JP3884674B2 - 時刻監視装置および方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、時刻監視装置および方法に関し、特に所定の基準信号を計時して時刻情報を得る時計装置について、その時刻ずれを監視する時刻監視装置および方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の時刻監視装置では、一般に、その構成として周波数監視システムの適用が考えられる。例えば、ＧＰＳのような非常に高精度な周波数信号を連続して発信する装置を監視用周波数発生源として用い、監視対象となる周波数信号とを比較して周波数誤差を求めることにより時刻監視を実現することができる。また、監視対象となる周波数信号により計時される時刻と、外部周波数発生源が計時する時刻との差を観測することにより時刻監視を実現することもできる。さらに他の方法として、ＧＰＳ受信機やＴＶチューナを内蔵した高精度な周波数カウンタを用いて周波数監視を実施することにより時刻監視を実現することも考えられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
近年、デジタル同期網を利用した時計装置の開発が進んでおり、このようなデジタル同期網のデジタル回線を用いれば、複数の時計装置を同時に複数箇所へ分散配置することが可能となる。
このデジタル回線は、時計装置の設置場所が異なれば、異なる中継装置や配線状態で接続される。このため、時計装置ごとに時刻監視を実施する必要がある。
【０００４】
しかし、多数分散配置された時計装置の時刻を監視する際、前述の従来技術を用いると、時計装置の数だけのＧＰＳ受信機や周波数カウンタといった計測装置類を用意し、かつアンテナ設置工事や定期的な校正の実施が必要となるため、膨大なコストや作業負担が必要とされるという問題点があった。
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、アンテナ設置工事や定期的な校正を必要とせず、設置が容易な周波数発生源あるいはオンボード上に搭載可能な周波数発生源を利用して時刻を監視でき、時計装置を多数箇所に容易に分散配置可能とする時刻監視装置および方法を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明にかかる時刻監視装置は、所定の基準信号を計時して時刻情報を得る時計装置の時刻ずれを監視する時刻監視装置であって、基準信号により計時した第１の時刻と、基準信号とは異なる監視用信号により計時した第２の時刻との時刻差を所定の計測期間ごとに複数計測し、各計測期間ごとに時刻差の変化傾向を示す傾き計測値を算出する傾度計測部と、この傾度計測部で算出された各傾き計測値を統計処理することにより、傾度計測部からの新たな傾き計測値に対する監視範囲を決定する傾度判定部と、この傾度判定部で決定された監視範囲と傾度計測部で算出された新たな傾き計測値とを比較することにより時刻ずれを監視する傾度監視部とを備えるものである。
【０００６】
傾き計測値を算出する際、傾度計測部では、計測期間に得られた各時刻差から最小２乗法により回帰直線の傾きを算出し、その傾きを傾き計測値として出力するようにしてもよい。
監視範囲に基づき新たな傾き計測値を監視する際、傾度監視部では、傾度計測部で算出された新たな傾き計測値のうち、監視範囲を外れたものの個数が所定の最大エラー判定数を越えた場合には、時刻ずれ発生と判断してアラーム信号を送信し、傾度判定部では、傾度監視部での時刻ずれ発生判断に応じて、傾度計測部で新たに算出された各傾き計測値を統計処理することにより、新たな監視範囲を再決定するようにしてもよい。
【０００７】
監視範囲を算出する際、傾度判定部では、傾度計測部から得られた各傾き計測値のうち、その最大値と最小値とを選択し、これら最大値と最小値との差が所定の最大最小傾度許容幅と等しい場合には、これら最大値から最小値までの最大最小範囲をそれぞれ所定マージン分だけ最大値側および最小値側へ拡張したものを監視範囲として算出するようにしてもよい。
【０００８】
監視範囲を算出する際、傾度判定部では、傾度計測部から得られた各傾き計測値のうち、その最大値と最小値とを選択するとともに、これら最大値および最小値を示す傾き計測値の個数を計数し、これら最大値と最小値との差が所定の最大最小傾度許容幅より小さい場合には、最大値から最小値までの最大最小範囲を、それぞれの個数を重みとして最大値側および最小値側へ相当分ずつ拡張し、その最大最小範囲が最大最小傾度許容幅となった時点での最大最小範囲を監視範囲として算出するようにしてもよい。
【０００９】
第１の時刻として、デジタル通信網の回線信号から得られた周波数信号を基準信号として用いて時計装置で計時された時刻を用い、第２の時刻として、デジタル通信網の回線信号から得られた周波数信号以外の周波数信号を監視用信号として用いて計時された時刻を用いてもよい。
あるいは、第２の時刻として、デジタル通信網の回線信号から得られた周波数信号を監視用信号として用いて計時された時刻を用い、第１の時刻として、デジタル通信網の回線信号から得られた周波数信号以外の周波数信号を基準信号として用いて時計装置で計時された時刻を用いてもよい。
【００１０】
また、本発明にかかる時刻監視方法は、所定の基準信号を計時して時刻情報を得る時計装置の時刻ずれを監視する時刻監視装置で用いられる時刻監視方法であって、基準信号により計時した第１の時刻と、基準信号とは異なる監視用信号により計時した第２の時刻との時刻差を所定の計測期間ごとに複数計測し、各計測期間ごとに時刻差の変化傾向を示す傾き計測値を算出し、各傾き計測値を統計処理することにより、新たな傾き計測値に対する監視範囲を決定し、監視範囲と新たな傾き計測値とを比較することにより時刻ずれを監視するようにしたものである。
【００１１】
傾き計測値を算出する際、計測期間に得られた各時刻差から最小２乗法により回帰直線の傾きを算出し、その傾きを傾き計測値として出力するようにしてもよい。
監視範囲に基づき新たな傾き計測値を監視する際、新たな傾き計測値のうち、監視範囲を外れたものの個数が所定の最大エラー判定数を越えた場合には、時刻ずれ発生と判断してアラーム信号を送信し、時刻ずれ発生判断に応じて、新たに算出された各傾き計測値を統計処理することにより、新たな監視範囲を再決定するようにしてもよい。
【００１２】
監視範囲を算出する際、各傾き計測値のうち、その最大値と最小値とを選択し、これら最大値と最小値との差が所定の最大最小傾度許容幅と等しい場合には、これら最大値から最小値までの最大最小範囲をそれぞれ所定マージン分だけ最大値側および最小値側へ拡張したものを監視範囲として算出するようにしてもよい。
【００１３】
監視範囲を算出する際、各傾き計測値のうち、その最大値と最小値とを選択するとともに、これら最大値および最小値を示す傾き計測値の個数を計数し、これら最大値と最小値との差が所定の最大最小傾度許容幅より小さい場合には、最大値から最小値までの最大最小範囲を、それぞれの個数を重みとして最大値側および最小値側へ相当分ずつ拡張し、その最大最小範囲が最大最小傾度許容幅となった時点での最大最小範囲を監視範囲として算出するようにしてもよい。
【００１４】
第１の時刻として、デジタル通信網の回線信号から得られた周波数信号を基準信号として用いて時計装置で計時された時刻を用い、第２の時刻として、デジタル通信網の回線信号から得られた周波数信号以外の周波数信号を監視用信号として用いて計時された時刻を用いるようにしてもよい。
あるいは、第２の時刻として、デジタル通信網の回線信号から得られた周波数信号を監視用信号として用いて計時された時刻を用い、第１の時刻として、デジタル通信網の回線信号から得られた周波数信号以外の周波数信号を基準信号として用いて時計装置で計時された時刻を用いるようにしてもよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施の形態にかかる時刻監視装置の構成を示すブロック図である。
この時刻監視装置１０は、傾度計測部１、傾度判定部２および傾度監視部３から構成されており、所定の基準信号を計時して時刻情報を得る時計装置（図示せず）の内部または外部に配置される。
傾度計測部１は、当該時刻監視装置１０の外部において基準信号により計時された時刻Ｔａ（第１の時刻）と、同じく監視用信号により計時された時刻Ｔｂ（第２の時刻）とを取り込んで、これら両時刻の時刻差を所定の計測期間ごとに複数計測し、これら時刻差から得られた回帰直線の傾きを各計測期間ごとに傾き計測値Ｓｌとして出力する。
【００１６】
傾度判定部２は、傾度計測部１で測定された複数個の傾き計測値Ｓｌの大小を判定し、その最大傾きＡｍａｘと最小傾きＡｍｉｎを選択して出力する。この傾度判定部２には、複数個の傾き測定値Ｓｌからなる傾度テーブル２２を作成する傾度テーブル作成手段２１と、その傾度テーブル２２に基づき最大傾きＡｍａｘと最小傾きＡｍｉｎを選択して出力する傾度決定手段２３とが設けられている。傾度監視部３は、傾度計測部１から傾き測定値Ｓｌを受け取るごとに、傾度判定部２からの最大傾きＡｍａｘおよび最小傾きＡｍｉｎと比較してその範囲内に位置するか否かを監視し、範囲を脱した際にアラーム信号を送信する。
【００１７】
次に、図２〜図６を参照して、本実施の形態にかかる時刻監視装置の動作について説明する。図２は本実施の形態にかかる時刻監視装置全体の動作例を示す説明図、図３は傾度計測部での傾度測定処理を示すフローチャートである。図４は傾度判定部の傾度テーブル作成手段での傾度テーブル作成処理を示すフローチャートである。図５は傾度判定部の傾度決定手段での傾度決定処理を示すフローチャートである。図６は傾度監視部での傾度監視処理を示すフローチャートである。
【００１８】
本実施の形態にかかる時刻監視装置は、動作状態として、傾度判定状態と傾度監視状態の２つの状態を持つ。傾度判定状態では、傾度監視部３が動作せず、傾度計測部１と傾度判定部２のみが動作して傾度判定を行う。一方、傾度監視状態においては、傾度判定部２が動作せず、傾度計測部１と傾度監視部３のみが動作して傾度監視を行う。
図２の動作例では、まず時刻Ｔ０から傾度判定を開始し、傾度計測部１で計測された複数の傾き計測値Ｓｌを傾度判定部２で統計処理して、傾度監視で用いる監視範囲Ａｍａｘ，Ａｍｉｎを決定する。
【００１９】
これに応じて、傾度監視部３では、時刻Ｔ１から傾度監視を開始する。ここでは、傾度判定部２で決定された監視範囲Ａｍａｘ，Ａｍｉｎを用いて、傾度計測部１で計測された傾き計測値Ｓｌの傾度監視を行う。
この傾度監視において、時刻Ｔ２から傾き計測値Ｓｌが監視範囲Ａｍａｘ，Ａｍｉｎの範囲外となった場合、その範囲外となったＳｌの個数が最大エラー判定数Ｅｍａｘを超過した時点すなわち時刻Ｔ３にエラー発生と判断し、アラーム信号ＡＳを出力して報知するとともに傾度判定状態へ移行し、時刻Ｔ３から再び傾度判定を開始する。
【００２０】
そして、前述した時刻Ｔ０〜Ｔ１と同様にして、傾度計測部１で計測された複数の傾き計測値Ｓｌを傾度判定部２で統計処理し、傾度監視で用いる新たな監視範囲Ａｍａｘ，Ａｍｉｎを決定する。
傾度監視部３では、その新たな監視範囲Ａｍａｘ，Ａｍｉｎを用いて、時刻Ｔ１から傾度監視を再開する。
【００２１】
このように、基準信号により計時した時刻と、監視用信号により計時した時刻との時刻差を所定の計測期間ごとに複数計測するとともに、各計測期間ごとに時刻差の変化傾向すなわち傾き計測値Ｓｌを算出して、これら複数の傾き計測値を統計処理してこの傾き計測値に対する監視範囲Ａｍａｘ，Ａｍｉｎを決定し、その監視範囲Ａｍａｘ，Ａｍｉｎに基づき、新たに得られた傾き計測値Ｓｌを監視するようにしたので、例えばアンテナ設置工事や定期的な校正を必要とせずに設置が容易な周波数発生源やオンボード上に搭載可能な周波数発生源など、短期間に比較して長期間で十分な精度が得られる周波数発生源があれば、高精度なＧＰＳ受信機や周波数カウンタを必要とすることなく、時刻装置の時刻監視を実現できる。
【００２２】
また、新たに得られた傾き計測値Ｓｌのうち監視範囲外となった個数が所定の最大エラー判定数を越えた場合には、時刻ずれ発生と判断してアラーム信号を送信し、上記と同様にして新たな監視範囲Ａｍａｘ，Ａｍｉｎを再決定するようにしたので、時刻装置や時刻監視装置さらには周辺環境に大きな変化が生じた場合でも、その変化に対して自動的に追従することができ、長期間にわたり安定して時刻監視を行うことができるとともに、保守作業を大幅に削減できる。
【００２３】
なお、時刻Ｔａを計時するための基準信号や、時刻Ｔｂを計時するための監視用信号については、基準信号として用いる周波数信号とは異なる周波数信号を監視用信号として用いればよく、それぞれ各種の周波数信号を用いた組み合わせが可能である。
例えば、時刻装置が接続されているデジタル通信網の回線信号から得られる周波数信号を基準信号として用いた場合、監視用信号としては、当該時刻管理装置外部の外部周波数発生源で発生させた周波数信号や、当該時刻管理装置に内蔵したオンボードの内蔵周波数発生源で発生させた周波数信号を用いればよく、またその逆の組み合わせでもよい。もちろん、デジタル通信網の回線信号から得られる周波数信号を用いず、基準信号および監視用信号として、それぞれ別個の周波数発生源で発生させた周波数信号を用いてもよい。
【００２４】
また、以上の説明では、便宜上、基準信号を用いて時計装置で計時された時刻を時刻Ｔａとし、監視用信号を用いて計時された時刻を時刻Ｔｂとしているが、これら時刻Ｔａ，Ｔｂを入れ替えることも可能である。すなわち基準信号を用いて時計装置で計時された時刻を時刻Ｔｂとし、監視用信号を用いて計時された時刻を時刻Ｔａとしても、上記と同様の作用効果が得られる。
なお、時刻Ｔｂの計時については、時刻監視装置１０の外部で計時されたものを取り込んでもよく、時刻監視装置１０の内部に設けた計時回路で計時されたものを用いてもよい。
【００２５】
次に、時刻管理装置の各部での処理について詳細に説明する。
以下では、デジタル通信網に接続した時計装置の時刻監視を行う場合を例として説明する。また、時間情報の単位はすべて秒として説明を行う。
【００２６】
傾度計測部１では、傾度判定状態およひ傾度監視状態の両方で、図２の傾度測定処理を実行する。まず、予め与えられている最大時刻差計数Ｄｍａｘ分だけ、時刻データが読み込まれたか否かを示すフラグｆｌａｇを初期化（＝０）するとともに、時刻データの読み込み数ｎを初期化（＝０）する（ステップ１００）。次に、基準信号により計時した時刻Ｔａと、監視用信号により計時した時刻Ｔｂとを読み込み（ステップ１０１）、算出時刻として用いるＴａと関連づけて、時刻差Ｔａ−Ｔｂを配列Ｔｄｉｆｆへ格納する（ステップ１０２）。そして、Ｔａ，Ｔｂ，Ｔａ−Ｔｂをログファイルへ保存して処理履歴をとるとともに（ステップ１０３）、読み込み数ｎを１つ加算する（ステップ１０４）。
【００２７】
ここで、予め与えられたＤｍａｘと読み込み数ｎとを比較し、ｎ＞Ｄｍａｘの場合にのみ（ステップ１０５：ＹＥＳ）、ｎを初期化（＝０）するとともに、ｆｌａｇをセットする（ステップ１０６）。
その後、ｆｌａｇがセットされているかどうかチェックし、ｆｌａｇがセットされており、Ｔａ，Ｔｂの読み込み数ＮがＤｍａｘを越えた場合にのみ（ステップ１０７：ＹＥＳ）、最小２乗法を用いてすべてのＴｄｉｆｆから回帰直線を求め、その直線の傾きを傾き計測値Ｓｌとして算出し（ステップ１０８）、傾度判定部２および傾度監視部３へ傾き計測値Ｓｌを出力する（ステップ１０９）。
【００２８】
次に、計測待機時間ＷＴを算出し（ステップ１１０）、そのＷＴ間だけ待機した後（ステップ１１１）、ステップ１０１へ移行して上記ステップ１０１〜１１１を繰り返し実行する。
なお、ＷＴについては、予め与えられた時間情報ＷＴａｖｅ，ＷＴｍｉｎ，ＷＴｍａｘ（但し、ＷＴｍｉｎ＜ＷＴａｖｅ＜ＷＴｍａｘ）を用いて、ＷＴａｖｅを平均値とするような一様分布にしたがって算出し、かつＷＴｍｉｎ≦ＷＴ≦ＷＴｍａｘを満たすものを測定待機時間として用いる。
【００２９】
このように、傾度計測部１において、計測期間に得られた各時刻差について最小２乗法により回帰直線の傾きを算出し、その傾きを傾き計測値Ｓｌとして出力するようにしたので、時刻Ｔａ，Ｔｂの時刻差の変化傾向を正確に表す傾き計測値Ｓｌを容易に得ることができる。
【００３０】
次に、傾度判定状態における傾度判定部２の傾度テーブル作成手段２１および傾度決定手段２３について説明する。
傾度テーブル２２は、傾度計測部１から受け取った各傾き測定値Ｓｌをその値ごとに仕分けし、同一傾き測定値の個数を管理するためのデータ配列である。傾度テーブル２２では、その配列の要素としてＤＮ個の傾度データを設け、各傾度データで傾き計測値とその個数とを管理している。以下では、ｍ番目（但し、０≦ｍ＜ＤＮの整数）の傾度データをＳｌｏｐｅＤａｔａ（ｍ）と表現し、その傾度データに格納されている傾き測定値をＳｌｏｐｅＤａｔａ（ｍ→Ｓｌｏｐｅ）と表現するとともに、その傾き測定値と同一値を示す傾き測定値Ｓｌの個数をＳｌｏｐｅＤａｔａ（ｍ→ｃｏｕｎｔ）と表現する。
【００３１】
傾度判定状態において、傾度テーブル作成手段２１では、図３に示すような傾度テーブル作成処理を実行する。
まず、傾度テーブル２２の傾度データ数ｍを初期化（＝０）し（ステップ１２０）、傾度計測部１から傾き計測値Ｓｌを受信する（ステップ１２１）。
ここで、受け取った傾き計数値Ｓｌが最初のデータであり、傾度データ数ｍが０を示す場合（ステップ１２２：ＹＥＳ）、傾度テーブルに傾度データＳｌｏｐｅＤａｔａ（０）を作成する（ステップ１２３）。そして、そのＳｌｏｐｅＤａｔａ（０）へ傾き測定値Ｓｌと個数（＝１）を格納し（ステップ１２４）、ステップ１２１へ戻って次の傾き測定値Ｓｌの受信待ちへ移行する。
【００３２】
また、受け取った傾き計数値Ｓｌが最初のデータではなく、傾度データ数ｍがゼロでない場合（ステップ１２２：ＮＯ）、各傾きデータを参照して、受信した傾き計測値Ｓｌと同一値の傾度データＳｌｏｐｅＤａｔａ（ｘ）が存在するか否か判断する（ステップ１３０）。ここで、同一値の傾度データが存在する場合（ステップ１３０：ＹＥＳ）、その傾度データの個数を１増加する（ステップ１３１）。
そして、各傾度データのうち、その個数が予め与えられている最大計測個数Ｃｍａｘを越えるものが存在するか否か判断し（ステップ１３２）、存在しない場合は（ステップ１３２：ＮＯ）、ステップ１２１へ戻って次の傾き測定値Ｓｌの受信待ちへ移行し、存在する場合は（ステップ１３２：ＹＥＳ）、これら傾度データからなる傾度テーブルを傾度決定手段２３へ送信し（ステップ１３３）、一連の傾度テーブル作成処理を終了する。
【００３３】
ステップ１３０において、受信した傾き計測値Ｓｌと同一値の傾度データＳｌｏｐｅＤａｔａ（ｘ）が存在しない場合（ステップ１３０：ＮＯ）、傾度テーブルに傾度データＳｌｏｐｅＤａｔａ（ｘ）を作成する（ステップ１４０）。そして、そのＳｌｏｐｅＤａｔａ（ｘ）へ傾き測定値Ｓｌと個数（＝１）を格納し（ステップ１４１）、傾度データ数ｍを１増加する（ステップ１４２）。
ここで、傾度データ数ｍがＤＮ個に達していない場合には（ステップ１４３：ＮＯ）、ステップ１２１へ戻って次の傾き測定値Ｓｌの受信待ちへ移行する。また、ＤＮ個に達している場合には（ステップ１４３：ＹＥＳ）、すべての傾度データを消去するとともに、傾度データ数ｍを初期化（＝０）した後（ステップ１４４）、ステップ１２１へ戻って次の傾き測定値Ｓｌの受信待ちへ移行する。
【００３４】
一方、傾度判定状態において、傾度判定部２の傾度決定手段２３では、図４に示すような傾度決定処理を実行する。
まず、傾度テーブル作成手段２１から傾度テーブル２２を受け取り（ステップ１５０）、傾き計測値が最大となる傾度データＳｌｏｐｅＤａｔａ（ｘ１）を検索するとともに（ステップ１５１）、傾き計測値が最小となる傾度データＳｌｏｐｅＤａｔａ（ｘ２）を検索し（ステップ１５２）、それぞれの傾き計測値をＳｌａｍｘおよびＳｌｍｉｎへ格納する（ステップ１５３）。
【００３５】
そして、ＳｌｍａｘとＳｌｍｉｎの差分（最大最小範囲）と、予め与えられた最大最小傾度許容幅ＳＷとを比較し（ステップ１５４）、その差分がＳＷより大きい場合には（ステップ１５４：ＹＥＳ）、傾度テーブル２２のすべての傾度データを消去し（ステップ１５５）、一連の傾度決定処理を終了し、新たな傾度テーブルの作成処理へ移行する。
また、ＳｌｍａｘとＳｌｍｉｎの差分がＳＷ以内であり（ステップ１５４：ＮＯ）、差分がＳＷと等しい場合には（ステップ１６０：ＹＥＳ）、最大傾きＡｍａｘとしてＳｌｍａｘ＋ｋを設定し、最小傾きＡｍｉｎとしてＳｌｍｉｎ−ｋを設定する（ステップ１６１）。ここで、ｋは傾度監視時におけるマージンを示し、０以上の一定値を用いる。そして、Ａｍａｘ，Ａｍｉｎを傾度監視部３に送信し（ステップ１６２）、一連の傾度決定処理を終了し、傾度監視状態へ遷移する。
【００３６】
一方、ステップ１６０において、差分がＳＷより小さい場合には（ステップ１６０：ＮＯ）、傾度データｘ１の個数ＳｌｏｐｅＤａｔａ（ｘ１→ｃｏｕｎｔ）を変数Ｎ１へ格納するとともに、傾度データｘ２の個数ＳｌｏｐｅＤａｔａ（ｘ２→ｃｏｕｎｔ）を変数Ｎ２へ格納し（ステップ１７０）、最大傾きＡｍａｘにＳｌｍａｘを設定するとともに、最小傾きＡｍｉｎにＳｌｍｉｎを設定する（ステップ１７１）。
そして、ＡｍａｘとＡｍｉｎの差分とＳＷとを比較し、差分がＳＷ以上の場合は（ステップ１７２：ＹＥＳ）、ステップ１６２へ移行する。
【００３７】
また、この差分がＳＷより小さい場合は（ステップ１７２：ＮＯ）、Ｎ１＞Ｎ２のとき（ステップ１７３：ＹＥＳ）、Ａｍａｘにｋを加算するとともに、Ｎ１から１を減算し（ステップ１７４）、ステップ１７２へ戻る。またＮ１＜Ｎ２のとき（ステップ１７５：ＮＯ）、Ａｍｉｎからｋを減算するとともに、Ｎ２から１を減算し（ステップ１７６）、ステップ１７２へ戻る。さらに、Ｎ１＝Ｎ２のとき（ステップ１７５：ＹＥＳ）、Ａｍａｘにｋを加算するとともにＡｍｉｎからｋを減算し（ステップ１７７）、ステップ１７２へ戻る。
【００３８】
このように、監視範囲Ａｍａｘ，Ａｍｉｎを算出する際、傾度計測部１で得られた各傾き計測値Ｓｌのうち、その最大値Ｓｌｍａｘと最小値Ｓｌｍｉｎとを選択し、これら最大値と最小値との差が所定の最大最小傾度許容幅ＳＷと等しい場合には、これら最大値から最小値までの最大最小範囲をそれぞれ所定マージンｋ分だけ拡張したものを監視範囲として算出するようにしたので（ステップ１６１）、当初の最大最小傾度許容幅ＳＷと等しい監視範囲が得られた場合でも、ある程度の許容幅を与えることができ、安定した時刻監視を実現できる。
【００３９】
また、監視範囲を算出する際、傾度計測部１で得られた各傾き計測値Ｓｌのうち、その最大値Ｓｌｍａｘと最小値Ｓｌｍｉｎとを選択するとともに、これら最大値および最小値を示す傾き計測値の個数Ｎ１，Ｎ２を計数し、これら最大値と最小値との差が所定の最大最小傾度許容幅ＳＷより小さい場合には、最大値から最小値までの最大最小範囲を、それぞれの個数を重みとして最大値側または最小値側へ拡張し、その最大最小範囲が最大最小傾度許容幅となった時点での最大最小範囲を監視範囲として算出するようにしたので（ステップ１７０〜１７７）、監視範囲の中心が最大値Ｓｌｍａｘと最小値Ｓｌｍｉｎの中央値に近い位置となるよう設定でき、最大値Ｓｌｍａｘと最小値Ｓｌｍｉｎの発生分布に対応した適切な監視範囲を決定できる。
【００４０】
次に、傾度計測状態における傾度監視部３では、図５の傾度監視処理において、まず傾度判定部２からＡｍａｘ，Ａｍｉｎを受信し（ステップ１８０）、アラーム出力要否の判定に用いる異常判定数ｅｒｒを初期化（＝０）する（ステップ１８１）。そして、デジタル通信網の回線状態が正常でない場合（ステップ１８２：ＮＯ）、所定のアラーム信号を送信した後（ステップ１８３）、回線状態が回復するまで待機し（ステップ１８４）、回復した後、一連の傾度決定処理を終了する。その後、時刻監視装置は傾度測定状態へ遷移する。
なお、回線状態は、当該時刻監視装置とは別個あるいは当該装置内部に設けた一般的な回線監視装置で、回線信号の有無などに基づき検出すればよい。
【００４１】
一方、回線状態の正常が確認された場合（ステップ１８２：ＹＥＳ）、傾度計測部１から新たな傾き計測値Ｓｌを受信する（ステップ１９０）。ここで、そのＳｌがＡｍａｘとＡｍｉｎの範囲に含まれない場合には（ステップ１９１：ＮＯ）、ＴａとＴｂの時刻差が基準より大きいことから異常発生と判断して、異常判定数ｅｒｒが予め設定されている最大エラー判定数Ｅｍａｘより小さい場合（ステップ１９２：ＹＥＳ）、そのｅｒｒを１増やし（ステップ１９３）、ステップ１８２へへ戻り、次のＳｌについて監視処理を行う。
【００４２】
また、ｅｒｒがＥｍａｘに達した場合（ステップ１９２：ＮＯ）、所定のアーム信号ＡＳを送信し（ステップ１９４）、一連の傾度決定処理を終了する。その後、時刻監視装置は傾度測定状態へ遷移する。
なお、ステップ１９１において、ＳｌがＡｍａｘとＡｍｉｎの範囲に含まれる場合（ステップ１９１：ＹＥＳ）、ｅｒｒを初期化（＝０）した後（ステップ１９５）、ステップ１８２へ戻り、次のＳｌについて監視処理を行う。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、基準信号により計時した第１の時刻と、基準信号とは異なる監視用信号により計時した第２の時刻との時刻差を所定の計測期間ごとに複数計測し、各計測期間ごとに時刻差の変化傾向を示す傾き計測値を算出し、各傾き計測値を統計処理することにより、新たな傾き計測値に対する監視範囲を決定し、監視範囲と新たな傾き計測値とを比較することにより時刻ずれを監視するようにしたので、アンテナ設置工事や定期的な校正を必要とせず、設置が容易な周波数発生源あるいはオンボード上に搭載可能な周波数発生源を利用して時刻を監視でき、時計装置を多数箇所に容易に分散配置できる。これにより、従来のように、時計装置の数だけのＧＰＳ受信機や周波数カウンタといった計測装置類を用意し、かつアンテナ設置工事や定期的な校正の実施を必要としなくなり、膨大なコストや作業負担が不要となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施の形態にかかる時刻監視装置の構成を示すブロック図である。
【図２】 本実施の形態にかかる時刻監視装置全体の動作例を示す説明図である。
【図３】 傾度計測部での傾度計測処理を示すフローチャートである。
【図４】 傾度テーブル作成手段での傾度テーブル作成処理を示すフローチャートである。
【図５】 傾度決定手段での傾度決定処理を示すフローチャートである。
【図６】 傾度監視部での傾度監視処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０…時刻監視装置、１…傾度計測部、２…傾度判定部、２１…傾度テーブル作成手段、２２…傾度テーブル、２３…傾度決定手段、３…傾度監視部、Ｔａ…基準信号により計時した時刻、Ｔｂ…監視用信号により計時した時刻、Ｓｌ…傾き計測値、Ａｍｉｎ…最小傾き、Ａｍａｘ…最大傾き、ＡＳ…アラーム信号。
【発明の属する技術分野】
本発明は、時刻監視装置および方法に関し、特に所定の基準信号を計時して時刻情報を得る時計装置について、その時刻ずれを監視する時刻監視装置および方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の時刻監視装置では、一般に、その構成として周波数監視システムの適用が考えられる。例えば、ＧＰＳのような非常に高精度な周波数信号を連続して発信する装置を監視用周波数発生源として用い、監視対象となる周波数信号とを比較して周波数誤差を求めることにより時刻監視を実現することができる。また、監視対象となる周波数信号により計時される時刻と、外部周波数発生源が計時する時刻との差を観測することにより時刻監視を実現することもできる。さらに他の方法として、ＧＰＳ受信機やＴＶチューナを内蔵した高精度な周波数カウンタを用いて周波数監視を実施することにより時刻監視を実現することも考えられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
近年、デジタル同期網を利用した時計装置の開発が進んでおり、このようなデジタル同期網のデジタル回線を用いれば、複数の時計装置を同時に複数箇所へ分散配置することが可能となる。
このデジタル回線は、時計装置の設置場所が異なれば、異なる中継装置や配線状態で接続される。このため、時計装置ごとに時刻監視を実施する必要がある。
【０００４】
しかし、多数分散配置された時計装置の時刻を監視する際、前述の従来技術を用いると、時計装置の数だけのＧＰＳ受信機や周波数カウンタといった計測装置類を用意し、かつアンテナ設置工事や定期的な校正の実施が必要となるため、膨大なコストや作業負担が必要とされるという問題点があった。
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、アンテナ設置工事や定期的な校正を必要とせず、設置が容易な周波数発生源あるいはオンボード上に搭載可能な周波数発生源を利用して時刻を監視でき、時計装置を多数箇所に容易に分散配置可能とする時刻監視装置および方法を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明にかかる時刻監視装置は、所定の基準信号を計時して時刻情報を得る時計装置の時刻ずれを監視する時刻監視装置であって、基準信号により計時した第１の時刻と、基準信号とは異なる監視用信号により計時した第２の時刻との時刻差を所定の計測期間ごとに複数計測し、各計測期間ごとに時刻差の変化傾向を示す傾き計測値を算出する傾度計測部と、この傾度計測部で算出された各傾き計測値を統計処理することにより、傾度計測部からの新たな傾き計測値に対する監視範囲を決定する傾度判定部と、この傾度判定部で決定された監視範囲と傾度計測部で算出された新たな傾き計測値とを比較することにより時刻ずれを監視する傾度監視部とを備えるものである。
【０００６】
傾き計測値を算出する際、傾度計測部では、計測期間に得られた各時刻差から最小２乗法により回帰直線の傾きを算出し、その傾きを傾き計測値として出力するようにしてもよい。
監視範囲に基づき新たな傾き計測値を監視する際、傾度監視部では、傾度計測部で算出された新たな傾き計測値のうち、監視範囲を外れたものの個数が所定の最大エラー判定数を越えた場合には、時刻ずれ発生と判断してアラーム信号を送信し、傾度判定部では、傾度監視部での時刻ずれ発生判断に応じて、傾度計測部で新たに算出された各傾き計測値を統計処理することにより、新たな監視範囲を再決定するようにしてもよい。
【０００７】
監視範囲を算出する際、傾度判定部では、傾度計測部から得られた各傾き計測値のうち、その最大値と最小値とを選択し、これら最大値と最小値との差が所定の最大最小傾度許容幅と等しい場合には、これら最大値から最小値までの最大最小範囲をそれぞれ所定マージン分だけ最大値側および最小値側へ拡張したものを監視範囲として算出するようにしてもよい。
【０００８】
監視範囲を算出する際、傾度判定部では、傾度計測部から得られた各傾き計測値のうち、その最大値と最小値とを選択するとともに、これら最大値および最小値を示す傾き計測値の個数を計数し、これら最大値と最小値との差が所定の最大最小傾度許容幅より小さい場合には、最大値から最小値までの最大最小範囲を、それぞれの個数を重みとして最大値側および最小値側へ相当分ずつ拡張し、その最大最小範囲が最大最小傾度許容幅となった時点での最大最小範囲を監視範囲として算出するようにしてもよい。
【０００９】
第１の時刻として、デジタル通信網の回線信号から得られた周波数信号を基準信号として用いて時計装置で計時された時刻を用い、第２の時刻として、デジタル通信網の回線信号から得られた周波数信号以外の周波数信号を監視用信号として用いて計時された時刻を用いてもよい。
あるいは、第２の時刻として、デジタル通信網の回線信号から得られた周波数信号を監視用信号として用いて計時された時刻を用い、第１の時刻として、デジタル通信網の回線信号から得られた周波数信号以外の周波数信号を基準信号として用いて時計装置で計時された時刻を用いてもよい。
【００１０】
また、本発明にかかる時刻監視方法は、所定の基準信号を計時して時刻情報を得る時計装置の時刻ずれを監視する時刻監視装置で用いられる時刻監視方法であって、基準信号により計時した第１の時刻と、基準信号とは異なる監視用信号により計時した第２の時刻との時刻差を所定の計測期間ごとに複数計測し、各計測期間ごとに時刻差の変化傾向を示す傾き計測値を算出し、各傾き計測値を統計処理することにより、新たな傾き計測値に対する監視範囲を決定し、監視範囲と新たな傾き計測値とを比較することにより時刻ずれを監視するようにしたものである。
【００１１】
傾き計測値を算出する際、計測期間に得られた各時刻差から最小２乗法により回帰直線の傾きを算出し、その傾きを傾き計測値として出力するようにしてもよい。
監視範囲に基づき新たな傾き計測値を監視する際、新たな傾き計測値のうち、監視範囲を外れたものの個数が所定の最大エラー判定数を越えた場合には、時刻ずれ発生と判断してアラーム信号を送信し、時刻ずれ発生判断に応じて、新たに算出された各傾き計測値を統計処理することにより、新たな監視範囲を再決定するようにしてもよい。
【００１２】
監視範囲を算出する際、各傾き計測値のうち、その最大値と最小値とを選択し、これら最大値と最小値との差が所定の最大最小傾度許容幅と等しい場合には、これら最大値から最小値までの最大最小範囲をそれぞれ所定マージン分だけ最大値側および最小値側へ拡張したものを監視範囲として算出するようにしてもよい。
【００１３】
監視範囲を算出する際、各傾き計測値のうち、その最大値と最小値とを選択するとともに、これら最大値および最小値を示す傾き計測値の個数を計数し、これら最大値と最小値との差が所定の最大最小傾度許容幅より小さい場合には、最大値から最小値までの最大最小範囲を、それぞれの個数を重みとして最大値側および最小値側へ相当分ずつ拡張し、その最大最小範囲が最大最小傾度許容幅となった時点での最大最小範囲を監視範囲として算出するようにしてもよい。
【００１４】
第１の時刻として、デジタル通信網の回線信号から得られた周波数信号を基準信号として用いて時計装置で計時された時刻を用い、第２の時刻として、デジタル通信網の回線信号から得られた周波数信号以外の周波数信号を監視用信号として用いて計時された時刻を用いるようにしてもよい。
あるいは、第２の時刻として、デジタル通信網の回線信号から得られた周波数信号を監視用信号として用いて計時された時刻を用い、第１の時刻として、デジタル通信網の回線信号から得られた周波数信号以外の周波数信号を基準信号として用いて時計装置で計時された時刻を用いるようにしてもよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施の形態にかかる時刻監視装置の構成を示すブロック図である。
この時刻監視装置１０は、傾度計測部１、傾度判定部２および傾度監視部３から構成されており、所定の基準信号を計時して時刻情報を得る時計装置（図示せず）の内部または外部に配置される。
傾度計測部１は、当該時刻監視装置１０の外部において基準信号により計時された時刻Ｔａ（第１の時刻）と、同じく監視用信号により計時された時刻Ｔｂ（第２の時刻）とを取り込んで、これら両時刻の時刻差を所定の計測期間ごとに複数計測し、これら時刻差から得られた回帰直線の傾きを各計測期間ごとに傾き計測値Ｓｌとして出力する。
【００１６】
傾度判定部２は、傾度計測部１で測定された複数個の傾き計測値Ｓｌの大小を判定し、その最大傾きＡｍａｘと最小傾きＡｍｉｎを選択して出力する。この傾度判定部２には、複数個の傾き測定値Ｓｌからなる傾度テーブル２２を作成する傾度テーブル作成手段２１と、その傾度テーブル２２に基づき最大傾きＡｍａｘと最小傾きＡｍｉｎを選択して出力する傾度決定手段２３とが設けられている。傾度監視部３は、傾度計測部１から傾き測定値Ｓｌを受け取るごとに、傾度判定部２からの最大傾きＡｍａｘおよび最小傾きＡｍｉｎと比較してその範囲内に位置するか否かを監視し、範囲を脱した際にアラーム信号を送信する。
【００１７】
次に、図２〜図６を参照して、本実施の形態にかかる時刻監視装置の動作について説明する。図２は本実施の形態にかかる時刻監視装置全体の動作例を示す説明図、図３は傾度計測部での傾度測定処理を示すフローチャートである。図４は傾度判定部の傾度テーブル作成手段での傾度テーブル作成処理を示すフローチャートである。図５は傾度判定部の傾度決定手段での傾度決定処理を示すフローチャートである。図６は傾度監視部での傾度監視処理を示すフローチャートである。
【００１８】
本実施の形態にかかる時刻監視装置は、動作状態として、傾度判定状態と傾度監視状態の２つの状態を持つ。傾度判定状態では、傾度監視部３が動作せず、傾度計測部１と傾度判定部２のみが動作して傾度判定を行う。一方、傾度監視状態においては、傾度判定部２が動作せず、傾度計測部１と傾度監視部３のみが動作して傾度監視を行う。
図２の動作例では、まず時刻Ｔ０から傾度判定を開始し、傾度計測部１で計測された複数の傾き計測値Ｓｌを傾度判定部２で統計処理して、傾度監視で用いる監視範囲Ａｍａｘ，Ａｍｉｎを決定する。
【００１９】
これに応じて、傾度監視部３では、時刻Ｔ１から傾度監視を開始する。ここでは、傾度判定部２で決定された監視範囲Ａｍａｘ，Ａｍｉｎを用いて、傾度計測部１で計測された傾き計測値Ｓｌの傾度監視を行う。
この傾度監視において、時刻Ｔ２から傾き計測値Ｓｌが監視範囲Ａｍａｘ，Ａｍｉｎの範囲外となった場合、その範囲外となったＳｌの個数が最大エラー判定数Ｅｍａｘを超過した時点すなわち時刻Ｔ３にエラー発生と判断し、アラーム信号ＡＳを出力して報知するとともに傾度判定状態へ移行し、時刻Ｔ３から再び傾度判定を開始する。
【００２０】
そして、前述した時刻Ｔ０〜Ｔ１と同様にして、傾度計測部１で計測された複数の傾き計測値Ｓｌを傾度判定部２で統計処理し、傾度監視で用いる新たな監視範囲Ａｍａｘ，Ａｍｉｎを決定する。
傾度監視部３では、その新たな監視範囲Ａｍａｘ，Ａｍｉｎを用いて、時刻Ｔ１から傾度監視を再開する。
【００２１】
このように、基準信号により計時した時刻と、監視用信号により計時した時刻との時刻差を所定の計測期間ごとに複数計測するとともに、各計測期間ごとに時刻差の変化傾向すなわち傾き計測値Ｓｌを算出して、これら複数の傾き計測値を統計処理してこの傾き計測値に対する監視範囲Ａｍａｘ，Ａｍｉｎを決定し、その監視範囲Ａｍａｘ，Ａｍｉｎに基づき、新たに得られた傾き計測値Ｓｌを監視するようにしたので、例えばアンテナ設置工事や定期的な校正を必要とせずに設置が容易な周波数発生源やオンボード上に搭載可能な周波数発生源など、短期間に比較して長期間で十分な精度が得られる周波数発生源があれば、高精度なＧＰＳ受信機や周波数カウンタを必要とすることなく、時刻装置の時刻監視を実現できる。
【００２２】
また、新たに得られた傾き計測値Ｓｌのうち監視範囲外となった個数が所定の最大エラー判定数を越えた場合には、時刻ずれ発生と判断してアラーム信号を送信し、上記と同様にして新たな監視範囲Ａｍａｘ，Ａｍｉｎを再決定するようにしたので、時刻装置や時刻監視装置さらには周辺環境に大きな変化が生じた場合でも、その変化に対して自動的に追従することができ、長期間にわたり安定して時刻監視を行うことができるとともに、保守作業を大幅に削減できる。
【００２３】
なお、時刻Ｔａを計時するための基準信号や、時刻Ｔｂを計時するための監視用信号については、基準信号として用いる周波数信号とは異なる周波数信号を監視用信号として用いればよく、それぞれ各種の周波数信号を用いた組み合わせが可能である。
例えば、時刻装置が接続されているデジタル通信網の回線信号から得られる周波数信号を基準信号として用いた場合、監視用信号としては、当該時刻管理装置外部の外部周波数発生源で発生させた周波数信号や、当該時刻管理装置に内蔵したオンボードの内蔵周波数発生源で発生させた周波数信号を用いればよく、またその逆の組み合わせでもよい。もちろん、デジタル通信網の回線信号から得られる周波数信号を用いず、基準信号および監視用信号として、それぞれ別個の周波数発生源で発生させた周波数信号を用いてもよい。
【００２４】
また、以上の説明では、便宜上、基準信号を用いて時計装置で計時された時刻を時刻Ｔａとし、監視用信号を用いて計時された時刻を時刻Ｔｂとしているが、これら時刻Ｔａ，Ｔｂを入れ替えることも可能である。すなわち基準信号を用いて時計装置で計時された時刻を時刻Ｔｂとし、監視用信号を用いて計時された時刻を時刻Ｔａとしても、上記と同様の作用効果が得られる。
なお、時刻Ｔｂの計時については、時刻監視装置１０の外部で計時されたものを取り込んでもよく、時刻監視装置１０の内部に設けた計時回路で計時されたものを用いてもよい。
【００２５】
次に、時刻管理装置の各部での処理について詳細に説明する。
以下では、デジタル通信網に接続した時計装置の時刻監視を行う場合を例として説明する。また、時間情報の単位はすべて秒として説明を行う。
【００２６】
傾度計測部１では、傾度判定状態およひ傾度監視状態の両方で、図２の傾度測定処理を実行する。まず、予め与えられている最大時刻差計数Ｄｍａｘ分だけ、時刻データが読み込まれたか否かを示すフラグｆｌａｇを初期化（＝０）するとともに、時刻データの読み込み数ｎを初期化（＝０）する（ステップ１００）。次に、基準信号により計時した時刻Ｔａと、監視用信号により計時した時刻Ｔｂとを読み込み（ステップ１０１）、算出時刻として用いるＴａと関連づけて、時刻差Ｔａ−Ｔｂを配列Ｔｄｉｆｆへ格納する（ステップ１０２）。そして、Ｔａ，Ｔｂ，Ｔａ−Ｔｂをログファイルへ保存して処理履歴をとるとともに（ステップ１０３）、読み込み数ｎを１つ加算する（ステップ１０４）。
【００２７】
ここで、予め与えられたＤｍａｘと読み込み数ｎとを比較し、ｎ＞Ｄｍａｘの場合にのみ（ステップ１０５：ＹＥＳ）、ｎを初期化（＝０）するとともに、ｆｌａｇをセットする（ステップ１０６）。
その後、ｆｌａｇがセットされているかどうかチェックし、ｆｌａｇがセットされており、Ｔａ，Ｔｂの読み込み数ＮがＤｍａｘを越えた場合にのみ（ステップ１０７：ＹＥＳ）、最小２乗法を用いてすべてのＴｄｉｆｆから回帰直線を求め、その直線の傾きを傾き計測値Ｓｌとして算出し（ステップ１０８）、傾度判定部２および傾度監視部３へ傾き計測値Ｓｌを出力する（ステップ１０９）。
【００２８】
次に、計測待機時間ＷＴを算出し（ステップ１１０）、そのＷＴ間だけ待機した後（ステップ１１１）、ステップ１０１へ移行して上記ステップ１０１〜１１１を繰り返し実行する。
なお、ＷＴについては、予め与えられた時間情報ＷＴａｖｅ，ＷＴｍｉｎ，ＷＴｍａｘ（但し、ＷＴｍｉｎ＜ＷＴａｖｅ＜ＷＴｍａｘ）を用いて、ＷＴａｖｅを平均値とするような一様分布にしたがって算出し、かつＷＴｍｉｎ≦ＷＴ≦ＷＴｍａｘを満たすものを測定待機時間として用いる。
【００２９】
このように、傾度計測部１において、計測期間に得られた各時刻差について最小２乗法により回帰直線の傾きを算出し、その傾きを傾き計測値Ｓｌとして出力するようにしたので、時刻Ｔａ，Ｔｂの時刻差の変化傾向を正確に表す傾き計測値Ｓｌを容易に得ることができる。
【００３０】
次に、傾度判定状態における傾度判定部２の傾度テーブル作成手段２１および傾度決定手段２３について説明する。
傾度テーブル２２は、傾度計測部１から受け取った各傾き測定値Ｓｌをその値ごとに仕分けし、同一傾き測定値の個数を管理するためのデータ配列である。傾度テーブル２２では、その配列の要素としてＤＮ個の傾度データを設け、各傾度データで傾き計測値とその個数とを管理している。以下では、ｍ番目（但し、０≦ｍ＜ＤＮの整数）の傾度データをＳｌｏｐｅＤａｔａ（ｍ）と表現し、その傾度データに格納されている傾き測定値をＳｌｏｐｅＤａｔａ（ｍ→Ｓｌｏｐｅ）と表現するとともに、その傾き測定値と同一値を示す傾き測定値Ｓｌの個数をＳｌｏｐｅＤａｔａ（ｍ→ｃｏｕｎｔ）と表現する。
【００３１】
傾度判定状態において、傾度テーブル作成手段２１では、図３に示すような傾度テーブル作成処理を実行する。
まず、傾度テーブル２２の傾度データ数ｍを初期化（＝０）し（ステップ１２０）、傾度計測部１から傾き計測値Ｓｌを受信する（ステップ１２１）。
ここで、受け取った傾き計数値Ｓｌが最初のデータであり、傾度データ数ｍが０を示す場合（ステップ１２２：ＹＥＳ）、傾度テーブルに傾度データＳｌｏｐｅＤａｔａ（０）を作成する（ステップ１２３）。そして、そのＳｌｏｐｅＤａｔａ（０）へ傾き測定値Ｓｌと個数（＝１）を格納し（ステップ１２４）、ステップ１２１へ戻って次の傾き測定値Ｓｌの受信待ちへ移行する。
【００３２】
また、受け取った傾き計数値Ｓｌが最初のデータではなく、傾度データ数ｍがゼロでない場合（ステップ１２２：ＮＯ）、各傾きデータを参照して、受信した傾き計測値Ｓｌと同一値の傾度データＳｌｏｐｅＤａｔａ（ｘ）が存在するか否か判断する（ステップ１３０）。ここで、同一値の傾度データが存在する場合（ステップ１３０：ＹＥＳ）、その傾度データの個数を１増加する（ステップ１３１）。
そして、各傾度データのうち、その個数が予め与えられている最大計測個数Ｃｍａｘを越えるものが存在するか否か判断し（ステップ１３２）、存在しない場合は（ステップ１３２：ＮＯ）、ステップ１２１へ戻って次の傾き測定値Ｓｌの受信待ちへ移行し、存在する場合は（ステップ１３２：ＹＥＳ）、これら傾度データからなる傾度テーブルを傾度決定手段２３へ送信し（ステップ１３３）、一連の傾度テーブル作成処理を終了する。
【００３３】
ステップ１３０において、受信した傾き計測値Ｓｌと同一値の傾度データＳｌｏｐｅＤａｔａ（ｘ）が存在しない場合（ステップ１３０：ＮＯ）、傾度テーブルに傾度データＳｌｏｐｅＤａｔａ（ｘ）を作成する（ステップ１４０）。そして、そのＳｌｏｐｅＤａｔａ（ｘ）へ傾き測定値Ｓｌと個数（＝１）を格納し（ステップ１４１）、傾度データ数ｍを１増加する（ステップ１４２）。
ここで、傾度データ数ｍがＤＮ個に達していない場合には（ステップ１４３：ＮＯ）、ステップ１２１へ戻って次の傾き測定値Ｓｌの受信待ちへ移行する。また、ＤＮ個に達している場合には（ステップ１４３：ＹＥＳ）、すべての傾度データを消去するとともに、傾度データ数ｍを初期化（＝０）した後（ステップ１４４）、ステップ１２１へ戻って次の傾き測定値Ｓｌの受信待ちへ移行する。
【００３４】
一方、傾度判定状態において、傾度判定部２の傾度決定手段２３では、図４に示すような傾度決定処理を実行する。
まず、傾度テーブル作成手段２１から傾度テーブル２２を受け取り（ステップ１５０）、傾き計測値が最大となる傾度データＳｌｏｐｅＤａｔａ（ｘ１）を検索するとともに（ステップ１５１）、傾き計測値が最小となる傾度データＳｌｏｐｅＤａｔａ（ｘ２）を検索し（ステップ１５２）、それぞれの傾き計測値をＳｌａｍｘおよびＳｌｍｉｎへ格納する（ステップ１５３）。
【００３５】
そして、ＳｌｍａｘとＳｌｍｉｎの差分（最大最小範囲）と、予め与えられた最大最小傾度許容幅ＳＷとを比較し（ステップ１５４）、その差分がＳＷより大きい場合には（ステップ１５４：ＹＥＳ）、傾度テーブル２２のすべての傾度データを消去し（ステップ１５５）、一連の傾度決定処理を終了し、新たな傾度テーブルの作成処理へ移行する。
また、ＳｌｍａｘとＳｌｍｉｎの差分がＳＷ以内であり（ステップ１５４：ＮＯ）、差分がＳＷと等しい場合には（ステップ１６０：ＹＥＳ）、最大傾きＡｍａｘとしてＳｌｍａｘ＋ｋを設定し、最小傾きＡｍｉｎとしてＳｌｍｉｎ−ｋを設定する（ステップ１６１）。ここで、ｋは傾度監視時におけるマージンを示し、０以上の一定値を用いる。そして、Ａｍａｘ，Ａｍｉｎを傾度監視部３に送信し（ステップ１６２）、一連の傾度決定処理を終了し、傾度監視状態へ遷移する。
【００３６】
一方、ステップ１６０において、差分がＳＷより小さい場合には（ステップ１６０：ＮＯ）、傾度データｘ１の個数ＳｌｏｐｅＤａｔａ（ｘ１→ｃｏｕｎｔ）を変数Ｎ１へ格納するとともに、傾度データｘ２の個数ＳｌｏｐｅＤａｔａ（ｘ２→ｃｏｕｎｔ）を変数Ｎ２へ格納し（ステップ１７０）、最大傾きＡｍａｘにＳｌｍａｘを設定するとともに、最小傾きＡｍｉｎにＳｌｍｉｎを設定する（ステップ１７１）。
そして、ＡｍａｘとＡｍｉｎの差分とＳＷとを比較し、差分がＳＷ以上の場合は（ステップ１７２：ＹＥＳ）、ステップ１６２へ移行する。
【００３７】
また、この差分がＳＷより小さい場合は（ステップ１７２：ＮＯ）、Ｎ１＞Ｎ２のとき（ステップ１７３：ＹＥＳ）、Ａｍａｘにｋを加算するとともに、Ｎ１から１を減算し（ステップ１７４）、ステップ１７２へ戻る。またＮ１＜Ｎ２のとき（ステップ１７５：ＮＯ）、Ａｍｉｎからｋを減算するとともに、Ｎ２から１を減算し（ステップ１７６）、ステップ１７２へ戻る。さらに、Ｎ１＝Ｎ２のとき（ステップ１７５：ＹＥＳ）、Ａｍａｘにｋを加算するとともにＡｍｉｎからｋを減算し（ステップ１７７）、ステップ１７２へ戻る。
【００３８】
このように、監視範囲Ａｍａｘ，Ａｍｉｎを算出する際、傾度計測部１で得られた各傾き計測値Ｓｌのうち、その最大値Ｓｌｍａｘと最小値Ｓｌｍｉｎとを選択し、これら最大値と最小値との差が所定の最大最小傾度許容幅ＳＷと等しい場合には、これら最大値から最小値までの最大最小範囲をそれぞれ所定マージンｋ分だけ拡張したものを監視範囲として算出するようにしたので（ステップ１６１）、当初の最大最小傾度許容幅ＳＷと等しい監視範囲が得られた場合でも、ある程度の許容幅を与えることができ、安定した時刻監視を実現できる。
【００３９】
また、監視範囲を算出する際、傾度計測部１で得られた各傾き計測値Ｓｌのうち、その最大値Ｓｌｍａｘと最小値Ｓｌｍｉｎとを選択するとともに、これら最大値および最小値を示す傾き計測値の個数Ｎ１，Ｎ２を計数し、これら最大値と最小値との差が所定の最大最小傾度許容幅ＳＷより小さい場合には、最大値から最小値までの最大最小範囲を、それぞれの個数を重みとして最大値側または最小値側へ拡張し、その最大最小範囲が最大最小傾度許容幅となった時点での最大最小範囲を監視範囲として算出するようにしたので（ステップ１７０〜１７７）、監視範囲の中心が最大値Ｓｌｍａｘと最小値Ｓｌｍｉｎの中央値に近い位置となるよう設定でき、最大値Ｓｌｍａｘと最小値Ｓｌｍｉｎの発生分布に対応した適切な監視範囲を決定できる。
【００４０】
次に、傾度計測状態における傾度監視部３では、図５の傾度監視処理において、まず傾度判定部２からＡｍａｘ，Ａｍｉｎを受信し（ステップ１８０）、アラーム出力要否の判定に用いる異常判定数ｅｒｒを初期化（＝０）する（ステップ１８１）。そして、デジタル通信網の回線状態が正常でない場合（ステップ１８２：ＮＯ）、所定のアラーム信号を送信した後（ステップ１８３）、回線状態が回復するまで待機し（ステップ１８４）、回復した後、一連の傾度決定処理を終了する。その後、時刻監視装置は傾度測定状態へ遷移する。
なお、回線状態は、当該時刻監視装置とは別個あるいは当該装置内部に設けた一般的な回線監視装置で、回線信号の有無などに基づき検出すればよい。
【００４１】
一方、回線状態の正常が確認された場合（ステップ１８２：ＹＥＳ）、傾度計測部１から新たな傾き計測値Ｓｌを受信する（ステップ１９０）。ここで、そのＳｌがＡｍａｘとＡｍｉｎの範囲に含まれない場合には（ステップ１９１：ＮＯ）、ＴａとＴｂの時刻差が基準より大きいことから異常発生と判断して、異常判定数ｅｒｒが予め設定されている最大エラー判定数Ｅｍａｘより小さい場合（ステップ１９２：ＹＥＳ）、そのｅｒｒを１増やし（ステップ１９３）、ステップ１８２へへ戻り、次のＳｌについて監視処理を行う。
【００４２】
また、ｅｒｒがＥｍａｘに達した場合（ステップ１９２：ＮＯ）、所定のアーム信号ＡＳを送信し（ステップ１９４）、一連の傾度決定処理を終了する。その後、時刻監視装置は傾度測定状態へ遷移する。
なお、ステップ１９１において、ＳｌがＡｍａｘとＡｍｉｎの範囲に含まれる場合（ステップ１９１：ＹＥＳ）、ｅｒｒを初期化（＝０）した後（ステップ１９５）、ステップ１８２へ戻り、次のＳｌについて監視処理を行う。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、基準信号により計時した第１の時刻と、基準信号とは異なる監視用信号により計時した第２の時刻との時刻差を所定の計測期間ごとに複数計測し、各計測期間ごとに時刻差の変化傾向を示す傾き計測値を算出し、各傾き計測値を統計処理することにより、新たな傾き計測値に対する監視範囲を決定し、監視範囲と新たな傾き計測値とを比較することにより時刻ずれを監視するようにしたので、アンテナ設置工事や定期的な校正を必要とせず、設置が容易な周波数発生源あるいはオンボード上に搭載可能な周波数発生源を利用して時刻を監視でき、時計装置を多数箇所に容易に分散配置できる。これにより、従来のように、時計装置の数だけのＧＰＳ受信機や周波数カウンタといった計測装置類を用意し、かつアンテナ設置工事や定期的な校正の実施を必要としなくなり、膨大なコストや作業負担が不要となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施の形態にかかる時刻監視装置の構成を示すブロック図である。
【図２】 本実施の形態にかかる時刻監視装置全体の動作例を示す説明図である。
【図３】 傾度計測部での傾度計測処理を示すフローチャートである。
【図４】 傾度テーブル作成手段での傾度テーブル作成処理を示すフローチャートである。
【図５】 傾度決定手段での傾度決定処理を示すフローチャートである。
【図６】 傾度監視部での傾度監視処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０…時刻監視装置、１…傾度計測部、２…傾度判定部、２１…傾度テーブル作成手段、２２…傾度テーブル、２３…傾度決定手段、３…傾度監視部、Ｔａ…基準信号により計時した時刻、Ｔｂ…監視用信号により計時した時刻、Ｓｌ…傾き計測値、Ａｍｉｎ…最小傾き、Ａｍａｘ…最大傾き、ＡＳ…アラーム信号。
Claims (14)
- 所定の基準信号を計時して時刻情報を得る時計装置の時刻ずれを監視する時刻監視装置であって、
前記基準信号により計時した第１の時刻と、前記基準信号とは異なる監視用信号により計時した第２の時刻との時刻差を所定の計測期間ごとに複数計測し、各計測期間ごとに前記時刻差の変化傾向を示す傾き計測値を算出する傾度計測部と、
この傾度計測部で算出された各傾き計測値を統計処理することにより、前記傾度計測部からの新たな傾き計測値に対する監視範囲を決定する傾度判定部と、
この傾度判定部で決定された監視範囲と前記傾度計測部で算出された新たな傾き計測値とを比較することにより前記時刻ずれを監視する傾度監視部とを備えることを特徴とする時刻監視装置。 - 請求項１記載の時刻監視装置において
前記傾度計測部は、前記計測期間に得られた各時刻差から最小２乗法により回帰直線の傾きを算出し、その傾きを前記傾き計測値として出力することを特徴とする時刻監視装置。 - 請求項１記載の時刻監視装置において
前記傾度監視部は、前記傾度計測部で算出された新たな傾き計測値のうち、前記監視範囲を外れたものの個数が所定の最大エラー判定数を越えた場合には、時刻ずれ発生と判断してアラーム信号を送信し、
前記傾度判定部は、前記傾度監視部での時刻ずれ発生判断に応じて、前記傾度計測部で新たに算出された各傾き計測値を統計処理することにより、新たな監視範囲を再決定することを特徴とする時刻監視装置。 - 請求項１記載の時刻監視装置において
前記傾度判定部は、前記傾度計測部から得られた各傾き計測値のうち、その最大値と最小値とを選択し、これら最大値と最小値との差が所定の最大最小傾度許容幅と等しい場合には、これら最大値から最小値までの最大最小範囲をそれぞれ所定マージン分だけ最大値側および最小値側へ拡張したものを前記監視範囲として算出することを特徴とする時刻監視装置。 - 請求項１記載の時刻監視装置において
前記傾度判定部は、前記傾度計測部から得られた各傾き計測値のうち、その最大値と最小値とを選択するとともに、これら最大値および最小値を示す傾き計測値の個数を計数し、これら最大値と最小値との差が所定の最大最小傾度許容幅より小さい場合には、最大値から最小値までの最大最小範囲を、それぞれの個数を重みとして最大値側および最小値側へ相当分ずつ拡張し、その最大最小範囲が前記最大最小傾度許容幅となった時点での最大最小範囲を前記監視範囲として算出することを特徴とする時刻監視装置。 - 請求項１記載の時刻監視装置において
前記第１の時刻として、デジタル通信網の回線信号から得られた周波数信号を前記基準信号として用いて前記時計装置で計時された時刻を用い、
前記第２の時刻として、デジタル通信網の回線信号から得られた周波数信号以外の周波数信号を前記監視用信号として用いて計時された時刻を用いることを特徴とする時刻監視装置。 - 請求項１記載の時刻監視装置において
前記第２の時刻として、デジタル通信網の回線信号から得られた周波数信号を前記監視用信号として用いて計時された時刻を用い、
前記第１の時刻として、デジタル通信網の回線信号から得られた周波数信号以外の周波数信号を前記基準信号として用いて前記時計装置で計時された時刻を用いることを特徴とする時刻監視装置。 - 所定の基準信号を計時して時刻情報を得る時計装置の時刻ずれを監視する時刻監視装置で用いられる時刻監視方法であって、
前記基準信号により計時した第１の時刻と、前記基準信号とは異なる監視用信号により計時した第２の時刻との時刻差を所定の計測期間ごとに複数計測し、各計測期間ごとに前記時刻差の変化傾向を示す傾き計測値を算出し、
前記各傾き計測値を統計処理することにより、新たな傾き計測値に対する監視範囲を決定し、
前記監視範囲と新たな傾き計測値とを比較することにより前記時刻ずれを監視することを特徴とする時刻監視方法。 - 請求項８記載の時刻監視方法において
傾き計測値を算出する際、前記計測期間に得られた各時刻差から最小２乗法により回帰直線の傾きを算出し、その傾きを前記傾き計測値として出力することを特徴とする時刻監視方法。 - 請求項８記載の時刻監視方法において
前記監視範囲に基づき新たな傾き計測値を監視する際、新たな傾き計測値のうち、前記監視範囲を外れたものの個数が所定の最大エラー判定数を越えた場合には、時刻ずれ発生と判断してアラーム信号を送信し、
前記時刻ずれ発生判断に応じて、新たに算出された各傾き計測値を統計処理することにより、新たな監視範囲を再決定することを特徴とする時刻監視方法。 - 請求項８記載の時刻監視方法において
前記監視範囲を算出する際、前記各傾き計測値のうち、その最大値と最小値とを選択し、これら最大値と最小値との差が所定の最大最小傾度許容幅と等しい場合には、これら最大値から最小値までの最大最小範囲をそれぞれ所定マージン分だけ最大値側および最小値側へ拡張したものを前記監視範囲として算出することを特徴とする時刻監視方法。 - 請求項８記載の時刻監視方法において
前記監視範囲を算出する際、前記各傾き計測値のうち、その最大値と最小値とを選択するとともに、これら最大値および最小値を示す傾き計測値の個数を計数し、これら最大値と最小値との差が所定の最大最小傾度許容幅より小さい場合には、最大値から最小値までの最大最小範囲を、それぞれの個数を重みとして最大値側および最小値側へ相当分ずつ拡張し、その最大最小範囲が前記最大最小傾度許容幅となった時点での最大最小範囲を前記監視範囲として算出することを特徴とする時刻監視方法。 - 請求項８記載の時刻監視方法において
前記第１の時刻として、デジタル通信網の回線信号から得られた周波数信号を前記基準信号として用いて前記時計装置で計時された時刻を用い、
前記第２の時刻として、デジタル通信網の回線信号から得られた周波数信号以外の周波数信号を前記監視用信号として用いて計時された時刻を用いることを特徴とする時刻監視方法。 - 請求項８記載の時刻監視方法において
前記第２の時刻として、デジタル通信網の回線信号から得られた周波数信号を前記監視用信号として用いて計時された時刻を用い、
前記第１の時刻として、デジタル通信網の回線信号から得られた周波数信号以外の周波数信号を前記基準信号として用いて前記時計装置で計時された時刻を用いることを特徴とする時刻監視方法。
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