JP2020065299A - Communication system - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、複数の電子機器間の信号制御に係る通信システムに関する。 The present invention relates to a communication system related to signal control between a plurality of electronic devices.
信号機や転てつ器などの鉄道運行に係る多数の現場設備を各々駆動制御する端末装置と、運行ダイヤや運行情報などに応じて全体制御を行うサーバ装置とを含む電子機器間の信号制御通信システムがある。この信号制御通信システムでは、サーバ装置から端末装置に対して定期的に現場設備の動作制御に係る信号が送信される。また、信号を受信した端末装置からサーバ装置に対しては、応答信号の送信が行われている。これらの信号の送受信に不達や遅延などの異常が生じると鉄道運行に重大な影響を来たすので、この信号制御通信システムでは、信号の送受信を常に監視している(例えば、特許文献1)。 Signal control communication between electronic devices including a terminal device for driving and controlling a large number of on-site facilities related to railway operation such as traffic lights and turning devices, and a server device for performing overall control according to an operation schedule and operation information There is a system. In this signal control communication system, a signal related to operation control of field equipment is periodically transmitted from the server device to the terminal device. In addition, a response signal is transmitted from the terminal device that receives the signal to the server device. Abnormalities such as non-delivery and delay in the transmission and reception of these signals have a serious influence on railway operation. Therefore, in this signal control communication system, the transmission and reception of signals are constantly monitored (for example, Patent Document 1).
この信号制御通信システムには、インターネットプロトコル(IP)に基づいて各装置にIPアドレスが設定され、サーバ装置から出力された命令信号や端末装置から出力された応答信号がレイヤ3スイッチ(L3SW)やルータにより信号の送信先IPアドレスに応じた送信先機器へと送信されるものがある。 In this signal control communication system, an IP address is set for each device based on the Internet Protocol (IP), and a command signal output from a server device or a response signal output from a terminal device is transmitted to a layer 3 switch (L3SW) or Some routers transmit the signal to a destination device corresponding to the destination IP address of the signal.
IPに基づく通信としては、現在、信頼性の高いTCP(Transmission Control Protocol)を用いた通信と、完全性を確保しない代わりにオーバーヘッドが小さく高速性が得られるUDP(User Datagram Protocol)通信とが広く用いられている。TCPでは、IPアドレスで示される特定の通信先機器のMAC(Media Access Control)アドレスやポートが特定され、当該送信先機器への送信経路が定められて送受信機器間での通信接続が確立された後、一対一での通信が行われる。一方、UDPでは、IPアドレスとポートに基づいて単純にデータが送信される。また、UDPでは、一対一でのユニキャスト通信に限られず、出力したデータを一度に複数の送信先へ送信するブロードキャストやマルチキャストでの通信が可能となっている。 As IP-based communication, currently, communication using highly reliable TCP (Transmission Control Protocol) and UDP (User Datagram Protocol) communication that does not ensure integrity but has low overhead and high speed are widely used. It is used. In TCP, a MAC (Media Access Control) address or port of a specific communication destination device indicated by an IP address is specified, a transmission route to the transmission destination device is determined, and a communication connection between the transmission and reception devices is established. After that, one-to-one communication is performed. On the other hand, in UDP, data is simply transmitted based on the IP address and port. In addition, UDP is not limited to one-to-one unicast communication, but broadcast or multicast communication in which output data is transmitted to a plurality of destinations at a time is possible.
ここで、異なるIPアドレスの電子機器間におけるIP通信では、送信データは、送信先のIPアドレスを含むヘッダと、送信先のMACアドレスを含むヘッダが付されて送信される。IPアドレスに対応するMACアドレスが分からない場合には、L3SWやルータから送信先のIPアドレスを含むARP(Address Resolution Protocol)コマンドがブロードキャストで発行され、当該IPアドレスが設定されている電子機器からMACアドレスが返信されることで、IPアドレスとMACアドレスとの対応が取得される。この対応関係は、所定の失効時間が経過するまでL3SW内のARPテーブルに保持され、当該失効時間が経過する前に再度この電子機器への通信があった場合には、ARPテーブルが参照されて得られたMACアドレスにより即座に通信データが当該電子機器に送信されると共に、失効時間が延長されて、ARPテーブルが最新の状態に維持され、また、不要なARPコマンドの発行頻度を抑えている。 Here, in IP communication between electronic devices having different IP addresses, transmission data is transmitted with a header including the IP address of the transmission destination and a header including the MAC address of the transmission destination. If the MAC address corresponding to the IP address is not known, an ARP (Address Resolution Protocol) command containing the IP address of the destination is issued by broadcast from the L3SW or router, and the MAC address is set by the electronic device to which the IP address is set. By returning the address, the correspondence between the IP address and the MAC address is acquired. This correspondence is held in the ARP table in the L3SW until a predetermined expiration time elapses, and if communication is again made to this electronic device before the expiration time elapses, the ARP table is referred to. Communication data is immediately transmitted to the electronic device by the obtained MAC address, the expiration time is extended, the ARP table is maintained in the latest state, and the frequency of issuing unnecessary ARP commands is suppressed. .
しかしながら、L3SWやルータの通信に障害が生じてスイッチングやルーティングの動作がバックアップ系のL3SWなどに移行した場合や、更に、当該バックアップ系から復旧したメインのL3SWなどに動作が戻った場合などには、このARPテーブルが保持されていなかったり、消去されてしまっていたりすることになり、全ての通信先に対応して新たにAPRコマンドを発行してARPテーブルに通信先の電子機器に係るIPアドレスとMACアドレスの対応関係を記憶させ直す必要がある。従って、必要な対応関係に対して全てARPコマンドの送受信を行う必要が生じ、ARPテーブルが再生成されるまで、ARPコマンドの送受信を行うことによる通信の遅延が生じるという問題があった。 However, when a failure occurs in the communication of the L3SW or the router and the switching or routing operation is transferred to the backup L3SW, or when the operation returns to the main L3SW restored from the backup system, etc. , This ARP table is not held or has been erased, and a new APR command is issued corresponding to all communication destinations and the IP address of the electronic device of the communication destination is added to the ARP table. It is necessary to re-store the correspondence between the MAC address and the MAC address. Therefore, it is necessary to transmit / receive the ARP command for all the required correspondences, and there is a problem that communication is delayed due to the transmission / reception of the ARP command until the ARP table is regenerated.
これに対し、特許文献2では、メモリにL3SWで生成されたARPテーブルのバックアップをメイン系の障害発生中に亘り維持しておき、復旧時にはこのバックアップを参照して通信を行いながら順次メインのARPテーブルを更新して最新の情報に切り替えていくことで、通信遅延や通信負荷の増大を防ぐ技術について開示されている。 On the other hand, in Patent Document 2, a backup of the ARP table generated by the L3SW is maintained in the memory during the failure of the main system, and at the time of restoration, the backup is referred to and communication of the main ARP is sequentially performed while referring to the backup. A technique for preventing communication delay and increase in communication load by updating the table and switching to the latest information is disclosed.
しかしながら、ARPテーブルのバックアップを別途記憶させ、また、当該バックアップを利用しながらメインのARPテーブルを更新させるためには、L3SWやルータなどの構成や動作を従来と変更させる必要があり、コストや手間がかかるという課題がある。 However, in order to store the backup of the ARP table separately and to update the main ARP table while using the backup, it is necessary to change the configuration and operation of the L3SW, the router, etc., from the conventional one, resulting in cost and labor. There is a problem that it costs.
この発明の目的は、コストや手間の増加を抑えながら、ARPコマンドの発行による負荷の上昇を抑えることの出来る通信システムを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a communication system capable of suppressing an increase in load caused by issuing an ARP command while suppressing an increase in cost and labor.
上記目的を達成するため、本発明は、サーバ装置と、前記サーバ装置からブロードキャストにより送信された通信データを受信する複数の端末装置と、前記サーバ装置及び前記複数の端末装置を同一のLAN内で接続するレイヤ3ネットワーク装置と、前記レイヤ3ネットワーク装置を介して前記同一のLAN内に接続された一又は複数の電子機器と、を備える通信システムであって、前記レイヤ3ネットワーク装置は、IPアドレスとMACアドレスとの対応データを記憶するテーブル記憶部と、新たに取得された前記対応データを前記テーブル記憶部に記憶させると共に、当該対応データを記憶させてから所定の失効時間が経過した後に前記対応データを消去する接続制御部と、を備え、前記複数の端末装置は、前記サーバ装置からの少なくとも自装置宛の内容を含む通信データに対して前記電子機器のうち少なくとも一台及び前記サーバ装置に対して返信を行う動作制御部を備え、前記電子機器には、前記複数の端末装置のIPアドレスのリストを記憶するリスト記憶部と、前記複数の端末装置に係る前記対応データの前記失効時間がそれぞれ経過する前に、前記リスト記憶部の前記リストに基づいて前記複数の端末装置に対して各々異なるタイミングで所定の通信を行う処理制御部と、を備える処理装置が含まれることとした。
これにより、サーバ装置と端末装置の通信に対し、この通信自体には関係のない処理装置などの電子機器の故障で複数の端末装置に対して直接通知が必要な場合に、一度に大量のARPコマンドを送信する必要がなく、レイヤ3ネットワーク装置の処理負荷やネットワークの通信量の増大を防ぐことが出来る。また、テーブル記憶部へのIPアドレスとMACアドレスの対応データの記憶維持に係るコマンドを処理装置から各端末装置に対して互いにタイミングをずらして送信するので、同様に、レイヤ3ネットワーク装置の処理負荷やネットワークの通信量の増大を抑えることが出来、その結果、サーバ装置と複数の端末装置との通信速度を維持することが出来る。そして、このような負荷の抑制と通信速度の維持を、レイヤ3ネットワーク装置の構成や動作を変更することなく行うことが出来るので、コストや手間の増大を抑えることが出来る。
In order to achieve the above object, the present invention provides a server device, a plurality of terminal devices that receive communication data transmitted by broadcast from the server device, the server device and the plurality of terminal devices in the same LAN. A communication system comprising: a layer 3 network device to be connected; and one or a plurality of electronic devices connected to the same LAN via the layer 3 network device, wherein the layer 3 network device has an IP address. And a table storage unit that stores correspondence data between the MAC address and the MAC address, and store the newly acquired correspondence data in the table storage unit, and store the correspondence data after the predetermined expiration time has elapsed. A connection control unit that erases the corresponding data, and the plurality of terminal devices are At least an operation control unit that sends back a response to communication data including contents addressed to the own device to the at least one of the electronic devices and the server device, and the electronic device includes a plurality of terminal devices. A list storage unit that stores a list of IP addresses and a plurality of terminal devices based on the list of the list storage unit before the expiration time of the corresponding data related to the plurality of terminal devices has elapsed. And a processing control unit that performs predetermined communication at different timings.
This allows a large number of ARPs to be communicated at one time when communication between the server device and the terminal device requires direct notification to a plurality of terminal devices due to a failure of an electronic device such as a processing device that is not related to the communication itself. Since it is not necessary to send a command, it is possible to prevent an increase in the processing load of the layer 3 network device and an increase in the communication amount of the network. Further, since the command relating to the storage and maintenance of the correspondence data of the IP address and the MAC address in the table storage unit is transmitted from the processing device to each terminal device with the timing shifted from each other, similarly, the processing load of the layer 3 network device is increased. It is possible to suppress an increase in the communication amount of the network, and as a result, it is possible to maintain the communication speed between the server device and the plurality of terminal devices. Since the load can be suppressed and the communication speed can be maintained without changing the configuration and operation of the layer 3 network device, it is possible to suppress an increase in cost and labor.
また、前記処理制御部による前記所定の通信は、ICMP_ECHOに係るコマンドの発行である。即ち、処理制御部は、ICMP(Internet Control Message Protocol)に係るエコーの要求(到達可能確認に係る要求)のようなIP接続の基本コマンドを用いる。従って、コマンド当たりの通信量が小さく、また、返答を行う端末装置の処理も少なく済む。 Further, the predetermined communication by the processing control unit is issuance of a command related to ICMP_ECHO. That is, the processing control unit uses a basic command for IP connection such as an echo request (request for reachability confirmation) related to ICMP (Internet Control Message Protocol). Therefore, the amount of communication per command is small, and the amount of processing by the terminal device for making a reply is small.
また、前記処理装置は、前記電子機器のうち少なくとも一台と同一であることとした。従って、サーバ装置や端末装置にこのような動作を行わせないので、これらの処理負荷の上昇を抑え、且つ、不要な電子機器の接続数を増やす必要がなく、コストやメンテナンスの手間を増やさない。 Further, the processing device is the same as at least one of the electronic devices. Therefore, since the server device and the terminal device are not caused to perform such an operation, it is not necessary to suppress the increase in the processing load of these and it is not necessary to increase the number of unnecessary electronic devices connected, and the cost and the labor for maintenance are not increased. .
また、前記電子機器のうちの少なくとも一台は、前記サーバ装置と前記複数の端末装置との間の通信異常の監視に係る処理を行うための監視装置であることとした。従って、通信負荷を大きく増大させずに通信の安全性、確実性を保つことが出来る。 Further, at least one of the electronic devices is a monitoring device for performing processing relating to monitoring of communication abnormality between the server device and the plurality of terminal devices. Therefore, communication safety and reliability can be maintained without significantly increasing the communication load.
また、前記サーバ装置は、駅構内の信号機及び転てつ器を含む現場設備に係る連動装置であり、前記動作制御部は、自装置あての前記通信データに基づいて、当該自装置に接続された前記現場設備の動作を制御することとした。
従って、監視装置のように現場設備の動作には関係のない第3の電子機器の故障によりレイヤ3ネットワーク装置から各端末装置に対して不達通知が送られる場合に、レイヤ3ネットワーク装置が予めARPテーブル記憶部に各端末装置のMACアドレスとIPアドレスとの対応データを保持しておくことで、ARPコマンドを一度に大量に発行させることがないので、迅速な処理が要求される信号機や転てつ器などの動作に対して遅延などの問題を生じさせない。
Further, the server device is an interlocking device related to on-site equipment including a traffic signal and a turning device in a station, and the operation control unit is connected to the own device based on the communication data addressed to the own device. It was decided to control the operation of the on-site equipment.
Therefore, when the non-delivery notification is sent from the layer 3 network device to each terminal device due to the failure of the third electronic device which is not related to the operation of the on-site facility such as the monitoring device, the layer 3 network device is previously notified. By storing the correspondence data of the MAC address and the IP address of each terminal device in the ARP table storage unit, a large number of ARP commands are not issued at one time, so that a traffic signal or a switch that requires prompt processing can be generated. It does not cause a problem such as delay in the operation of the lever.
本発明に従うと、コストや手間の増加を抑えながら、ARPコマンドの発行による負荷の上昇を抑えることが出来るという効果がある。 According to the present invention, there is an effect that an increase in load due to the issuance of the ARP command can be suppressed while suppressing an increase in cost and labor.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の通信システムの実施形態である駅内の信号制御通信システムPの全体構成を示すブロック図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a signal control communication system P in a station which is an embodiment of a communication system of the present invention.
信号制御通信システムP(通信システム)は、駅装置11と、連動装置12(サーバ装置)と、監視装置13(電子機器、処理装置)と、保守装置14と、L3SW15(レイヤ3ネットワーク装置)と、複数の端末装置16と、各端末装置16にそれぞれ接続された信号機17や転てつ器18などからなる。
The signal control communication system P (communication system) includes a
駅装置11は、制御部111を備え、CTC(Centralized Traffic Control)に係る図示略の中央装置などから運行ダイヤ情報などに応じて出力された対象駅における列車(車両)の進入や出発に係る信号機17及び転てつ器18の動作命令を取得して、連動装置12に出力する。
The
連動装置12は、制御部121を備え、駅装置11から入力された各動作命令が各信号機17及び転てつ器18の論理条件を満たしており、安全に各列車や車両を走行させることが可能であると判断した後、当該動作命令をL3SW15経由で端末装置16に出力する。また、連動装置12は、出力した動作命令に対応する動作の終了や動作からの所定時間の経過、及び/又は列車や車両の位置などの各種条件に応じて当該条件を満たさない動作を禁止する鎖錠を行う。
The
端末装置16は、L3SW15を介して連動装置12から入力された各動作命令が自装置宛の命令であるか否かを判別し、自装置宛の命令に従って、各々接続された信号機17又は転てつ器18を動作させる動作制御部161を備える。また、端末装置16は、当該自装置宛の命令を取得した旨を示す(又は取得した命令を更に実行した旨を示す)応答信号をL3SW15経由で連動装置12に出力する。
The
監視装置13は、連動装置12と端末装置16との間での通信内容を監視し、連動装置12から出力された動作命令が全て適切な端末装置16で正常に受信されて動作が実行されているかを判断する所定の処理を行う。監視装置13は、制御部131(処理制御部)と、端末リスト132(リスト記憶部)を備える。端末リスト132は、L3SW15を介して連動装置12及び監視装置13に接続されている全ての端末装置16のIPアドレスを記憶保持している。
The
保守装置14は、制御部141を備え、必要に応じてL3SW15に接続されて、端末装置16にインストールされている処理ソフトウェアのアップデートなどの作業に用いられる。
The
これらの駅装置11、連動装置12、監視装置13、保守装置14、及び端末装置16は、何れもNIC(Network Interface Card)などを含む通信部を備える。NICには各々MACアドレスが定められている。また、これらの各構成の制御部により、それぞれIPアドレスが設定保持されている。
Each of the
L3SW15は、IPネットワーク上(ネットワーク層)で連動装置12、監視装置13、保守装置14及び端末装置16の間でやり取りされる通信を中継し、適切な送信先に出力させる。L3SW15は、IPアドレスとMACアドレスとの対応データを記憶するARPテーブル151(ARPテーブル記憶部)を備え、L3SW15の制御部152(接続制御部)は、ユニキャスト通信によるデータ送信の要求を受けた場合に、ARPテーブル151を参照してデータ送信先のIPアドレスに対応するMACアドレスを確認し、MACアドレスが記憶されている場合には、ヘッダ情報を書き換えて出力させ、MACアドレスがARPテーブル151に記憶されていない場合には、当該データ送信先のIPアドレスに対応するMACアドレスを取得するためのARPコマンドをUDPによりブロードキャストで発信する。また、制御部152は、ブロードキャスト通信によるデータ送信の要求を受けた場合には、当該データの送信元を除く全ての接続された装置に当該データを出力する。ARPコマンドにより取得されたIPアドレスとMACアドレスの対応データは、ARPテーブル151に記憶され、当該記憶された対応データは、それぞれ取得されてから所定の失効時間内に再度参照されなかった場合には、当該失効時間の経過後に消去される。
The
信号機17は、駅構内に配置されて列車や車両の進行可否や速度制限(減速、抑速など)を示す。転てつ器18は、駅構内に配置されて列車や車両の進行方向を切り替えるための分岐器(ポイント)を動作させる。これら、信号機17や転てつ器18は、それぞれ、対応する端末装置16に接続されて、端末装置16から入力された命令に応じた動作状態が保たれる。
The
連動装置12には、L3SW15を介して列車や車両の走行に係る他の構内設備(現場設備)、例えば、構内踏切に係る各種設備や、運転士や列車の利用者への表示制御装置などが接続され得る。また、連動装置12には、列車の位置を取得するための各種設備、例えば、ATS(Automatic Train Stop)、ATC(Automatic Train Control)のデータ(地上子からのデータなど)入力や軌道回路などが接続され、論理条件の判定や鎖錠などに用いられる。
The interlocking
次に、本実施態の信号制御通信システムPにおける各構成間のデータ送受信について説明する。 Next, data transmission / reception between the components in the signal control communication system P of the present embodiment will be described.
本実施形態の信号制御通信システムPでは、上述のように、各構成にそれぞれ固有のIPアドレスが割り当てられて、L3SW15を介してブロードキャストドメイン(同一のLAN)内でIP接続により信号のやり取りが行われる。やり取りされる信号のうち、通常の動作時に連動装置12から各端末装置16及び監視装置13に送信される信号(通信データ)、即ち、動作命令信号は、UDPにより送信先を特定せずにブロードキャストで定期的、例えば、50msごとに送信される。
In the signal control communication system P of the present embodiment, as described above, a unique IP address is assigned to each configuration, and signals are exchanged by IP connection within the broadcast domain (same LAN) via the L3SW15. Be seen. Among the exchanged signals, the signal (communication data) transmitted from the interlocking
動作命令信号を受信した端末装置16のNICは、各々動作命令信号を取り込んで制御部に送り、各々の制御部は、動作命令信号が自装置に係る信号機17又は転てつ器18への動作命令か否かを判断する。自装置あてであると判断された場合には、当該動作命令を実行すると共に、この動作命令信号に係るUDP通信に対し返答を行い、連動装置12及び監視装置13に送信する。
The NIC of the
一方、保守装置14から特定の端末装置16に対してアップデートなどの保守作業に係る通信がなされる場合には、当該特定の端末装置16との間でTCPによるコネクションが確立されて、ユニキャスト通信がなされる。
On the other hand, when communication relating to maintenance work such as updating is performed from the
本実施形態の信号制御通信システムPでは、監視装置13は、端末リスト132を参照しながら、所定の間隔(例えば、2秒ごと)で、全ての端末装置16に対して順番に1台ずつ(各々異なるタイミングで)ICMP_ECHOに係るコマンド、例えば、pingコマンドを送信する。IPの上位プロトコルであるICMP(Internet Control Message Protocol)によるユニキャストコマンドの送信がなされることで、監視装置13からpingコマンドの送信対象である端末装置16までの間にあるL3SW15は、このpingコマンドを受け取ると、pingコマンドのIPパケット内のIPアドレスに応じた端末装置16のMACアドレスを取得するためのARPテーブル151を参照する。ARPテーブルにMACアドレスが記憶されていない場合には、L3SW15は、ARPコマンドをUDPによりブロードキャストで発行し、当該端末装置16が返信を行うことで、端末装置16のMACアドレスが取得される。L3SW15は、当該取得されたMACアドレスあてとしたpingコマンドに係るMACフレームデータをこの端末装置16に送信すると共に、ARPテーブル151に当該端末装置16のIPアドレスとMACアドレスの対応を登録する。
このとき、所定の端末装置16に対するpingの送信間隔が、ARPテーブル151の失効時間以下となるように送信間隔を設定することで、一度ARPテーブル151に記憶されたMACアドレスが消去されず、従って、2度目以降のARPコマンドの発行を不要とすることが出来る。
In the signal control communication system P of the present embodiment, the
At this time, by setting the transmission interval such that the ping transmission interval for the predetermined
図2は、監視装置13によるpingコマンドの発行タイミングを示す図表である。
監視装置13は、全ての端末装置16に係るIPアドレスとMACアドレスの対応がARPテーブル151に記憶されている状態が維持されるように、各端末装置16に対して順次pingコマンドを送信する。即ち、監視装置13によるpingコマンドの発行間隔が、L3SW15におけるARPテーブル151の失効時間から所定のマージンを差し引いた時間を端末装置16の台数で除した程度の時間とされることで、pingコマンドによるネットワーク内のトラフィックの増大やL3SW15の負荷の増大を最小限としながら全ての端末装置16に係るIPアドレスとMACアドレスの対応がARPテーブル151に記憶され続ける。従って、pingコマンドは、ARPテーブル151に応じて即座に各端末装置16に送信され、ARPコマンドが発行されない。
FIG. 2 is a chart showing the issuing timing of the ping command by the
The
なお、ARPテーブル151の失効時間に対して端末装置16の台数が十分に少ない場合には、pingコマンドは、必ずしも均等な時間間隔で発行される必要はなく、トラフィックの増大やL3SW15の負荷の増大が悪影響を及ぼさない範囲の時間間隔で全ての端末装置16に対してpingコマンドを発行した後、ARPテーブル151の失効時間以下の所定時間が経過するまで各端末装置16に対する次回のpingコマンドの発行を中止しても良い。
If the number of
この状況で、監視装置13又はL3SW15と監視装置13の間の通信経路に異常が生じて入力コマンドの各端末装置16からの返答が監視装置13に届かなくなった場合、L3SW15は、各端末装置16に対して各々宛先不達に係るICMP通知を行う。このとき、各端末装置16のMACアドレスとIPアドレスの対応関係がARPテーブル151に全て記憶されているので、L3SW15の制御部152は、ARPコマンドを発行する必要なくARPテーブル151を参照して各端末装置16に対し、ヘッダにおける送信先MACアドレスと送信先IPアドレスとを設定して、ICMP通知を送信する。
In this situation, if an abnormality occurs in the communication path between the
以上のように、本実施形態の信号制御通信システムPは、連動装置12と、連動装置12からブロードキャストにより送信された通信データを受信する複数の端末装置16と、連動装置12及び複数の端末装置16を同一のLAN内で接続するL3SW15と、L3SW15を介して連動装置12及び端末装置16と同一のLAN内に接続された監視装置13などの一又は複数の電子機器と、を備える信号制御通信システムPであって、L3SW15は、IPアドレスとMACアドレスとの対応データを記憶するARPテーブル151と、新たに取得された対応データをARPテーブル151に記憶させると共に、当該対応データが記憶されてから所定の失効時間が経過した後にその対応データを消去する制御部152と、を備え、複数の端末装置16は、連動装置12からの少なくとも自装置宛の内容を含む通信データに対して連動装置12及び監視装置13に対して返信を行う動作制御部161を備え、電子機器には、複数の端末装置16のIPアドレスのリストを記憶する端末リスト132と、これら複数の端末装置16に係るIPアドレスとMACアドレスの対応データの失効時間がそれぞれ経過する前に、端末リスト132に記憶された端末装置16のリストに基づいて、これら複数の端末装置16に対して各々異なるタイミングでpingコマンドを送信する制御部131を備える監視装置13が含まれる。
即ち、高速なやり取りを維持するためにUDPによりブロードキャストで通信が行われている連動装置12と端末装置16の通信に対し、この通信自体には関係のない監視装置13の故障などで複数の端末装置16に対して直接通知が必要な場合にARPテーブル151を予め生成、維持しておくことで、ARPコマンドを送信する必要がなく、意図しないARPの大量発行によるL3SW15の処理負荷やネットワークの通信量の増大を防ぐことが出来る。また、ARPテーブル151の生成、維持に係るコマンドを監視装置13から各端末装置16に対して互いにタイミングをずらして送信するように管理するので、このARPテーブル151の生成、維持に際しても、L3SW15の処理負荷やネットワークの通信量の増大を抑えることが出来、その結果、連動装置12と複数の端末装置16との通信速度を維持することが出来る。また、一台の監視装置13から各端末装置16に対してpingを送信するので、送信タイミングをずらすための動作管理を容易に行うことが出来る。そして、このような負荷の抑制と通信速度の維持を、L3SW15の構成や処理を変更することなく行うことが出来るので、コストや手間の増大を抑えることが出来る。
As described above, the signal control communication system P according to the present embodiment includes the interlocking
That is, in contrast to the communication between the interlocking
また、監視装置13からICMP_ECHOに係るコマンド、特に、pingを送信するので、コマンド当たりの通信量が小さく、また、返答を行う端末装置16の処理も少なく済むので、大きな負荷を生じない。
Further, since the
また、監視装置13から一括して各端末装置16にpingが送信されるので、L3SW15の処理負荷や、連動装置12と各端末装置16との間のネットワーク負荷が上がらないように最善のコマンド送信間隔を容易に設定することが出来る。
また、連動装置12にこのような動作を行わせないので、連動装置12の処理負荷を上げず、連動装置12は、信号制御に係る動作命令の出力をより確実に適切なタイミングで行うことが出来る。
また、従来、監視装置13に用いられる装置にpingの送信動作とそのタイミング制御を兼用させたので、不要な電子機器の接続数を増やす必要がなく、コストやメンテナンスの手間を増やさない。
Also, since the ping is transmitted from the
Further, since the interlocking
Further, conventionally, since the device used as the
また、連動装置12と複数の端末装置16を含むLANの内部に監視装置13を接続し、当該監視装置13への通信異常に係る負荷の上昇が抑えられるので、従って、通信負荷を大きく増大させずに通信の安全性、確実性をより保つことが出来る。特に、UDP通信を用いることによる通信のオーバーヘッドの低減と、通信の安全性の低下に対する対応とを容易に両立させることが出来る。
Further, since the
また、特に、駅構内の信号機17や転てつ器18を含む現場設備の動作制御に係る連動装置12と、これら現場設備の動作制御を実際に行う端末装置16との間での信号が行われる場合に、監視装置13のように現場設備の動作には関係のない第3の電子機器の故障によりL3SW15から各端末装置16に対して不達通知が送られる場合に、L3SW15が予めARPテーブルに各端末装置16のMACアドレスとIPアドレスとの対応関係を保持しておくことで、ARPコマンドを一度に大量に発行させることがないので、迅速且つ確実な処理が要求される信号機17や転てつ器18などの動作に対して遅延などの問題を生じさせない。
In addition, in particular, a signal is transmitted between the interlocking
なお、本発明は、上記実施の形態に限られるものではなく、様々な変更が可能である。
例えば、上記の実施形態において、ICMP_ECHOに係るコマンドとして、pingを挙げて説明したが、他のコマンド、例えば、tracert(traceroute)などでも良いし、その他、送信にアドレス解決が必要なユニキャストコマンドであって処理負荷が十分小さいものであれば他のコマンドが用いられても良い。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made.
For example, in the above embodiment, ping is described as a command related to ICMP_ECHO, but other commands such as tracer (traceroute) may be used, and other unicast commands that require address resolution for transmission may be used. Other commands may be used as long as the processing load is sufficiently small.
また、L3SW15は、各構成が全て同一のLAN内、即ち、ブロードキャストメッセージが到達可能な範囲内に設けられていれば、ルータであっても良い。
Further, the
また、上記実施の形態では、信号の不達対象と、pingコマンドの発行が何れも監視装置13から行われることとしたが、端末装置16のIPアドレスのリストを記憶させることが可能であって、全ての端末装置16に対するpingコマンドの発行に影響がない時間以上L3SW15に接続されるコンピュータなどがある場合には、当該コンピュータらpingコマンドが発行されても良い。
Further, in the above-described embodiment, both the signal non-delivery target and the ping command are issued from the
また、各端末装置16から返答が入力される装置は、監視装置13に限られない。入力された返答データを整理して処理を行う他の情報処理装置などであっても良い。また、同一LAN内に設けられる監視装置13や情報処理装置は、一台に限られず、複数台であっても良い。この場合、各端末装置16から返答が入力される装置と、各端末装置16に対してpingを送信する装置とが異なっていても良い。
Further, the device to which the response is input from each
また、上記実施形態では、駅構内の信号機17及び転てつ器18の動作制御に係る信号制御通信システムPについて説明したが、駅間の踏み切り、転てつ器や閉塞信号に係る信号制御システムなどに本発明を適用しても良く、更には、同様の通信制御を行う任意のシステムに適用しても良い。
その他、上記実施の形態で示した構成、配置や回路、処理手順などの具体的な細部は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、適宜変更可能である。
Further, in the above-described embodiment, the signal control communication system P related to the operation control of the
In addition, the specific details such as the configuration, the arrangement, the circuit, and the processing procedure shown in the above-described embodiment can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention.
11 駅装置
111 制御部
12 連動装置
121 制御部
13 監視装置
131 制御部
132 端末リスト
14 保守装置
141 制御部
15 L3SW
151 ARPテーブル
152 制御部
16 端末装置
161 動作制御部
17 信号機
18 転てつ器
P 信号制御通信システム
11
151 ARP table 152
上記目的を達成するため、本発明は、サーバ装置と、前記サーバ装置から、鉄道運行に係る現場設備の動作についての所定時間の間隔でブロードキャストにより送信された通信データを受信し、前記現場設備を動作させる複数の端末装置と、前記サーバ装置及び前記複数の端末装置を同一のLAN内で接続するレイヤ3ネットワーク装置と、前記レイヤ3ネットワーク装置を介して前記同一のLAN内に接続された一又は複数の電子機器と、を備える通信システムであって、前記レイヤ3ネットワーク装置は、IPアドレスとMACアドレスとの対応データを記憶するテーブル記憶部と、新たに取得された前記対応データを前記テーブル記憶部に記憶させると共に、当該対応データを記憶させてから所定の失効時間が経過した後に前記対応データを消去する接続制御部と、を備え、前記複数の端末装置は、前記サーバ装置からの少なくとも自装置宛の内容を含む通信データに対して前記電子機器のうち少なくとも一台及び前記サーバ装置に対して返信を行う動作制御部を備え、前記電子機器には、前記複数の端末装置のIPアドレスのリストを記憶するリスト記憶部と、前記複数の端末装置に係る前記対応データの前記失効時間がそれぞれ経過する前に、前記リスト記憶部の前記リストに基づいて前記複数の端末装置に対して各々異なるタイミングで所定の通信を行う処理制御部と、を備える処理装置が含まれることとした。
これにより、サーバ装置と端末装置の通信に対し、この通信自体には関係のない処理装置などの電子機器の故障で複数の端末装置に対して直接通知が必要な場合に、一度に大量のARPコマンドを送信する必要がなく、レイヤ3ネットワーク装置の処理負荷やネットワークの通信量の増大を防ぐことが出来る。また、テーブル記憶部へのIPアドレスとMACアドレスの対応データの記憶維持に係るコマンドを処理装置から各端末装置に対して互いにタイミングをずらして送信するので、同様に、レイヤ3ネットワーク装置の処理負荷やネットワークの通信量の増大を抑えることが出来、その結果、サーバ装置と複数の端末装置との通信速度を維持することが出来る。そして、このような負荷の抑制と通信速度の維持を、レイヤ3ネットワーク装置の構成や動作を変更することなく行うことが出来るので、コストや手間の増大を抑えることが出来る。
また、前記処理制御部は、前記複数の端末装置に対し、前記失効時間から所定のマージンを差し引いた時間を前記複数の端末装置の台数で除した時間間隔で前記所定の通信を行う。
また、前記処理制御部は、前記各々異なるタイミングで通信を行うように設定された送信間隔で前記複数の端末装置に対して前記所定の通信を行う。
In order to achieve the above object, the present invention receives communication data transmitted from a server device and the server device by broadcasting at predetermined time intervals regarding the operation of the on-site equipment related to railway operation, and stores the on- site equipment. A plurality of terminal devices to be operated , a layer 3 network device connecting the server device and the plurality of terminal devices in the same LAN, and one or more connected in the same LAN via the layer 3 network device A communication system including a plurality of electronic devices, wherein the layer 3 network device stores a table storage unit that stores correspondence data between IP addresses and MAC addresses, and stores the newly obtained correspondence data in the table storage unit. Of the correspondence data, and after the corresponding expiration date has passed since the correspondence data was stored, A connection control unit for erasing data, wherein the plurality of terminal devices are connected to at least one of the electronic devices and the server device for communication data including contents addressed to at least the own device from the server device. The electronic device includes an operation control unit that replies to the electronic device, the electronic device includes a list storage unit that stores a list of IP addresses of the plurality of terminal devices, and the expiration time of the correspondence data related to the plurality of terminal devices. for a period shorter respectively, and it may include the processing device and a processing control unit for each at different timings performing predetermined communication with respect to the plurality of terminal devices based on the list of the list storage unit.
This allows a large number of ARPs to be communicated at one time when communication between the server device and the terminal device requires direct notification to a plurality of terminal devices due to a failure of an electronic device such as a processing device that is not related to the communication itself. Since it is not necessary to send a command, it is possible to prevent an increase in the processing load of the layer 3 network device and an increase in the communication amount of the network. Further, since the command relating to the storage and maintenance of the correspondence data of the IP address and the MAC address in the table storage unit is transmitted from the processing device to each terminal device with the timing shifted from each other, similarly, the processing load of the layer 3 network device is increased. It is possible to suppress an increase in the communication amount of the network, and as a result, it is possible to maintain the communication speed between the server device and the plurality of terminal devices. Since the load can be suppressed and the communication speed can be maintained without changing the configuration and operation of the layer 3 network device, it is possible to suppress an increase in cost and labor.
Also, the processing control unit performs the predetermined communication with the plurality of terminal devices at a time interval obtained by dividing a time obtained by subtracting a predetermined margin from the expiration time by the number of the plurality of terminal devices.
Further, the processing control unit performs the predetermined communication with the plurality of terminal devices at transmission intervals set to perform communication at the different timings.
Claims (5)
前記サーバ装置からブロードキャストにより送信された通信データを受信する複数の端末装置と、
前記サーバ装置及び前記複数の端末装置を同一のLAN内で接続するレイヤ3ネットワーク装置と、
前記レイヤ3ネットワーク装置を介して前記同一のLAN内に接続された一又は複数の電子機器と、
を備える通信システムであって、
前記レイヤ3ネットワーク装置は、
IPアドレスとMACアドレスとの対応データを記憶するテーブル記憶部と、
新たに取得された前記対応データを前記テーブル記憶部に記憶させると共に、当該対応データを記憶させてから所定の失効時間が経過した後に前記対応データを消去する接続制御部と、
を備え、
前記複数の端末装置は、前記サーバ装置からの少なくとも自装置宛の内容を含む通信データに対して前記電子機器のうち少なくとも一台及び前記サーバ装置に対して返信を行う動作制御部を備え、
前記電子機器には、
前記複数の端末装置のIPアドレスのリストを記憶するリスト記憶部と、
前記複数の端末装置に係る前記対応データの前記失効時間がそれぞれ経過する前に、前記リスト記憶部の前記リストに基づいて前記複数の端末装置に対して各々異なるタイミングで所定の通信を行う処理制御部と、
を備える処理装置が含まれる
ことを特徴とする通信システム。 A server device,
A plurality of terminal devices that receive communication data transmitted by broadcast from the server device,
A layer 3 network device that connects the server device and the plurality of terminal devices in the same LAN;
One or more electronic devices connected to the same LAN via the layer 3 network device;
A communication system comprising:
The layer 3 network device is
A table storage unit that stores correspondence data between IP addresses and MAC addresses;
A connection control unit that stores the newly acquired correspondence data in the table storage unit, and that deletes the correspondence data after a predetermined expiration time has elapsed after storing the correspondence data,
Equipped with
Each of the plurality of terminal devices includes an operation control unit that replies to at least one of the electronic devices and the server device with respect to communication data including contents addressed to at least the own device from the server device,
The electronic device includes
A list storage unit that stores a list of IP addresses of the plurality of terminal devices;
A process control for performing predetermined communication with the plurality of terminal devices at different timings based on the list of the list storage unit before the expiration time of the corresponding data of the plurality of terminal devices respectively elapses. Department,
A communication system including a processing device including:
前記動作制御部は、自装置あての前記通信データに基づいて、当該自装置に接続された前記現場設備の動作を制御する
ことを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の通信システム。
The server device is an interlocking device related to a field facility including a traffic signal and a turning device in a station,
The operation control unit controls the operation of the on-site facility connected to the self-device based on the communication data addressed to the self-device. The operation control unit according to claim 1, wherein Communications system.
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