JP3656622B2 - 遠方監視制御システム - Google Patents
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Description
【０００１】
この発明は、伝送回線がループ状の遠方監視制御システムにおいて、ＳＤＬＣ（Synchronous Data Link Control）方式を使用した遠方監視制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
伝送回線がループ状の遠方監視制御方式には、現在ポーリング方式とトークンリング方式の２つの伝送制御方式が使用されている。ポーリング方式は親局から順番に子局を呼んで（ポーリングして）データを収集するもので、トークンリング方式は発言許可信号（トークン）をループ内に巡回させ、連絡信号発生局はそのトークン到着時発信するものである。
【０００３】
上記ポーリング方式とトークンリング方式にはそれぞれ特徴がある。ここで、両方式の相違点を図により述べるに、図１６、図１７は親局が３組すなわち３組のループ回線３群の場合の回線構成と信号の流れ示すポーリング方式とトークンリング方式の概略構成図である。Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３は親局、Ｓ１1〜Ｓｎ3は子局で、図１６のポーリング方式の場合には親局Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３において、主系Ｍ１S，Ｍ２S，Ｍ３Sから図示矢印方向に子局Ｓ１1〜Ｓｎ3を、順番にポーリングして状態変化のある子局は自分がポーリングされたとき、親局に連絡する。なお、Ｍ１J，Ｍ２J，Ｍ３Jは、主系Ｍ１S，Ｍ２S，Ｍ３Sの障害時に代行する従系である。このため、ポーリング方式の場合には、１群８子局であればポーリング信号がループ回線を最大８巡する時間が連絡開始待ち時間になる。すなわち、１子局しか状態変化がない場合は最大７回無駄なポーリングを行う。
【０００４】
図１７のトークンリング方式の場合にはループ回線毎に親局と子局にトークンを巡回させるようにしたもので、トークン信号がループ回線を巡回しているとき、状態変化のある子局はトークン信号到着時に親局へ連絡する。従って、連絡開始待ち時間は最大でもループ１巡時間で良い。
【０００５】
上記のことから、連絡開始待ち時間の点ではトークンリング方式の方が良い。しかし、多数の子局で状態変化が生じた場合は無駄なポーリングが少なくなり差は少なくなる。回線障害時の対応には図１８、図２０および図１９，図２１Ａ，Ｂに示すようにしている。図１８、図１９は２群の子局Ｓ１2とＳ２2間で障害（図示×印）が発生したときの回線構成をポーリング方式とトークンリング方式についてそれぞれ示し、図２０、図２１は親局Ｍ１，Ｍ３に障害が発生したときの回線構成をポーリング方式とトークンリング方式についてそれぞれ示したものである。
【０００６】
図１６、図１７、図２１に示すように、ここでは便宜上“トークンリング方式”と称しているが、一般のトークンリング方式とは２点の共通点と１点の相異点がある。
【０００７】
第１の共通点は前述の発言許可信号（トークン）を巡回させること、
第２の共通点は回線障害に隣接する局（親局、子局双方）が回線構成を変化させ、障害部を除去する（図１７→図１９の子局Ｓ１2，Ｓ２2、図２１のＳ１1，Ｓｎ3）。これをループバックと呼ぶ。
【０００８】
相異点は子局の所属移動である。図１７→図１９において、子局Ｓ１2は親局Ｍ２→親局Ｍ１へ、図１７→図２１において、子局Ｓ１1〜Ｓｎ1とＳ１3〜Ｓｎ3が全て親局Ｍ２に所属移動している。
【０００９】
両方式における回線障害時の連絡中断時間においては、ポーリング方式では回線構成の変更は不要であり、連絡中断は発生しない。しかし、トークンリング方式では回線構成の変更が必要であり、この変更期間中に連絡中断が発生する。この結果、回線障害時の連絡中断時間の点ではポーリング方式の方が良い。しかし、回線障害の発生頻度は少ない。なお、近年、ポーリング方式には、伝送効率の良いＨＤＬＣ（High Level Data Link Control)方式が採用されるようになって来ている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ループ状の遠方監視制御方式では、ポーリング方式とトークンリング方式の２つの伝送制御方式が使用されている。これら両方式には一長一短があるが、トークンリング方式では回線障害時連絡中断時間が長くなり、かつ回線障害時の対処が複雑となる欠点がある。また、ポーリング方式には、親局における回線入出力部が多くなるとともに、非該当局への無駄なポーリングがあるため、伝送効率が悪くなる問題がある。
【００１１】
ループ回線において更に伝送効率の良い方式に、公知の“ＳＤＬＣ方式”がある。ＳＤＬＣ方式は、親局からの情報要求信号を受信した各子局は、送信情報があればそれぞれ順に送信できる。従って、ループ内の全子局の情報を、ループ１巡で親局に連絡できる。前述のポーリング方式やトークン方式は、１子局毎に連絡情報を巡回するのに比較すれば大差がある。しかし、ＳＤＬＣ方式は回線が正常の場合は良いが、回線障害が発生した場合、信号の巡回機能が失われるため、回線障害対策が複雑になり、遠方監視制御装置として適用困難であった。
【００１２】
この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、伝送効率を最良とするとともに、回線障害時の対処を容易とし、しかも回線障害時連絡中断時間の短縮化を図った遠方監視制御システムを提供することを課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の課題を達成するために、第１親局にループ回線で接続された第１子局群と、第２親局にループ回線で接続された第２子局群とを有し、
回線障害発生時には、回線障害発生がある子局の部位で前記第１子局群あるいは第２子局群のループ回線を切替えて、第１子局群の１部の子局を第２子局群に、あるいは第２子局群の１部の子局を第１子局群に回線障害が回復するまで接続して暫定運用するように構成した遠方監視制御システムにおいて、
前記回線障害が瞬時か継続かの判定のため、第１あるいは第２親局から通常連絡信号を第１、第２子局群に繰り返し送信し、一定時間以上その信号を受信しない子局は、当該回線に障害探索信号を繰り返し送信し、当該回線の上流からの障害探索信号を受信した子局は、障害探索信号送信条件の消滅により、障害探索信号の送信を停止し、前記障害探索信号が第１あるいは第２親局に着信した回数が予め定めた回数に達したときに、回線の継続障害の発生と継続障害部位とを認識することを特徴とするものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下この発明の実施の形態を図面に基づいて説明するに当たり、まず、ＳＤＬＣ方式を採用した遠方監視制御における障害部検出方式について述べる。図１は正常時の回線構成図で、図１において、ＭＬは第１親局（図示左側の親局）、ＭＲは第２親局（図示右側の親局）、Ｓ１，Ｓ２，〜，Ｓ３，Ｓ１０は子局である。第１、第２親局ＭＬ，ＭＲと各子局Ｓ１，〜，Ｓ１０は伝送回線に接続されていて、これら伝送回線は１系回線Ｌ１，Ｌ３および２系回線Ｌ２，Ｌ４から構成され、各回線は図示しないがそれぞれ一対の伝送回線から構成されている。
【００１５】
各子局の白丸部は、中継機能（受信信号をそのまま送信する）を主とする。；従系
各子局の黒丸部は、中継機能と親局との連絡機能を主とする。；主系
なお、子１〜４、子６〜１０を中継局、子５を端末局と称する。
【００１６】
図１のように構成された回線構成図において、次の図２に示すような４つの回線障害（図中×印で示した箇所が障害）パタンを対象障害とする。図２（１）ケース１は、下り１系回線Ｌ１の単一障害の場合における対象障害であり、図２（２）ケース２は、上り２系回線の単一障害の場合における対象障害であり、図２（３）ケース３は、上下同一回線区間の障害の場合における対象障害であり、図２（４）ケース４は、上下異区間回線障害の場合における対象障害である。
【００１７】
図２の各回線障害が発生すると親局からの情報要求信号が障害部（×印部）で絶たれるため、図３のようになる（太線部は信号到達範囲を示す）。すなわち、親子間の連絡機能は失われる。親子間の連絡機能を回復するには、各回線障害に応じて図４のようにし、回線障害が回復するまで“暫定運用”を行う。なお、図４の点線部は回線障害の回復を検出するための信号である。この回線構成の切替においては以下の条件を充足しなければならない。
【００１８】
第１の条件は、ケース１、２、３の場合は、図４のように、全子局の監視制御（親局との連絡機能）が可能であること、
第２の条件は、回線障害発生時、図３→図４の移行時間（親子の連絡機能中断時間）を短縮すること、
第３の条件は、回線障害回復時、図４→図１の移行時間（親子の連絡機能中断時間）を短縮すること、
第４の条件は、回線障害の回復を早く知ること、（暫定運用は図４の右側のように子局数が多く連絡所要時間が長くなるため、しかし連絡中断ではない。）
第５の条件は、子局を極力単純化すること、（子局は無人のため、障害発生時修復時間大）である。
【００１９】
第２の条件である“図３→図４”の内訳は両図から以下である。まず、障害が瞬時障害でなく、継続性のものであることを検出する。（瞬時障害は自然回復）次に、その障害部位を検出する。その次に、障害部位をループ回線から除外すること。（障害部の隣接左右子局を端末局に移行させること）最後に、その結果親局から孤立した子局を新しい親局へ移動させること。（従来の端末局を中継局に移行させること）中心は障害部位の検出である。
【００２０】
上記障害を探索して障害部を検出する時間を極力早くする点では、子局探索方式が良く、回線障害回復検出時間の点でも、子局探索方式が良い。
【００２１】
図３ａ〜ｄのままでは障害部を判定できないから図３ａ〜ｄの障害発生時から図４ａ〜ｄの暫定運用中になるまでの移行時間を早くして、障害部の検出時間を早めるため、この発明の実施の形態では、幾つかの障害部検出方式を以下説明する。この障害部検出方式には、中継←→端末移行時間、探索回数、探索の単純性、子局の単純性、ＳＤＬＣ方式との整合性、連絡中断時間などを考慮して親局探索方式か子局探索方式かを決定する。
【００２２】
以下この発明の実施の形態である子局探索方式（テスト（障害探索）信号注入方式）について述べる。図５（Ａ）〜（Ｃ）は図３ａのケース１の場合におけるもので、図５（Ａ）において、障害発生時には、親局ＭＬから通常連絡は中断する。この中断は図５（Ｂ）において、瞬時障害か継続障害かの判定のため、親局ＭＬから通常連絡を繰り返し、子局の受信無し側は“一定時間以上受信信号無し”でテスト（障害探索）信号を繰り返し注入する。この障害探索信号の注入方式もＳＤＬＣ方式では無い（ＳＤＬＣ方式は受信信号の後尾に付加送信信号を付加する）。図５（Ｃ）で更に親局ＭＬからは通常連絡の繰り返しを行う。一方、子局Ｓ３の１系以外は上記からの障害探索信号を受信し障害探索信号注入条件の消滅により、障害探索信号注入を停止する。子局Ｓ３の１系注入障害探索信号が親局ＭＬに着信する。この状態で子局Ｓ３の１系のみの障害探索信号が規定回数着信で、継続障害の発生と継続障害部位とを検出する。
【００２３】
図５（Ｄ）〜（Ｆ）は図３ｂ〜ｄのケース２〜４の場合におけるもので、上記図５（Ａ）〜（Ｃ）はケース１と同様に処理された結果で、障害部検出時の状態を以下に述べる。
【００２４】
図５（Ｄ）はケース２（上り２系回線単一障害）の場合で、この場合には、子局Ｓ２の２系のテスト信号の着信から障害部を検出する。
【００２５】
図５（Ｅ）はケース３（上下同一区間障害）の場合で、この場合も子局Ｓ２の２系のテスト信号の着信から障害部を検出する。
【００２６】
図５（Ｆ）はケース４（上下異区間障害）の場合で、この場合は子局Ｓ３の２系のテスト信号の着信から障害部を検出する。なお、子局Ｓ３の２系のテスト信号には子局Ｓ２の１系受信異常（子局Ｓ２の１系のテスト信号より）を含む。
【００２７】
図５（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）の場合、“テスト信号発信子局番号”とその１系か２系により継続障害部位を検出できる。しかし、図５（Ｆ）の場合はその方法では“子局Ｓ３←→子局Ｓ４”と判定されてします。図４ｄからも継続障害部位は“子局Ｓ１←→子局Ｓ４間”と判定しなければならない。子局Ｓ３は、１系で子局Ｓ２の１系発信のテストを受信しているから、２系のテスト信号に“子局Ｓ２の１系受信異常”を付加できる。これにより親左ＭＬは子局Ｓ１を端末に移行させれば良い。
【００２８】
次に図５の回線構成図における子局探索方式の動作を図６に示すＳＤＬＣ方式のタイムチャートに基づいて述べる。なお、図６のタイムチャートにおいて、符号１、２は１系回線、２系回線を、親左は第１親局を、親右は第２親局を、子１〜５は子局を意味し、子局数は５個とした。
【００２９】
図６は回線瞬時障害におけるタイムチャートにより子局探索方式の瞬時障害のタイムチャートについて述べる。
【００３０】
図６のケース２の場合において、情報要求Ａ１を全子局に送信すると、親左と子１の間の１系回線で情報要求フレームに障害があるため、全子局の応答がない。このとき、図中四角形で囲んだ部分の処理を行って次回の情報要求が正常なら瞬時障害は回復したとして平常復帰する。
【００３１】
図７〜図９までは継続障害の場合におけるタイムチャートで、このタイムチャートは障害部位検出から分割部が移動し、平常動作までのもので、図７の（１）は情報要求Ａ１を送信しているとき、継続障害が子１と子２との１系回線で発生したときには、応答は正常である。次の情報要求Ａ１は図７（２）のように子１→子２の１系回線障害で中断される。以後、親左から繰り返し情報要求Ａ１を送信する。すると子２の１系、子３の１系、子２の２系、子１の２系、親左は受信信号無し状態となる。“受信信号無し状態が一定時間以上続いたこと”を条件に、子局は当該系の回線に障害探索信号を送信する。
【００３２】
図中、子２は１系回線に、子３は１系回線に、子２は２系回線におよび子１は２系回線にそれぞれ障害探索信号の送信を開始する。子２の１系回線以外は上流からの探索信号受信により、障害探索信号の送信を停止する。そして、障害部直近下流部のみ障害探索信号を送信する。障害探索信号に“子２の１系回線発信”の情報を含めれば、親左はこの信号のみが一定回数以上受信したことにより（１回のみでは最初は子１の２系送信信号である）障害部位を含めて継続障害を検出する。
【００３３】
図８の（１）で上記図７の（２）より子２の１系回線に障害探索信号を送信し、子１と子２の間の障害を検出する。次に図８の（２）の分割部移動処理のため、親左側から子１端末移行指令を出し、子１の確認応答Ｃ３を見る。子１の端末局移行により、障害探索信号は図示のように折り返す。その後、モード報告要求Ｂ４を送信し、その応答Ｄ１を確認する。確認後、親左側は平常時動作になり、親左側は親右側に連絡する。以後は親右側の分割部移動図９の動作になる。
【００３４】
図９は、分割部移動親右側のタイムチャートで、子２の１系回線からの障害探索信号が子３に向けて送信されるとともに、親右側から子３中継移行指令Ｂ３が送信される。この指令で子３の確認応答Ｃ３が親右側に返送されてくる。
一方、子３の中継移行により子２の１系回線から障害探索信号が親右に向けて送信される。
【００３５】
また、親右から子２の端末移行指令Ｂ３が送信され、その子２の確認応答Ｃ３が親右に伝送されてくる。子２の端末移行により、子１の１系回線障害探索信号は子１へ伝送される。上記の端末移行が終了すれば、親右からモード報告要求Ｂ４を送信し、各子局からモード報告応答Ｄ１があることにより、以後は親右側も平常時動作になる。
【００３６】
図１０、図１１は、継続障害回復におけるタイムチャートで、暫定運用から継続障害回復検出し、分割部正常化までのもので、図１０の（１）は暫定運用のタイムチャートである。親左から情報要求Ａ１を送信し、子１からの無し応答Ｃ２を受けている。一方、親右からも情報要求Ａ１を送信し、その応答を受けている。なお、子１と子２間には子２、１系回線の障害探索信号が出されている。子１の２系でこの探索信号を受信し、端末局状態なので受信信号を折り返し子２の１系回線へ中継している。しかし、子１→子２回線の障害が継続中は子２へは戻らない。
この信号が出されている途中で継続障害が回復すると、子２、１系回線の障害探索信号１巡で継続障害回復を子２が検出する。（図１０の（２）継続障害回復）この障害回復を親右に、子２は情報要求Ａ１の応答に付して伝送する。
【００３７】
図１１のタイムチャートは親右がこのことを親左に連絡し、分割部正常化を行うもので、親左では子１の中継移行指令Ｂ３を送信し、親右では子３端末移行指令Ｂ３を送信する。親左では子１の確認応答Ｃ３を受信し、親右では子３の確認応答Ｃ３を受信する。この間に子１は端末から中継になり、子３は中継から端末になる。
【００３８】
なお、子２は端末のまま、モード報告要求Ｂ４を親左と親右から送信し、その応答Ｄ１を受信すると、以後は親右側は平常時動作になり、親右から親左に連絡がなされる。一方、親左では子２の中継移行指令Ｂ３が送信され、子２の確認応答Ｃ３がある。この間に子２は端末から中継になり、親左からモード報告要求Ｂ４が送信され、各子局から応答Ｄ１を得ることにより、親左側も平常時動作になる。
【００３９】
上記タイムチャートのように子局探索方式は処理されるが、そのときの処理フローチャートを次に示す。
【００４０】
図１２は障害回復処理フローチャートで、ステップＳ８１で前回送信内容を再送信し、フレームが受信されたかを判定（Ｓ８２）する。判定の結果、（Ｙ）ならフレーム内容が一致しているからを判定（Ｓ８３）し、（Ｙ）なら瞬時障害検出中を「０」とし（Ｓ８４）瞬時障害対策処理を終了する（障害回復成功）。前記ステップＳ８２で（Ｎ）なら再送回数制限が超過しているかを判定（Ｓ８５）し、（Ｙ）なら継続障害検出中を「１」とし（Ｓ８７）を行って処理を終了し、ステップＳ８５で（Ｎ）の判定なら再送回数処理を「＋１」にしてステップＳ８１から処理を再び始める。
【００４１】
前記ステップＳ８３で（Ｎ）なら子局からの障害検出信号があるかを判定（Ｓ８８）し、（Ｎ）ならステップＳ８１へ、（Ｙ）なら同一内容で規定回数であるかを判定（Ｓ８９）し、（Ｎ）ならステップＳ８１へ、（Ｙ）ならステップＳ８７へ進む。
【００４３】
図１３は、継続障害対策処理フローチャートで、ステップＳ９１は分割部移動処理で、この分割部移動処理の詳細は、図２２に示すように、ステップＳ７１で親左より障害部隣接左子局へ端末移行指令処理を行なった後、親左回線正常化をモード報告要求で確認処理（Ｓ７２）をする。確認が取れたなら親左は親右に連絡する（Ｓ７３）。
【００４４】
次に、親右より端末子局へ端末移行指令処理をする（Ｓ７４）。また、親右より障害部隣接右子局へ端末移行指令処理を行なう（Ｓ７５）。この処理の後、親右回線の正常化をモード報告要求で確認する（Ｓ７６）。そして、継続障害検出処理および暫定運用処理を行なって（Ｓ７７）処理を終了する。この処理の結果、図１３に示すステップＳ９２で継続障害検出中を「０」とし、暫定運用中を「１」とする。
【００４５】
図１４は、子局における親局探索方式のフローチャートで、ステップＳ１０１は受信フレームが自局宛であるかを判定し、（Ｙ）なら受信フレームが障害探索用であるかを判定（Ｓ１０２）し、（Ｎ）なら端末／中継、端末時主系指定かを判定（Ｓ１０３）する。この判定の結果（Ｎ）なら端末時代行送信要求かを判定（Ｓ１０４）し、（Ｎ）なら情報要求受信したかを判定（Ｓ１０５）し、この判定で（Ｎ）なら子局連絡受信をしたかを判定（Ｓ１０６）した後、（Ｎ）なら確認連絡受信したかを判定（Ｓ１０７）して、その他の処理（Ｓ１０８）を行ってステップＳ１０１に戻る。
【００４６】
なお、ステップＳ１０２からＳ１０７までの各判定部で（Ｙ）と判定されたなら、それぞれステップＳ１０９〜Ｓ１１４までの処理を行ってステップＳ１０１に処理が戻る。また、ステップＳ１０１〜Ｓ１０４までとステップＳ１０９〜Ｓ１１１までは主系と従系の両系処理で、その他は主系である親局連絡担当側処理である。
【００４７】
図１５は、子局における子局探索方式のフローチャートで、ステップＳ１２１はフレーム受信したかを判定し、（Ｙ）ならステップＳ１２２で当該フレーム自局宛かを判定する。ステップＳ１２２の判定結果が（Ｙ）ならステップＳ１２３で当該フレームは障害検出用かを判定する。この判定で（Ｎ）なら端末／中継、端末時主系指定であるかを判定（Ｓ１２４）し、以下図１４のステップＳ１０５〜Ｓ１０８までと同様な処理を行う。
【００４８】
ステップＳ１２９はステップＳ１２１で（Ｎ）と判定されたときに一定時間経過したかを判定し、（Ｎ）ならステップＳ１２１に戻り、（Ｙ）ならステップＳ１３２の障害探索送信を行ってステップＳ１２１に処理が戻る。前記ステップＳ１２２で判定が（Ｎ）ならステップＳ１３０の判定を行って、（Ｎ）ならステップＳ１２１に戻り、（Ｙ）ならステップＳ１３２の処理を行う。
【００４９】
ステップＳ１２３の判定で（Ｙ）なら障害情報更新処理（Ｓ１３１）を行い、ステップＳ１２４の判定で（Ｙ）なら端末／中継指定受信か、端末時主系指定受信処理（Ｓ１３３）を行って処理がステップＳ１２１に戻る。なお、ステップＳ１２５〜Ｓ１２７の処理は図１４と同様に処理される。
【００５０】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明によれば、ＳＤＬＣ方式を使用した遠方監視制御において、回線障害時の対処を簡易化し、障害部の検出時間を早め、回線障害時連絡中断時間を短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】正常時の回線構成図。
【図２】検討対象障害パタン説明図。
【図３】回線障害発生時の状態を示す説明図。
【図４】暫定運用中の状態を示す説明図。
【図５】この発明の実施の形態を示す回線構成図。
【図６】子局探索方式の瞬時障害の動作を説明するＳＤＬＣ方式のタイムチャート。
【図７】子局探索方式の継続障害の動作を説明するＳＤＬＣ方式のタイムチャート。
【図８】子局探索方式の親左側の動作を説明するＳＤＬＣ方式のタイムチャート。
【図９】子局探索方式の親右側の動作を説明するＳＤＬＣ方式のタイムチャート。
【図１０】子局探索方式の継続障害回復の動作を説明するＳＤＬＣ方式のタイムチャート。
【図１１】子局探索方式の分割部正常化の動作を説明するＳＤＬＣ方式のタイムチャート。
【図１２】子局探索方式の障害回復処理フローチャート。
【図１３】子局探索方式の継続障害対策処理フローチャート。
【図１４】子局における親局探索方式のフローチャート。
【図１５】子局における子局探索方式のフローチャート。
【図１６】ポーリング方式における３群構成の概略構成図。
【図１７】トークンリング方式における３群構成の概略構成図。
【図１８】ポーリング方式における回線障害対応の概略構成図。
【図１９】トークンリング方式における回線障害対応の概略構成図。
【図２０】ポーリング方式における回線障害対応の概略構成図。
【図２１】トークンリング方式における回線障害対応の概略構成図。
【図２２】親局探索方式の分割部移動処理フローチャート。
【符号の説明】
ＭＬ…親局左
ＭＲ…親局右
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３……子局
この発明は、伝送回線がループ状の遠方監視制御システムにおいて、ＳＤＬＣ（Synchronous Data Link Control）方式を使用した遠方監視制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
伝送回線がループ状の遠方監視制御方式には、現在ポーリング方式とトークンリング方式の２つの伝送制御方式が使用されている。ポーリング方式は親局から順番に子局を呼んで（ポーリングして）データを収集するもので、トークンリング方式は発言許可信号（トークン）をループ内に巡回させ、連絡信号発生局はそのトークン到着時発信するものである。
【０００３】
上記ポーリング方式とトークンリング方式にはそれぞれ特徴がある。ここで、両方式の相違点を図により述べるに、図１６、図１７は親局が３組すなわち３組のループ回線３群の場合の回線構成と信号の流れ示すポーリング方式とトークンリング方式の概略構成図である。Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３は親局、Ｓ１1〜Ｓｎ3は子局で、図１６のポーリング方式の場合には親局Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３において、主系Ｍ１S，Ｍ２S，Ｍ３Sから図示矢印方向に子局Ｓ１1〜Ｓｎ3を、順番にポーリングして状態変化のある子局は自分がポーリングされたとき、親局に連絡する。なお、Ｍ１J，Ｍ２J，Ｍ３Jは、主系Ｍ１S，Ｍ２S，Ｍ３Sの障害時に代行する従系である。このため、ポーリング方式の場合には、１群８子局であればポーリング信号がループ回線を最大８巡する時間が連絡開始待ち時間になる。すなわち、１子局しか状態変化がない場合は最大７回無駄なポーリングを行う。
【０００４】
図１７のトークンリング方式の場合にはループ回線毎に親局と子局にトークンを巡回させるようにしたもので、トークン信号がループ回線を巡回しているとき、状態変化のある子局はトークン信号到着時に親局へ連絡する。従って、連絡開始待ち時間は最大でもループ１巡時間で良い。
【０００５】
上記のことから、連絡開始待ち時間の点ではトークンリング方式の方が良い。しかし、多数の子局で状態変化が生じた場合は無駄なポーリングが少なくなり差は少なくなる。回線障害時の対応には図１８、図２０および図１９，図２１Ａ，Ｂに示すようにしている。図１８、図１９は２群の子局Ｓ１2とＳ２2間で障害（図示×印）が発生したときの回線構成をポーリング方式とトークンリング方式についてそれぞれ示し、図２０、図２１は親局Ｍ１，Ｍ３に障害が発生したときの回線構成をポーリング方式とトークンリング方式についてそれぞれ示したものである。
【０００６】
図１６、図１７、図２１に示すように、ここでは便宜上“トークンリング方式”と称しているが、一般のトークンリング方式とは２点の共通点と１点の相異点がある。
【０００７】
第１の共通点は前述の発言許可信号（トークン）を巡回させること、
第２の共通点は回線障害に隣接する局（親局、子局双方）が回線構成を変化させ、障害部を除去する（図１７→図１９の子局Ｓ１2，Ｓ２2、図２１のＳ１1，Ｓｎ3）。これをループバックと呼ぶ。
【０００８】
相異点は子局の所属移動である。図１７→図１９において、子局Ｓ１2は親局Ｍ２→親局Ｍ１へ、図１７→図２１において、子局Ｓ１1〜Ｓｎ1とＳ１3〜Ｓｎ3が全て親局Ｍ２に所属移動している。
【０００９】
両方式における回線障害時の連絡中断時間においては、ポーリング方式では回線構成の変更は不要であり、連絡中断は発生しない。しかし、トークンリング方式では回線構成の変更が必要であり、この変更期間中に連絡中断が発生する。この結果、回線障害時の連絡中断時間の点ではポーリング方式の方が良い。しかし、回線障害の発生頻度は少ない。なお、近年、ポーリング方式には、伝送効率の良いＨＤＬＣ（High Level Data Link Control)方式が採用されるようになって来ている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ループ状の遠方監視制御方式では、ポーリング方式とトークンリング方式の２つの伝送制御方式が使用されている。これら両方式には一長一短があるが、トークンリング方式では回線障害時連絡中断時間が長くなり、かつ回線障害時の対処が複雑となる欠点がある。また、ポーリング方式には、親局における回線入出力部が多くなるとともに、非該当局への無駄なポーリングがあるため、伝送効率が悪くなる問題がある。
【００１１】
ループ回線において更に伝送効率の良い方式に、公知の“ＳＤＬＣ方式”がある。ＳＤＬＣ方式は、親局からの情報要求信号を受信した各子局は、送信情報があればそれぞれ順に送信できる。従って、ループ内の全子局の情報を、ループ１巡で親局に連絡できる。前述のポーリング方式やトークン方式は、１子局毎に連絡情報を巡回するのに比較すれば大差がある。しかし、ＳＤＬＣ方式は回線が正常の場合は良いが、回線障害が発生した場合、信号の巡回機能が失われるため、回線障害対策が複雑になり、遠方監視制御装置として適用困難であった。
【００１２】
この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、伝送効率を最良とするとともに、回線障害時の対処を容易とし、しかも回線障害時連絡中断時間の短縮化を図った遠方監視制御システムを提供することを課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の課題を達成するために、第１親局にループ回線で接続された第１子局群と、第２親局にループ回線で接続された第２子局群とを有し、
回線障害発生時には、回線障害発生がある子局の部位で前記第１子局群あるいは第２子局群のループ回線を切替えて、第１子局群の１部の子局を第２子局群に、あるいは第２子局群の１部の子局を第１子局群に回線障害が回復するまで接続して暫定運用するように構成した遠方監視制御システムにおいて、
前記回線障害が瞬時か継続かの判定のため、第１あるいは第２親局から通常連絡信号を第１、第２子局群に繰り返し送信し、一定時間以上その信号を受信しない子局は、当該回線に障害探索信号を繰り返し送信し、当該回線の上流からの障害探索信号を受信した子局は、障害探索信号送信条件の消滅により、障害探索信号の送信を停止し、前記障害探索信号が第１あるいは第２親局に着信した回数が予め定めた回数に達したときに、回線の継続障害の発生と継続障害部位とを認識することを特徴とするものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下この発明の実施の形態を図面に基づいて説明するに当たり、まず、ＳＤＬＣ方式を採用した遠方監視制御における障害部検出方式について述べる。図１は正常時の回線構成図で、図１において、ＭＬは第１親局（図示左側の親局）、ＭＲは第２親局（図示右側の親局）、Ｓ１，Ｓ２，〜，Ｓ３，Ｓ１０は子局である。第１、第２親局ＭＬ，ＭＲと各子局Ｓ１，〜，Ｓ１０は伝送回線に接続されていて、これら伝送回線は１系回線Ｌ１，Ｌ３および２系回線Ｌ２，Ｌ４から構成され、各回線は図示しないがそれぞれ一対の伝送回線から構成されている。
【００１５】
各子局の白丸部は、中継機能（受信信号をそのまま送信する）を主とする。；従系
各子局の黒丸部は、中継機能と親局との連絡機能を主とする。；主系
なお、子１〜４、子６〜１０を中継局、子５を端末局と称する。
【００１６】
図１のように構成された回線構成図において、次の図２に示すような４つの回線障害（図中×印で示した箇所が障害）パタンを対象障害とする。図２（１）ケース１は、下り１系回線Ｌ１の単一障害の場合における対象障害であり、図２（２）ケース２は、上り２系回線の単一障害の場合における対象障害であり、図２（３）ケース３は、上下同一回線区間の障害の場合における対象障害であり、図２（４）ケース４は、上下異区間回線障害の場合における対象障害である。
【００１７】
図２の各回線障害が発生すると親局からの情報要求信号が障害部（×印部）で絶たれるため、図３のようになる（太線部は信号到達範囲を示す）。すなわち、親子間の連絡機能は失われる。親子間の連絡機能を回復するには、各回線障害に応じて図４のようにし、回線障害が回復するまで“暫定運用”を行う。なお、図４の点線部は回線障害の回復を検出するための信号である。この回線構成の切替においては以下の条件を充足しなければならない。
【００１８】
第１の条件は、ケース１、２、３の場合は、図４のように、全子局の監視制御（親局との連絡機能）が可能であること、
第２の条件は、回線障害発生時、図３→図４の移行時間（親子の連絡機能中断時間）を短縮すること、
第３の条件は、回線障害回復時、図４→図１の移行時間（親子の連絡機能中断時間）を短縮すること、
第４の条件は、回線障害の回復を早く知ること、（暫定運用は図４の右側のように子局数が多く連絡所要時間が長くなるため、しかし連絡中断ではない。）
第５の条件は、子局を極力単純化すること、（子局は無人のため、障害発生時修復時間大）である。
【００１９】
第２の条件である“図３→図４”の内訳は両図から以下である。まず、障害が瞬時障害でなく、継続性のものであることを検出する。（瞬時障害は自然回復）次に、その障害部位を検出する。その次に、障害部位をループ回線から除外すること。（障害部の隣接左右子局を端末局に移行させること）最後に、その結果親局から孤立した子局を新しい親局へ移動させること。（従来の端末局を中継局に移行させること）中心は障害部位の検出である。
【００２０】
上記障害を探索して障害部を検出する時間を極力早くする点では、子局探索方式が良く、回線障害回復検出時間の点でも、子局探索方式が良い。
【００２１】
図３ａ〜ｄのままでは障害部を判定できないから図３ａ〜ｄの障害発生時から図４ａ〜ｄの暫定運用中になるまでの移行時間を早くして、障害部の検出時間を早めるため、この発明の実施の形態では、幾つかの障害部検出方式を以下説明する。この障害部検出方式には、中継←→端末移行時間、探索回数、探索の単純性、子局の単純性、ＳＤＬＣ方式との整合性、連絡中断時間などを考慮して親局探索方式か子局探索方式かを決定する。
【００２２】
以下この発明の実施の形態である子局探索方式（テスト（障害探索）信号注入方式）について述べる。図５（Ａ）〜（Ｃ）は図３ａのケース１の場合におけるもので、図５（Ａ）において、障害発生時には、親局ＭＬから通常連絡は中断する。この中断は図５（Ｂ）において、瞬時障害か継続障害かの判定のため、親局ＭＬから通常連絡を繰り返し、子局の受信無し側は“一定時間以上受信信号無し”でテスト（障害探索）信号を繰り返し注入する。この障害探索信号の注入方式もＳＤＬＣ方式では無い（ＳＤＬＣ方式は受信信号の後尾に付加送信信号を付加する）。図５（Ｃ）で更に親局ＭＬからは通常連絡の繰り返しを行う。一方、子局Ｓ３の１系以外は上記からの障害探索信号を受信し障害探索信号注入条件の消滅により、障害探索信号注入を停止する。子局Ｓ３の１系注入障害探索信号が親局ＭＬに着信する。この状態で子局Ｓ３の１系のみの障害探索信号が規定回数着信で、継続障害の発生と継続障害部位とを検出する。
【００２３】
図５（Ｄ）〜（Ｆ）は図３ｂ〜ｄのケース２〜４の場合におけるもので、上記図５（Ａ）〜（Ｃ）はケース１と同様に処理された結果で、障害部検出時の状態を以下に述べる。
【００２４】
図５（Ｄ）はケース２（上り２系回線単一障害）の場合で、この場合には、子局Ｓ２の２系のテスト信号の着信から障害部を検出する。
【００２５】
図５（Ｅ）はケース３（上下同一区間障害）の場合で、この場合も子局Ｓ２の２系のテスト信号の着信から障害部を検出する。
【００２６】
図５（Ｆ）はケース４（上下異区間障害）の場合で、この場合は子局Ｓ３の２系のテスト信号の着信から障害部を検出する。なお、子局Ｓ３の２系のテスト信号には子局Ｓ２の１系受信異常（子局Ｓ２の１系のテスト信号より）を含む。
【００２７】
図５（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）の場合、“テスト信号発信子局番号”とその１系か２系により継続障害部位を検出できる。しかし、図５（Ｆ）の場合はその方法では“子局Ｓ３←→子局Ｓ４”と判定されてします。図４ｄからも継続障害部位は“子局Ｓ１←→子局Ｓ４間”と判定しなければならない。子局Ｓ３は、１系で子局Ｓ２の１系発信のテストを受信しているから、２系のテスト信号に“子局Ｓ２の１系受信異常”を付加できる。これにより親左ＭＬは子局Ｓ１を端末に移行させれば良い。
【００２８】
次に図５の回線構成図における子局探索方式の動作を図６に示すＳＤＬＣ方式のタイムチャートに基づいて述べる。なお、図６のタイムチャートにおいて、符号１、２は１系回線、２系回線を、親左は第１親局を、親右は第２親局を、子１〜５は子局を意味し、子局数は５個とした。
【００２９】
図６は回線瞬時障害におけるタイムチャートにより子局探索方式の瞬時障害のタイムチャートについて述べる。
【００３０】
図６のケース２の場合において、情報要求Ａ１を全子局に送信すると、親左と子１の間の１系回線で情報要求フレームに障害があるため、全子局の応答がない。このとき、図中四角形で囲んだ部分の処理を行って次回の情報要求が正常なら瞬時障害は回復したとして平常復帰する。
【００３１】
図７〜図９までは継続障害の場合におけるタイムチャートで、このタイムチャートは障害部位検出から分割部が移動し、平常動作までのもので、図７の（１）は情報要求Ａ１を送信しているとき、継続障害が子１と子２との１系回線で発生したときには、応答は正常である。次の情報要求Ａ１は図７（２）のように子１→子２の１系回線障害で中断される。以後、親左から繰り返し情報要求Ａ１を送信する。すると子２の１系、子３の１系、子２の２系、子１の２系、親左は受信信号無し状態となる。“受信信号無し状態が一定時間以上続いたこと”を条件に、子局は当該系の回線に障害探索信号を送信する。
【００３２】
図中、子２は１系回線に、子３は１系回線に、子２は２系回線におよび子１は２系回線にそれぞれ障害探索信号の送信を開始する。子２の１系回線以外は上流からの探索信号受信により、障害探索信号の送信を停止する。そして、障害部直近下流部のみ障害探索信号を送信する。障害探索信号に“子２の１系回線発信”の情報を含めれば、親左はこの信号のみが一定回数以上受信したことにより（１回のみでは最初は子１の２系送信信号である）障害部位を含めて継続障害を検出する。
【００３３】
図８の（１）で上記図７の（２）より子２の１系回線に障害探索信号を送信し、子１と子２の間の障害を検出する。次に図８の（２）の分割部移動処理のため、親左側から子１端末移行指令を出し、子１の確認応答Ｃ３を見る。子１の端末局移行により、障害探索信号は図示のように折り返す。その後、モード報告要求Ｂ４を送信し、その応答Ｄ１を確認する。確認後、親左側は平常時動作になり、親左側は親右側に連絡する。以後は親右側の分割部移動図９の動作になる。
【００３４】
図９は、分割部移動親右側のタイムチャートで、子２の１系回線からの障害探索信号が子３に向けて送信されるとともに、親右側から子３中継移行指令Ｂ３が送信される。この指令で子３の確認応答Ｃ３が親右側に返送されてくる。
一方、子３の中継移行により子２の１系回線から障害探索信号が親右に向けて送信される。
【００３５】
また、親右から子２の端末移行指令Ｂ３が送信され、その子２の確認応答Ｃ３が親右に伝送されてくる。子２の端末移行により、子１の１系回線障害探索信号は子１へ伝送される。上記の端末移行が終了すれば、親右からモード報告要求Ｂ４を送信し、各子局からモード報告応答Ｄ１があることにより、以後は親右側も平常時動作になる。
【００３６】
図１０、図１１は、継続障害回復におけるタイムチャートで、暫定運用から継続障害回復検出し、分割部正常化までのもので、図１０の（１）は暫定運用のタイムチャートである。親左から情報要求Ａ１を送信し、子１からの無し応答Ｃ２を受けている。一方、親右からも情報要求Ａ１を送信し、その応答を受けている。なお、子１と子２間には子２、１系回線の障害探索信号が出されている。子１の２系でこの探索信号を受信し、端末局状態なので受信信号を折り返し子２の１系回線へ中継している。しかし、子１→子２回線の障害が継続中は子２へは戻らない。
この信号が出されている途中で継続障害が回復すると、子２、１系回線の障害探索信号１巡で継続障害回復を子２が検出する。（図１０の（２）継続障害回復）この障害回復を親右に、子２は情報要求Ａ１の応答に付して伝送する。
【００３７】
図１１のタイムチャートは親右がこのことを親左に連絡し、分割部正常化を行うもので、親左では子１の中継移行指令Ｂ３を送信し、親右では子３端末移行指令Ｂ３を送信する。親左では子１の確認応答Ｃ３を受信し、親右では子３の確認応答Ｃ３を受信する。この間に子１は端末から中継になり、子３は中継から端末になる。
【００３８】
なお、子２は端末のまま、モード報告要求Ｂ４を親左と親右から送信し、その応答Ｄ１を受信すると、以後は親右側は平常時動作になり、親右から親左に連絡がなされる。一方、親左では子２の中継移行指令Ｂ３が送信され、子２の確認応答Ｃ３がある。この間に子２は端末から中継になり、親左からモード報告要求Ｂ４が送信され、各子局から応答Ｄ１を得ることにより、親左側も平常時動作になる。
【００３９】
上記タイムチャートのように子局探索方式は処理されるが、そのときの処理フローチャートを次に示す。
【００４０】
図１２は障害回復処理フローチャートで、ステップＳ８１で前回送信内容を再送信し、フレームが受信されたかを判定（Ｓ８２）する。判定の結果、（Ｙ）ならフレーム内容が一致しているからを判定（Ｓ８３）し、（Ｙ）なら瞬時障害検出中を「０」とし（Ｓ８４）瞬時障害対策処理を終了する（障害回復成功）。前記ステップＳ８２で（Ｎ）なら再送回数制限が超過しているかを判定（Ｓ８５）し、（Ｙ）なら継続障害検出中を「１」とし（Ｓ８７）を行って処理を終了し、ステップＳ８５で（Ｎ）の判定なら再送回数処理を「＋１」にしてステップＳ８１から処理を再び始める。
【００４１】
前記ステップＳ８３で（Ｎ）なら子局からの障害検出信号があるかを判定（Ｓ８８）し、（Ｎ）ならステップＳ８１へ、（Ｙ）なら同一内容で規定回数であるかを判定（Ｓ８９）し、（Ｎ）ならステップＳ８１へ、（Ｙ）ならステップＳ８７へ進む。
【００４３】
図１３は、継続障害対策処理フローチャートで、ステップＳ９１は分割部移動処理で、この分割部移動処理の詳細は、図２２に示すように、ステップＳ７１で親左より障害部隣接左子局へ端末移行指令処理を行なった後、親左回線正常化をモード報告要求で確認処理（Ｓ７２）をする。確認が取れたなら親左は親右に連絡する（Ｓ７３）。
【００４４】
次に、親右より端末子局へ端末移行指令処理をする（Ｓ７４）。また、親右より障害部隣接右子局へ端末移行指令処理を行なう（Ｓ７５）。この処理の後、親右回線の正常化をモード報告要求で確認する（Ｓ７６）。そして、継続障害検出処理および暫定運用処理を行なって（Ｓ７７）処理を終了する。この処理の結果、図１３に示すステップＳ９２で継続障害検出中を「０」とし、暫定運用中を「１」とする。
【００４５】
図１４は、子局における親局探索方式のフローチャートで、ステップＳ１０１は受信フレームが自局宛であるかを判定し、（Ｙ）なら受信フレームが障害探索用であるかを判定（Ｓ１０２）し、（Ｎ）なら端末／中継、端末時主系指定かを判定（Ｓ１０３）する。この判定の結果（Ｎ）なら端末時代行送信要求かを判定（Ｓ１０４）し、（Ｎ）なら情報要求受信したかを判定（Ｓ１０５）し、この判定で（Ｎ）なら子局連絡受信をしたかを判定（Ｓ１０６）した後、（Ｎ）なら確認連絡受信したかを判定（Ｓ１０７）して、その他の処理（Ｓ１０８）を行ってステップＳ１０１に戻る。
【００４６】
なお、ステップＳ１０２からＳ１０７までの各判定部で（Ｙ）と判定されたなら、それぞれステップＳ１０９〜Ｓ１１４までの処理を行ってステップＳ１０１に処理が戻る。また、ステップＳ１０１〜Ｓ１０４までとステップＳ１０９〜Ｓ１１１までは主系と従系の両系処理で、その他は主系である親局連絡担当側処理である。
【００４７】
図１５は、子局における子局探索方式のフローチャートで、ステップＳ１２１はフレーム受信したかを判定し、（Ｙ）ならステップＳ１２２で当該フレーム自局宛かを判定する。ステップＳ１２２の判定結果が（Ｙ）ならステップＳ１２３で当該フレームは障害検出用かを判定する。この判定で（Ｎ）なら端末／中継、端末時主系指定であるかを判定（Ｓ１２４）し、以下図１４のステップＳ１０５〜Ｓ１０８までと同様な処理を行う。
【００４８】
ステップＳ１２９はステップＳ１２１で（Ｎ）と判定されたときに一定時間経過したかを判定し、（Ｎ）ならステップＳ１２１に戻り、（Ｙ）ならステップＳ１３２の障害探索送信を行ってステップＳ１２１に処理が戻る。前記ステップＳ１２２で判定が（Ｎ）ならステップＳ１３０の判定を行って、（Ｎ）ならステップＳ１２１に戻り、（Ｙ）ならステップＳ１３２の処理を行う。
【００４９】
ステップＳ１２３の判定で（Ｙ）なら障害情報更新処理（Ｓ１３１）を行い、ステップＳ１２４の判定で（Ｙ）なら端末／中継指定受信か、端末時主系指定受信処理（Ｓ１３３）を行って処理がステップＳ１２１に戻る。なお、ステップＳ１２５〜Ｓ１２７の処理は図１４と同様に処理される。
【００５０】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明によれば、ＳＤＬＣ方式を使用した遠方監視制御において、回線障害時の対処を簡易化し、障害部の検出時間を早め、回線障害時連絡中断時間を短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】正常時の回線構成図。
【図２】検討対象障害パタン説明図。
【図３】回線障害発生時の状態を示す説明図。
【図４】暫定運用中の状態を示す説明図。
【図５】この発明の実施の形態を示す回線構成図。
【図６】子局探索方式の瞬時障害の動作を説明するＳＤＬＣ方式のタイムチャート。
【図７】子局探索方式の継続障害の動作を説明するＳＤＬＣ方式のタイムチャート。
【図８】子局探索方式の親左側の動作を説明するＳＤＬＣ方式のタイムチャート。
【図９】子局探索方式の親右側の動作を説明するＳＤＬＣ方式のタイムチャート。
【図１０】子局探索方式の継続障害回復の動作を説明するＳＤＬＣ方式のタイムチャート。
【図１１】子局探索方式の分割部正常化の動作を説明するＳＤＬＣ方式のタイムチャート。
【図１２】子局探索方式の障害回復処理フローチャート。
【図１３】子局探索方式の継続障害対策処理フローチャート。
【図１４】子局における親局探索方式のフローチャート。
【図１５】子局における子局探索方式のフローチャート。
【図１６】ポーリング方式における３群構成の概略構成図。
【図１７】トークンリング方式における３群構成の概略構成図。
【図１８】ポーリング方式における回線障害対応の概略構成図。
【図１９】トークンリング方式における回線障害対応の概略構成図。
【図２０】ポーリング方式における回線障害対応の概略構成図。
【図２１】トークンリング方式における回線障害対応の概略構成図。
【図２２】親局探索方式の分割部移動処理フローチャート。
【符号の説明】
ＭＬ…親局左
ＭＲ…親局右
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３……子局
Claims (1)
- 第１親局にループ回線で接続された第１子局群と、第２親局にループ回線で接続された第２子局群とを有し、
回線障害発生時には、回線障害発生がある子局の部位で前記第１子局群あるいは第２子局群のループ回線を切替えて、第１子局群の１部の子局を第２子局群に、あるいは第２子局群の１部の子局を第１子局群に回線障害が回復するまで接続して暫定運用するように構成した遠方監視制御システムにおいて、
前記回線障害が瞬時か継続かの判定のため、第１あるいは第２親局から通常連絡信号を第１、第２子局群に繰り返し送信し、
一定時間以上その信号を受信しない子局は、当該回線に障害探索信号を繰り返し送信し、当該回線の上流からの障害探索信号を受信した子局は、障害探索信号送信条件の消滅により、障害探索信号の送信を停止し、前記障害探索信号が第１あるいは第２親局に着信した回数が予め定めた回数に達したときに、回線の継続障害の発生と継続障害部位とを認識することを特徴とする遠方監視制御システム。
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