参照する。ステップ０７３５、ステップ０７４５、ステップ０７５５において、各データ蓄積域（第１のデータ蓄積域０７０３、第２のデータ蓄積域０７０４、第３のデータ蓄積域０７０５）は、前記ステップ０７３４、ステップ０７４４、ステップ０７５４にて使用を決定したレプリカ情報に基づいて、該識別情報に該当するユーザ０７０１用のデータのレプリカの生成及びソース側の更新に基づく該レプリカ値の更新を開始する。
ステップ０７１２において、ユーザ０７０１が最寄りのデータ蓄積域（図７では第２のデータ蓄積域０７０４）にデータを要求した場合、ステップ０７４６において、上述のようにして事前に用意されたデータのレプリカを用いて、ユーザ０７０１に応答を返す。

図８は、本実施の形態における、レプリカの配置場所及びデータの種類を決定する処理のフローチャートである。
すなわち、図８は、１つ以上のネットワークが含まれ、それらが相互に接続する分散システム内のネットワーク上に複数配置したデータ蓄積域に対して予めデータのレプリカを配置する際、レプリカを配置するデータ蓄積域の場所もしくは範囲、及びレプリカを生成するデータの種類を決定する処理の流れを示すフローチャートである。

ステップ０８０１において、予約受付部０２１３はデータ通信部０２１８を介して情報制御システム内の認証サーバまたは位置管理サーバ等よりユーザの識別情報を受信する。ステップ０８０２において、データ蓄積域管理部０２１７は該ユーザのデータ要求のためにレプリカ作成を実施するデータを決定する。ステップ０８０３において、データ蓄積域管理部０２１７は前記レプリカを作成するデータを配置する範囲を決定する。ステップ０８０４において、データ蓄積域管理部０２１７はデータ通信部０２１８を介して０８０２にて決定したレプリカ作成を実施するデータに関する情報を、０８０３にて決定した範囲内のデータ蓄積域に対してマルチキャスト送信する。

以下では、前記ステップ０８０２のレプリカ実施データの決定処理における処理の流れを示す。ステップ０８２１において、予約受付部０２１３はデータ蓄積域管理部０２１７に対して問合せをして、ユーザの識別情報とともに、ユーザが要求するデータの種類・項目をあらかじめ指定した予約情報があるか否かを判断する。ステップ０８２１で予約情報が有る場合、ステップ０８２４において、予約受付部０２１３はレプリカ作成を実施するデータは前記予約情報にて指定される種類・項目のデータと決定する。

ステップ０８２１において、予約情報がない場合、ステップ０８２２において、予約受付部０２１３は履歴格納域０２１２を参照して該識別情報に該当するユーザのアクセス履歴があるか否かを判断する。ステップ０８２２でアクセス履歴がある場合、ステップ０８２５において、データ蓄積域管理部０２１７は前記アクセス履歴より以前参照したことのあるデータを抽出し、レプリカ作成を実施するデータと決定する。

ステップ０８２２において、アクセス履歴がない場合、ステップ０８２３において、予約受付部０２１３は予約リスト管理部０２１６に対して問合せをして、該識別情報とともに該識別情報に該当するユーザの業務情報等があるか否かを判断する。ステップ０８２３で業務情報等がある場合、ステップ０８２６において、予約受付部０２１３は前記業務に関連するデータを抽出し、レプリカ作成を実施するデータと決定する。ステップ０８２３において、業務情報等が無い場合、ステップ０８２７において、予約受付部０２１３はレプリカ作成を実施するデータは何も指定しないこととする。

また以下では、前記ステップ０８０３のレプリカの配置範囲の決定処理における処理の流れを示す。ステップ０８３１において、予約受付部０２１３は予約リスト管理部０２１６に対して問合せをして、該識別情報とともに該識別情報に該当するユーザの作業等とのスケジュール情報等があるか否かを判断する。ステップ０８３１でスケジュール情報等が有る場合、ステップ０８３４において、予約受付部０２１３は前記スケジュール情報を参照して、該ユーザの予定された行動範囲をレプリカの配置範囲と決定する。

ステップ０８３１において、スケジュール情報等がない場合、ステップ０８３２において、予約受付部０２１３は予約リスト管理部０２１６に対して問合せをして、該識別情報とともに該識別情報に該当するユーザの位置情報が有るか否かを判断する。ステップ０８３２で位置情報がある場合、ステップ０８３５において、予約受付部０２１３は該ユーザの周辺の範囲をレプリカの配置範囲と決定する。

ステップ０８３２において、位置情報がない場合、ステップ０８３３において、予約受付部０２１３はデータアクセス受付部０２１４に対して問合せをして、該識別情報とともに該識別情報に該当するユーザのデータ参照場所の履歴が有るか否かを判断する。ステップ０８３３で履歴情報がある場合、ステップ０８３６において、予約受付部０２１３は前記履歴のあるデータ参照のあった場所をレプリカの配置範囲と決定する。

ステップ０８３３において、履歴情報がない場合、ステップ０８３７において、予約受付部０２１３はシステム全体をレプリカの配置範囲と決定する。ただしシステム全体にレプリカを配置する場合、ユーザのデータ要求に対する応答性は保証できるが、通信負荷及び各データ蓄積域の処理負荷も高まり、システム全体としての性能が低下する可能性もあるため、前記ステップ０８３１、ステップ０８３２、ステップ０８３３によりレプリカの配置範囲が限定されるとシステム全体の性能も維持できることになる。

図９は、本実施の形態における、端末からのアクセス処理のフローチャートである。
すなわち、図９は、１つ以上のネットワークが含まれ、それらが相互に接続する分散システムにおいて、ユーザプログラムの稼動するノードもしくは常時接続ではないユーザのモバイル端末から最寄りのデータ蓄積域にアクセスする際のユーザ側の処理の流れを示すフローチャートである。

ステップ０９０１において、ユーザプログラムの稼動するノードもしくは常時接続ではないユーザのモバイル端末は、適用先システムにおいて、認証が必要であるか否かを判断する。ステップ０９０１で認証が必要である場合、ステップ０９０２において、ユーザプログラムの稼動するノードもしくは常時接続でないユーザのモバイル端末等から情報制御システム内にある認証サーバに対して、認証を要求する。

ステップ０９０３において、ユーザプログラムの稼動するノードもしくは常時接続ではないユーザのモバイル端末は、前記認証要求に対して、認証が不成立の場合、処理を終了する。ステップ０９０３において、ユーザプログラムの稼動するノードもしくは常時接続ではないユーザのモバイル端末は、前記認証要求に対して、認証成立であるか否かを判断する。ステップ０９０３で認証成立の場合、ステップ０９０４において、ユーザプログラムの稼動するノードもしくは常時接続ではないユーザのモバイル端末は、本実施の形態におけるデータ蓄積域へのアクセス及びデータ取得のための処理を開始する。

ステップ０９０５において、ユーザプログラムの稼動するノードもしくは常時接続でないユーザのモバイル端末等から最寄りのデータ蓄積域を探索する。ここでは同一セグメント内のゲートウェイサーバにおけるデータ蓄積域、または短距離無線通信を行うユーザのモバイル端末等であれば、電波強度が強く通信可能な最寄りのアクセスポイント等と同一セグメント内のゲートウェイサーバにおけるデータ蓄積域等が探索対象である。ステップ０９０６において、ユーザのモバイル端末は、発見した最寄りのデータ蓄積域にアクセスし、データを要求する。ステップ０９０７において、ユーザのモバイル端末は、ステップ０９０６にて要求したデータを取得する。

図１０は、本実施の形態における、データ要求に対する処理のフローチャートである。
すなわち、図１０は、１つ以上のネットワークが含まれ、それらが相互に接続する分散システムにおいて、ユーザ側からのアクセス・データ要求に対する、データ蓄積域側の処理の流れを示すフローチャートである。

ステップ１００１において、データアクセス受付部０２１４はデータ通信部０２１８を介して情報制御システム内のユーザもしくはユーザプログラムからのデータ要求を受信する。ステップ１００２において、データアクセス受付部０２１４は認証サーバまたは位置管理サーバ等より特定された識別情報とデータ蓄積域０４０１から抽出した識別情報が合致するか否かを判断する。

ステップ１００２で識別情報が合致する場合、ステップ１００３において、データアクセス受付部０２１４は該要求における該当データをデータ蓄積域０４０１における主領域０４１１から検索する。１００４において、データアクセス受付部０２１４は前記主領域０４１１に該当データが有るか否かを判断する。１００４において、前記主領域０４１１に該当データが有る場合、１００５において、データアクセス受付部０２１４は該当データを前記主領域０４１１より取得する。

ステップ１００４で該当データがない場合、ステップ１００６において、データアクセス受付部０２１４は該要求に対する該当データをデータ蓄積域０４０１における予備領域０４１２から検索する。ステップ１００７において、データアクセス受付部０２１４は前記予備領域０４１２に該当データがあるか否かを判断する。ステップ１００７で該当データが有る場合、ステップ１００８において、データアクセス受付部０２１４は該当データを前記予備領域０４１２より取得する。

ステップ１００７において、前記予備領域０４１２に該当データがない場合、１００９において、データアクセス受付部０２１４は該要求に対する該当データをデータ蓄積域０４０１におけるポインタ領域０４１３から検索する。ステップ１０１０において、データアクセス受付部０２１４は前記ポインタ領域０４１３に該当データに関する情報があるか否かを判断する。ステップ１０１０で該当データに関する情報が有る場合、ステップ１０１１において、データアクセス受付部０２１４は前記ポインタ領域０４１３より該当データに関する情報を取得し、該当データを保有するデータ蓄積域０４０１に対してデータ要求を送信する。ステップ１０１２において、データアクセス受付部０２１４は該データを取得する。

ステップ１０１３において、データアクセス受付部０２１４はユーザからのデータ要求における全てのデータの検索が終了したか否かを判断する。ステップ１０１３で要求データの全てが終了した場合、処理を終了する。ステップ１０１３において、ユーザからのデータ要求における全てのデータの検索が終了していない場合、ステップ１００３へ戻って、ステップ１００３からステップ１０１２までの処理を繰り返す。

図１１は、本実施の形態における、データの更新及び削除の処理のフローチャートである。
すなわち、図１１は、分散システム内にあるゲートウェイサーバ等に設けたデータ蓄積域内にある各種テーブルに格納されるデータの更新及び削除の処理の流れを示すフローチャートである。

ステップ１１０１において、データ蓄積域管理部０２１７はデータ蓄積域０４０１内の予備領域０４１２における参照回数の項目（図５の０５２５）及び最終参照時刻の項目（図５の０５２６）を参照し、ユーザからの参照頻度が低いデータを抽出する。ステップ１１０２において、データ蓄積域管理部０２１７はステップ１１０１にて抽出した各データに対して閾値による条件に合致するか否かの判定を行う。ここでの閾値とは、例えばデータの参照回数の下限値もしくは最終参照時刻からの経過時間の上限値であり、具体的な値はシステム毎に決定する。

ステップ１１０２において、条件が合致する場合、ステップ１１０３において、データ蓄積域管理部０２１７は該抽出データを予備領域より削除する。ステップ１１０２において、条件が不合致である場合、データ蓄積域管理部０２１７は処理は行わない。ステップ１１０４において、データ蓄積域管理部０２１７はデータ蓄積域０４０１内の予備領域０４１２における参照回数の項目（図５の０５２５）及び最終参照時刻の項目（図５の０５２６）を参照し、ユーザからの参照頻度が高いデータを抽出する。

ステップ１１０５において、データ蓄積域管理部０２１７はステップ１１０４にて抽出した各データに対して閾値による条件に合致するか否かの判定を行う。ここでの閾値とは、例えばデータの参照回数の上限値もしくは最終参照時刻からの経過時間の下限値であり、具体的な値はシステム毎に決定する。ステップ１１０５において、条件が合致する場合、ステップ１１０６において、データ蓄積域管理部０２１７は該抽出データをデータ蓄積域０４０１内の主領域０４１１に移動する。

ステップ１１０５において、条件が不合致である場合、データ蓄積域管理部０２１７は処理は行わない。ステップ１１０７において、データ蓄積域管理部０２１７はデータ蓄積域０４０１内の主領域０４１１における参照回数の項目（図５の０５１５）及び最終参照時刻の項目（図５の０５１６）を参照し、ユーザからの参照頻度が低いデータを抽出する。

ステップ１１０８において、データ蓄積域管理部０２１７はステップ１１０７にて抽出した各データに対して閾値による条件に合致するか否かの判定を行う。ここでの閾値とは、例えばデータの参照回数の下限値もしくは最終参照時刻からの経過時間の上限値であり、具体的な値はシステム毎に決定する。ステップ１１０８において、条件が合致する場合、ステップ１１０９において、データ蓄積域管理部０２１７は該抽出データをデータ蓄積域０４０１内の予備領域０４１２に移動する。

ステップ１１０８において、条件が不合致である場合、データ蓄積域管理部０２１７は処理は行わない。ステップ１１１０において、データ蓄積域管理部０２１７は主領域０４１１に新たに格納されるデータに関する情報及び主領域０４１１より削除されるデータに関する情報を他のデータ蓄積域０４０１にマルチキャスト送信する。

上述の処理を定期的に実施し、常に参照頻度の高いデータは主領域０４１１に蓄積し、参照頻度がやや高いデータは予備領域０４１２に蓄積し、参照頻度の低いデータはデータ蓄積域０４０１より削除する。このようにして、各データ蓄積域０４０１はユーザの要求データを事前に用意できる状態に保っておくことができる。

図１２は、本実施の形態における、データソースの変更の処理のフローチャートである。
すなわち、図１２は、１つ以上のネットワークが含まれ、それらが相互に接続する分散システム内のデータ蓄積域に配置したデータのレプリカのデータソースの変更を実施する際の処理の流れを示すフローチャートである。

ステップ１２０１において、データ蓄積域管理部０２１７は前記データ蓄積域０４０１内に格納するレプリカのデータソースに関する更新情報をメッセージ等により受信する。ステップ１２０２において、データ蓄積域管理部０２１７は、該更新情報にデータソースの動作に関するスケジュール情報等があるか否かを判断する。

ステップ１２０２でデータソースの動作等に関するスケジュール情報等もしくはデータソースが移動体であれば経路情報等が前記データソースの更新情報に含まれる場合、ステップ１２０３において、データ蓄積域管理部０２１７は前記データソースに関するスケジュール情報、経路情報等を参照して、データソースの予定された動作範囲内から、前記レプリカを配置するデータ蓄積域０４０１よりアクセス可能なものを選出し、新たなデータソースとする。

ステップ１２０２において、データソースに関するスケジュール情報、経路情報等が更新情報に含まれない場合、ステップ１２０４において、データ蓄積域管理部０２１７は、該更新情報に該当するデータソースの位置情報等があるか否かを判断する。ステップ１２０４でデータソースの位置情報等が前記データソースの更新情報に含まれる場合、ステップ１２０５において、データ蓄積域管理部０２１７は前記レプリカを配置するデータ蓄積域０４０１の周辺範囲から、該データ蓄積域０４０１よりアクセス可能なものを選出し、新たなデータソースとする。

ステップ１２０４において、データソースの位置情報等が前記データソースの更新情報に含まれない場合、ステップ１２０６において、データ蓄積域管理部０２１７はデータソースは無変更とする。ステップ１２０７において、データ蓄積域管理部０２１７は上記までの処理結果に基づき、前記レプリカを配置するデータ蓄積域０４０１における、図５に示した主領域もしくは予備領域の各データのデータソースに関する項目に格納される情報を更新する。

図１３は、本実施の形態における、情報共有のために送受信されるメッセージ形式を示す図である。
すなわち、図１３は、分散システム内にあるゲートウェイサーバ等に設けた各々のデータ蓄積域の間で蓄積データに関する情報を共有するために送受信を行うメッセージの形式を示す図である。
図１３に示すメッセージの主な構成要素はヘッダ情報１３０１、送信元のデータ蓄積域の情報１３０２、新規追加データの数１３０３、削除データの数１３０４、更新データの数１３０５、新規追加データ情報１３０６、削除データ情報１３０７、更新データ情報１３０８である。

ヘッダ情報１３０１には、メッセージプロトコル等に関する情報が格納される。送信元のデータ蓄積域の情報１３０２には、送信元のデータ蓄積域のアドレス等の情報が格納される。新規追加データの数１３０３には、データ蓄積域の主領域の更新処理により、新規に追加されたデータの数が格納される。削除データの数１３０４には、データ蓄積域の主領域の更新処理により、削除されたデータの数が格納される。更新データの数１３０５には、データソースの状態変化等に伴い、属性情報が更新されたデータの数が格納される。

新規追加データ情報１３０６には、データ蓄積域の主領域の更新処理により、新規に追加されたデータに関する情報が格納され、データ毎にデータの名前１３６１、属性情報１３６２の各情報が格納される。属性情報１３６２には、データのサイズ、更新周期等の他、データソースの属性や状態等に関する情報が含まれる。なおデータの名前１３６１及び属性情報１３６２の組み合わせは、新規追加データの数１３０３に格納される数だけ格納されている。新規追加データの数１３０３に格納される数が０である場合は、新規追加データ情報１３０６はメッセージ内には含まれない。

削除データ情報１３０７には、データ蓄積域の主領域の更新処理により、削除されたデータに関する情報が格納される、削除されるデータの名前１３７１が、削除データの数１３０４に格納される数だけ格納されている。なお削除データの数１３０４に格納される数が０である場合は、削除データ情報１３０７はメッセージ内には含まれない。

更新データ情報１３０８には、データソースの状態変化等に伴い、属性情報が更新されたデータに関する情報が格納され、データ毎にデータの名前１３８１、更新後の属性情報１３８２が格納される。データの名前１３８１及び属性情報１３８２の組み合わせは、更新後のデータソースの属性や状態等に関する情報が含まれる。なお更新後の属性情報１３８２には、更新データの数１３０５に格納される数だけ格納されている。更新データの数１３０５に格納される数が０である場合は、更新データ情報１３０８はメッセージ内には含まれない。

図１４は、本実施の形態における、電柱の保守・設備保全用の現場作業支援システムの構成図である。
すなわち、図１４は、分散システムにおける情報共有方法を、電力会社の設備である電柱の保守員向けの保守・設備保全のための現場作業支援システムに適用した場合の例を示す図である。

この図１４に示す現場作業支援システムでは、電力会社の通信網１４０６を介して、拠点１４０３と変電所１４０４、１４０５等を相互接続している。変電所１４０４には、地域内に分散設置された電柱１４２１のネットワークが接続されている。また変電所１４０５には、山岳地帯に設置された複数の電力線設備１４２２のネットワークが接続されている。なお地域内の電柱１４２１には巡回する保守作業車１４０１により保守点検、保全等の作業が実施される。山岳地帯に設置された電力線設備１４２２には保守員１４０２が現地に赴き保守点検、保全等の作業が実施される。

図１４に示す現場作業支援システムの主な構成要素は、電柱１４２１上に設置され、電柱に搭載された設備を管理し、保守作業車１４０１と通信を行う電柱サーバ１４３１、１４３２、１４３３、電力線設備１４２２上に設置され、電力線設備を管理し、保守員１４０２のモバイル端末と通信を行う電力線設備サーバ１４４１、１４４２、１４４３、１４４４、また拠点１４０３、変電所１４０４、１４０５等の各拠点にそれぞれ設置され、電力会社の通信網１４０６と各拠点内のネットワークとを接続するゲートウェイサーバ１４１１、１４１２、１４１３等がある。なおゲートウェイサーバ１４１１、１４１２、１４１３、電柱サーバ１４３１、１４３２、１４３３及び電力線設備サーバ１４４１、１４４２、１４４３、１４４４等には本実施の形態によるデータのレプリカを配置するためのデータ蓄積域が管理されている。

本システムでは、保守員１４０２が電柱１４２１の巡視のために保守作業車１４０１で地域内の電柱１４２１を巡回して車より目視にて電柱１４２１の点検を行っていく際に、保守作業車１４０１を停止させることなく各電柱１４２１を通過した時に保守作業車１４０１に搭載された無線端末が各電柱１４２１からデータを取得していく。ここではデータを取得するために電柱毎に停止して作業する必要が無く、作業の負荷低減、効率化につながる。また取得したデータを電柱１４２１の予防保全に活用することができる。

なお保守及び保全の作業の高信頼化、高品質化のために、保守作業車１４０１は各電柱１４２１のサーバ１４３１、１４３２、１４３３が保有する設備情報（変圧器の電圧値、温度、ひずみセンサの値またはガスの絶縁体のガス濃度、圧力値等）の現在値だけでなく、各設備の資産情報、点検履歴（拠点１４０３内の資産管理サーバ１４５１、保守管理サーバ１４５２にて管理）等も合わせて参照する。

また保守作業車１４０１は隣接する電柱１４２１の設備情報と比較参照する。このために保守作業車１４０１の巡視経路計画及びＧＰＳ（global positioning system）等を用いて計測した保守作業車１４０１の現在位置情報に基づいて、保守作業車１４０１が各電柱１４２１付近に到着するよりも事前に、電柱サーバ１４３１、１４３２、１４３３は管理するデータ蓄積域に前記の必要なデータのレプリカを作成、蓄積しておく。該保守作業車１４０１が各電柱１４２１に接近し、電柱サーバ１４３１、１４３２、１４３３にアクセスした際には、電柱サーバ１４３１、１４３２、１４３３は直ちに前記データ蓄積域のデータを用いて応答する。

また同様にして保守員１４０２が山岳地帯に設置された電力線設備１４２２の保守、保全の作業も行うが、前記電柱１４２１の保守、保全のように各々の電力線設備１４２２に接近して作業し、データを取得することは困難である。そこで山岳地帯でも特に保守員１４０２が接近して作業するには負荷がかかるような場所（山の中腹、頂上付近等）に設置された電力線設備１４２２に設置された電力線設備サーバ１４４２、１４４３、１４４４にて管理される設備データのレプリカを、山のふもと付近にあり保守員１４０２が接近して作業するのが容易である場所にある電力線設備１４２２の電力線設備サーバ１４４１がまとめて蓄積する。

なお電力線設備サーバ１４４１によるデータの蓄積は、保守員１４０２の作業スケジュール及びＧＰＳ等を用いて計測した保守員１４０２の現在位置情報に基づいて、保守員１４０２が電力線設備サーバ１４４１の付近に到着するよりも事前に行っておく。上記により保守員１４０２はアクセスが容易な電力線設備サーバ１４４１の１つにアクセスするのみで山岳地帯に点在する全ての設備の情報及び関連情報を低負荷で直ちに入手することができる。

図１５は、本実施の形態における、列車と無線局との無線通信用の車上−地上間通信システムの構成図である。
すなわち、図１５は、分散システムにおける情報共有方法を、走行する列車と線路沿いに設置された無線局の間で無線通信を行う車上−地上間通信システムに適用した場合の例を示す図である。

この図１５に示す車上−地上間通信システムでは、鉄道会社の通信網１５０６を介して、拠点１５０２、１５０３及び線路上に複数箇所に設置される中継局１５０４、１５０５及び中継局１５０４、１５０５に接続する、線路上に一定間隔で設置される無線基地局１５２２、１５２３、１５２４、１５２５を介して、無線装置１５２１を用いて通信を実施する走行中の電車１５０１等を相互接続している。

この図１５に示す車上−地上間通信システムの主な構成要素は、鉄道会社の通信網１５０６に接続した、ユーザや電車の認証及び識別情報の発行、配布を行う認証サーバ１５３１、業務情報を管理する業務サーバ１５３２、拠点１５０２、１５０３、及び中継局１５０４、１５０５等の各拠点にそれぞれ設置され、鉄道会社の通信網１５０６と各拠点内のネットワークとを接続するゲートウェイサーバ１５１１、１５１２、１５１３、１５１４等がある。なおゲートウェイサーバ１５１１、１５１２、１５１３、１５１４等には本実施の形態によるデータのレプリカを配置するためのデータ蓄積域が管理されている。

本システムでは、電車１５０１の走行中の設備情報を無線通信を介して最寄の中継局１５０４、１５０５内のゲートウェイサーバ１５１３、１５１４がリアルタイムに収集し解析することにより電車１５０１の設備の保守、保全に役立てるようにする。
走行中の電車１５０１は無線装置１５２１を用いて設備情報を送信しているが、短距離無線を用いているため、最寄りの無線基地局のみが該情報を受信できるものとする。図１５では、走行中の電車１５０１の無線装置１５２１から送信された電車１５０１のリアルタイムな設備情報を無線基地局１５２２または１５２３が受信した場合は、中継局１５０４内のゲートウェイサーバ１５１３にて管理されるデータ蓄積域に前記電車１５０１より受信した設備情報は蓄積される。

また無線装置１５２１から送信された電車１５０１の設備情報を無線基地局１５２４または１５２５が受信した場合は、中継局１５０５内のゲートウェイサーバ１５１４にて管理されるデータ蓄積域に前記電車１５０１より受信した設備情報は蓄積される。このように電車１５０１の走行に伴い、該電車１５０１の設備情報は線路上に複数箇所に設置される各中継局に分割して収集、蓄積されていく。

ただし例えば、ユーザが拠点１５０３の端末１５４２を用いて、走行中の電車１５０１の設備情報の監視を行う場合、拠点１５０２内に設置された認証サーバ１５３１により該ユーザの認証処理が実施された後、前記の各中継局１５０４、１５０５に分散して蓄積されていた、走行中の電車１５０１の設備情報のデータのレプリカが、該ユーザが使用する端末１５４２から最寄りとなるゲートウェイサーバ１５１２にて管理されるデータ蓄積域に生成、蓄積され、電車１５０１の走行に伴い更新されていく。

この時、業務上の必要に応じて、拠点１５０２内の業務サーバ１５３２にて管理される電車１５０１の設備に関する資産情報等のデータのレプリカも合わせてゲートウェイサーバ１５１２にて管理されるデータ蓄積域に生成される。

以上、本発明の実施の形態について具体的に説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではなく、その発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

本実施の形態による情報共有システムの構成図である。 ゲートウェイサーバの構成図である。 情報共有方法の概要図である。 データ蓄積域の構成図である。 主領域及び予備領域を示す図である。 ポインタ領域及び予約リストを示す図である。 データのレプリカを配置する処理のシーケンス図である。 レプリカの配置場所及びデータの種類を決定する処理のフローチャートである。 端末からのアクセス処理のフローチャートである。 データ要求に対する処理のフローチャートである。 データの更新及び削除の処理のフローチャートである。 データソースの変更の処理のフローチャートである。 情報共有のために送受信されるメッセージの形式を示す図である。 電柱の保守・設備保全用の現場作業支援システムの構成図である。 列車と無線局との無線通信用の車上−地上間通信システムの構成図である。

符号の説明

０１０１…ユーザ、０１０２…第１の拠点、０１０３…第２の拠点、０１０４…工場、０１０５…通信網、０１０６…移動体、０１０７…ゲートウェイサーバ、０１０８…設備・デバイス、０１０９…センサ・タグ、０１１０…認証サーバ、０１１１…固定端末、０１２１…処理装置、０１２２…通信装置、０１２３…記憶装置、０１２４…データ蓄積域、０１２２…通信装置、０１３１…無線基地局、０２０１…ミドルウェア、０２１１…データ蓄積域、０２１２…履歴格納域、０２１３…予約受付部、０２１４…データアクセス受付部、０２１６…予約リスト管理部、０２１７…データ蓄積域管理部、０２１８…データ通信部

Claims (15)

1. １つ以上のネットワークが相互に接続する分散システムのネットワークに常時接続又は常時接続でないデータソース及びデータ要求側の間での情報の共有を行う分散システムにおける情報共有方法であり、
   前記データ要求側の識別情報に関連する情報を、前記システム内に分散配置されたデータ蓄積域内より検索し、前記関連情報を基に、データの種類及び配置場所を含むレプリカを作成するためのレプリカ作成情報を作成するステップと、
   前記レプリカ作成情報を、レプリカの配置場所として指定された範囲内にある１つ以上のデータ蓄積域の間で共有し、前記データ要求側のために作成したレプリカ作成情報も含めた、共有するレプリカ作成情報の中から前記データ要求に適するものを選択し、選択したレプリカ作成情報に基づき、前記データ蓄積域内にデータのレプリカを事前に作成するステップと、
   前記識別情報に該当する前記データ要求側からアクセスがあった場合、前記データ蓄積域より前記データのレプリカを用いて応答を返すステップと、
   前記レプリカのデータソース側の状態に応じて、レプリカを生成するデータのソースもしくはレプリカの配置先を変更するステップと、
   一定期間経過後も参照が無いか、もしくは参照頻度の低いデータのレプリカは前記データ蓄積域より削除するステップと、
   を含むことを特徴とする分散システムにおける情報共有方法。
2. 請求項１に記載の分散システムにおける情報共有方法において、
   前記データ要求側が要求する可能性のあるデータのレプリカを生成するためのレプリカ作成情報を作成する際に、前記データ要求側が要求するデータの種類・項目を事前に指定した予約情報を参照することにより、前記レプリカを作成するためのデータの種類を決定するステップを含むことを特徴とする分散システムにおける情報共有方法。
3. 請求項１に記載の分散システムにおける情報共有方法において、
   前記データ要求側が要求する可能性のあるデータのレプリカを生成するためのレプリカ作成情報を作成する際に、前記データ要求側のアクセス履歴を参照し、過去に参照した実績のあるデータを抽出することにより、前記レプリカを作成するためのデータの種類を決定するステップを含むことを特徴とする分散システムにおける情報共有方法。
4. 請求項１に記載の分散システムにおける情報共有方法において、
   前記データ要求側が要求する可能性のあるデータのレプリカを生成するためのレプリカ作成情報を作成する際に、前記データ要求側が関連する業務プロセスに関する情報を参照し、該業務プロセスに関連するデータを抽出することにより、前記レプリカを作成するためのデータの種類を決定するステップを含むことを特徴とする分散システムにおける情報共有方法。
5. 請求項１に記載の分散システムにおける情報共有方法において、
   前記データ要求側が要求する可能性のあるデータのレプリカを生成するためのレプリカ作成情報を作成する際に、前記データ要求側に関するスケジュール情報を参照し、前記データ要求側の予定された行動範囲に基づいて、前記レプリカの配置場所を決定するステップを含むことを特徴とする分散システムにおける情報共有方法。
6. 請求項１に記載の分散システムにおける情報共有方法において、
   前記データ要求側が要求する可能性のあるデータのレプリカを生成するためのレプリカ作成情報を作成する際に、前記データ要求側の位置情報を参照し、前記データ要求側の現在位置の周辺の範囲から、前記レプリカの配置場所を決定するステップを含むことを特徴とする分散システムにおける情報共有方法。
7. 請求項１に記載の分散システムにおける情報共有方法において、
   前記データ要求側が要求する可能性のあるデータのレプリカを生成するためのレプリカ作成情報を作成する際に、前記データ要求側のアクセス履歴を参照し、過去に参照実績のある場所に基づいて、前記レプリカの配置場所を決定するステップを含むことを特徴とする分散システムにおける情報共有方法。
8. 請求項１に記載の分散システムにおける情報共有方法において、
   前記識別情報を配信された前記データ要求側がデータを要求する際には、前記データ要求側の稼動するノードから最寄りのデータ蓄積域にアクセスし、データを取得するステップを含むことを特徴とする分散システムにおける情報共有方法。
9. 請求項１に記載の分散システムにおける情報共有方法において、
   前記レプリカを生成するためのデータソースの変更を実施する際に、前記データソースに関するスケジュール情報や経路情報等を参照し、前記データ蓄積域よりアクセス可能なデータソースの選出、該データソースへのアクセス時間、頻度等を決定するステップを含むことを特徴とする分散システムにおける情報共有方法。
10. 請求項１に記載の分散システムにおける情報共有方法において、
    前記レプリカを生成するためのデータソースの変更を実施する際に、前記データソースの位置情報もしくは生存信号を参照し、前記データ蓄積域の周囲からアクセス可能なデータソースを選出するとともに、前記データソースへのアクセス時間及び頻度を決定するステップを含むことを特徴とする分散システムにおける情報共有方法。
11. 請求項１に記載の分散システムにおける情報共有方法において、
    一定期間経過しても前記識別情報に該当する前記データ要求側からアクセスが無い場合、前記データ蓄積域内にある予約リストより前記データ要求側に関する情報を削除するステップを含むことを特徴とする分散システムにおける情報共有方法。
12. １つ以上のネットワークが相互に接続する分散システムのネットワークに常時接続又は常時接続でないデータソース及びデータ要求側の間での情報の共有を行う情報共有システムにおいて、
    前記システム内に分散配置され、前記データ要求側が要求する可能性のあるデータのレプリカを格納するためのデータ蓄積域は、要求頻度の高いデータの値を時系列に複数個格納するための主領域と、要求頻度が前記主領域の格納データよりも低いもしくは要求される可能性の高いデータの最新値のみを格納する予備領域と、前記データ蓄積域には無く他のデータ蓄積域の主領域に格納されるデータへのポインタ情報のみを格納するポインタ領域と、を備えたことを特徴とする情報共有システム。
13. 請求項１２に記載の情報共有システムにおいて、
    前記データ蓄積域には、主領域と、予備領域に同一データが重複して格納されることを防止するために、前記データ要求側の識別情報及び前記データ要求側が要求する可能性のあるデータのレプリカの前記主領域もしくは予備領域における格納場所に関する情報を格納する予約リストが格納されることを特徴とする情報共有システム。
14. 請求項１０に記載の情報共有システムにおいて、
    前記データ蓄積域における主領域及び予備領域に格納される各データの、前記データ要求側からの参照頻度を定期的に監視し、前記主領域に格納されるデータの中で指定された閾値よりも参照頻度が低いデータは前記予備領域に移動させ、前記予備領域に格納されるデータの中で指定された閾値よりも参照頻度が高いデータは前記主領域に移動させることを特徴とする情報共有システム。
15. 請求項１０に記載の情報共有システムにおいて、
    前記データ蓄積域の主領域に格納されるデータが追加もしくは削除された場合、該追加もしくは削除されたデータに関する情報を、前記システム内の他のデータ蓄積域にマルチキャスト送信することにより、前記データ蓄積域における前記ポインタ領域に格納される情報を更新することを特徴とする情報共有システム。

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