JP4229081B2 - 伝送方式変換装置 - Google Patents
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Description
交通管制システムにおいて、路側に設置される端末装置としては、車載機との双方向通信を行う光ビーコン(車両感知器としての機能もある)、交通流データ計測端末装置、車両感知器、交差点の交通信号を制御する交通信号制御機、交通情報を提供する交通情報板などがある。
交通管制センターに設置された中央装置は、分析された結果から、最適な信号制御パラメータを決定し、各交差点の交通信号制御機に対する系統的な制御を行ったり、交通情報板を用いた交通情報の提供を行う。
上記のような交通管制システムは、例えば、下記特許文献1に記載されている。
図24に示すように、U形伝送方式では、U形中央装置100とU形端末装置101との間を繋ぐ通信回線102として、中央装置100から端末装置101ごとに1本ずつ引き込んだ専用線を設ける必要がある。すなわち、一つの中央装置100に対して端末装置101の数に応じた多くの回線が必要とされる。
したがって、今後のシステムの発展性を考慮すれば、U形伝送方式の装置を、新伝送方式であるUD伝送方式の装置に変更することが望まれる。
ところが、既設のU形伝送方式の端末装置は、数多く存在するため、これらの既設端末装置を全て更新するには、多大な費用がかかり、新伝送方式への変更を阻害している。
システム管理下の端末装置として両方式の端末装置101,111が混在する場合、U形伝送方式とUD形伝送方式は全く異なる規格によって規定されていることから通信手順はもちろん伝送されるデータも異なるため、中央装置を共用できず、UD形伝送方式を取り入れたシステムでは、UD形中央装置110だけでなく、U形端末装置101を制御するためにU形の中央装置100も必要となる。
この結果、交通管制システムとしては、U形端末装置101をU形中央装置100で制御する系統と、UD形端末装置111をUD形中央装置110で制御する系統の2系統に分けて制御する必要があり、2つの中央装置100,110が必要となって、システム開発費、運用・保守費が高くなる。
そこで、本発明は、交通管制システムにおいて、異なる伝送方式の装置の混在を許容可能とすることを目的とする。
したがって、交通管制システム内に、異なる伝送方式に対応した中央装置及び端末装置が混在していても、それらの間の通信が可能となる。
なお、端末装置から中央装置へのメッセージについても同様に、受信、変換、送信を行うことができる。
なお、前記UD形伝送方式とOSI参照モデルの第3層にIPを採用しない前記伝送方式は、送信されるメッセージの通信手順に関する部分及びアプリケーションによって使用されるアプリケーションデータの双方が両伝送方式間で異なるものであり、前記変換手段は、前記通信手順に関する部分及び前記アプリケーションデータを両伝送方式間で変換する機能を有しているのが好ましい。この場合、U形伝送方式とUD形伝送方式の如く、送信されるメッセージの通信手順に関する部分及びアプリケーションデータの双方が両伝送方式間で異なっていても、変換手段はこれらの相違を変換できるため、中央装置と端末装置との間の通信が可能となる。
前記第1変換部及び第2変換部は、前記変換テーブルを参照することによって、メッセージを変換するのが好ましい。
交通管制システムの場合、伝送方式の違いによってアプリケーションが使用するデータの部分が異なるといっても、交通管制システムにおける制御内容は共通していることから互いの対応関係が比較的高い。これを利用して、両伝送方式間の対応を示すテーブルを用意しておくことで、簡単に変換することができる。
なお、端末装置からメッセージを受信した場合にも、変換装置は、同様に受信応答を発信することができる。
また、前記第2受信部が、U形伝送方式におけるメッセージのうち、UD形伝送方式において対応するメッセージが存在しない非対応メッセージを受信すると、前記第2変換部によるメッセージの変換、及び前記第2送信部によるUD形伝送方式のメッセージの送信を行わないように構成されているのが好ましい。
異なる伝送方式間では、メッセージが完全に1対1に対応せず、UD形伝送方式のアプリケーションデータに対応するU形伝送方式のアプリケーションデータが存在しない場合もある。このような場合には、受信したメッセージを端末装置へ送信しないことで対応できる。
なお、U形伝送方式のメッセージを受信した場合に、U形伝送方式のアプリケーションデータに対応するUD形伝送方式のアプリケーションデータが存在しない場合にも、同様にメッセージ変換及び中央装置へのメッセージを送信しないことで対応できる。
また、送信先へメッセージを送信しない場合には、変換装置は、適宜、送信元へのメッセージを生成して、送信元へ送信してもよい。
この交通管制システムによれば、UD形伝送方式のようにルーティング可能な伝送方式に対応した中央装置を持つ交通管制システム内に、ルーティング不能な伝送方式に対応した端末装置を含めることができ、中央装置からみると、ルーティング不能な伝送方式に対応した装置も、フーティング可能な伝送方式に対応した装置と同様に制御することができる。
端末装置(例えば、交通信号制御機)に、伝送方式変換機能を備えることで、伝送方式変換装置を端末装置とは別に設置する必要がなくなり、装置の設置作業負担を軽減することができる。
そして、中央装置及び当該中央装置との間でデータ通信を行う複数の端末装置を備えた交通管制システムにおいては、前記複数の端末装置に、伝送方式変換機能付の端末装置を含め、この伝送方式変換機能付の端末装置を介して、他の端末装置と前記中央装置との間の通信が行われるようにするのが好ましい。
そして、交通センターに設置された中央装置と、路上に設置された端末装置との間でデータ通信を行う交通管制システムにおいては、路上又は交通管制センターに設置された伝送方式変換装置を介して、前記中央装置と前記端末装置との間の通信を行うのが好ましい。
このシステム構成は、例えば、U形伝送方式を制御するU形中央装置にU形端末装置3を接続して構成されていた交通管制システムが存在していた場合に、U形中央装置をUD形中央装置1にリプレースして、UD形中央装置1によって既設のUD形端末装置3を制御して運用する場合のものである。
このシステムにおける伝送方式変換装置2は、異なる伝送方式によって通信が行われる装置1,3間でメッセージの変換を行って装置1,3間の通信を可能とする。
そして、中央装置1と変換装置2との間は、「帯域品目3.4kHzのアナログ専用回線」などの専用線5によって通信が行われ、中央装置1に接続される通信回線は1本あれば足りる。
さらに、変換装置2では、端末装置3用の複数の通信回線を引き込むことができ、変換装置2には複数の端末装置3を接続することができる。変換装置2と端末装置3との間は、専用回線が好ましいが、近距離の場合は、端末装置3ごとに延びる自営線6を介して通信を行っても良い。
また、変換装置2は、端末装置3の近傍に設置され、変換装置2−端末装置3間は比較的短距離であることから、複数の通信回線が複数本あっても、さほどコストアップしない。一方、比較的長距離である中央装置1−端末装置3を少ない回線数で運用できるため、回線維持・運用費を低減することができる。
一方、UD形伝送方式では、一般のUDP/IPシステムと同様に、OSI参照モデルのセッション層、プレゼンテーション層、アプリケーション層の機能をまとめてアプリケーション(装置1,3)として定義される。
両伝送方式を比較すると、下層レイヤからプロトコルが異なっており、メッセージの変換を行うには、まず、データリンク層の変換を行い、ネットワーク層以上のヘッダ情報を解釈し、それに適応したヘッダ情報を生成する必要がある。
図3は、U形伝送方式を構成する規格群を示しており、ここでいうU形伝送方式は、物理層及びデータリンク層の規格としての“U形インタフェース規格”、上位層の規格としての“U形通信アプリケーション共通規格”、“U形交通信号制御機U形通信アプリケーション規格”などの「U形伝送方式において使用される装置ごとのエンドアプリケーション規格」(メッセージ規格)から構成されている。なお、「U形伝送方式において使用される装置ごとのエンドアプリケーション規格」は、規格の名称ではなく、これに相当する規格は、端末装置の種類に応じて多数設けられており、これら多数の規格を便宜的に総称したものである。
なお、図示のフレームは、情報部(I)を持つ情報フレームであるが、フレームとしては、伝送する情報部(I)を持たない監視フレームなども存在する。
アプリケーションデータ本体(I−B)には、交通信号機を制御するためのデータの内容や車両感知機で検出したデータの内容などの制御のためにU形中央装置やU形端末装置で実際に使用されるデータが含まれている。
アプリケーションデータ(情報部(I))のヘッダ(I−H)は、図6に示すように構成されている。このヘッダ(I−H)には、あて先アドレスと発信元アドレスとが含まれ(図6の送信順2,3参照)、さらに端末種別と情報種別とが含まれている(図6の送信順7,8参照)。
また、前記端末種別は、端末装置の種類を示す情報であり、前記情報種別は、アプリケーションデータ本体の情報種別を示す情報である。これらの端末情報及び情報種別は、アプリケーションデータ本体(I−B)の種別に関する情報として使用される。
なお、ヘッダには、データ長(図6の送信順10参照)も含まれており、このデータ長は、アプリケーション情報部(I−A)のデータ長を示している。
なお、ここでのUDP/IPでのデータ伝送のイメージは、(DATEX−ASN伝送 on UDP/IP)であり、すなわち、DATEX−ASN伝送のデータ(アプリケーションデータ)をカプセル化してUDP/IPでパケット伝送するものである。
DATEX−ASN伝送データは、図8に示すデータ構成を持ち、このデータ構成においては、バージョン情報、データ部、CRCのデータ項目が設けられ、データ部は、さらに、認証情報、データパケット番号、プライオリティ、オプション情報,PDUといったデータ項目を持つ。ここで、PDUは、エンドアプリケーション間で交換されるメッセージであり、ASN.1で定義された図9に示されるような構造を持つ。図9の構造では、ASN.1表記によるメッセージ本体であるMessage Body(メッセージボディ)、メッセージが情報要求メッセージであるか情報配信メッセージであるかを示すMessage Type(メッセージタイプ)、メッセージのオブジェクト識別子であるIdなどを含んでいる。
また、前記メッセージタイプ及び前記Idは、メッセージ本体であるMessage Body(メッセージボディ)の種別に関する情報として使用される。
このように、UD形伝送メッセージは、データ構造が異なるものの、U形伝送メッセージと同様に、アプリケーションデータに、メッセージ本体及びメッセージ本体の種別に関する情報を含んでいる。
また、配信されるメッセージの構成部分のうち、アプリケーションによって使用されるアプリケーションデータの部分も両伝送方式で規格が異なるため、U形伝送方式におけるアプリケーションデータ(図5参照)と、UD形伝送方式におけるアプリケーションデータ(図7参照)とでは、そのデータ構造も全く異なる(図6,図8,図9参照)。
ただし、アプリケーションデータのうち、両伝送方式で全く異なるのはアプリケーションデータ本体以外の部分であり、アプリケーションで実際に制御のために使用されるアプリケーションデータ本体(図5,図9)に関しては、多少異なる場合もあるが、ほぼ同一であり、高い共通性を有している。
一方、U形伝送方式では、アプリケーションよりも下位のレイヤはデータリンク層であり、データリンク層ではルーティングが行えない。したがって、通信機能を備えたU形端末装置1台ごとにU形中央装置からの通信回線を1本ずつ引き込む必要があり、U形中央装置と複数の端末装置間に多数の通信回線が必要なものである。
また、端末装置3から送信される対中央装置1のメッセージは、U形伝送方式のメッセージであり、端末装置3が受信可能なメッセージもU形伝送方式メッセージである。
変換装置2は、さらに、中央装置1と端末装置3との間で配信されるメッセージの変換やその他の通信に関する制御を行う通信制御部23を備えている。
また、変換部(変換手段)によるメッセージの変換は、変換用ライブラリ207を参照することによって行われる(詳細は後述)。
U−UDメッセージ変換部205は、U形伝送メッセージの解析部205aを備えており(図11参照)、この解析部205によって、受信したU形伝送メッセージの解析を行う(ステップS13,S14)。具体的には、解析部205aは、U形伝送メッセージのHDLCヘッダ(図5参照)の識別を行う(ステップS13)。さらに、解析部205aは、U形伝送メッセージの情報部(I)のヘッダ(I−H)(図5参照)のデータ項目の中に含まれるあて先アドレス及び発信元アドレス(図6参照)からU形伝送メッセージの送信先・送信元の識別を行う(ステップS14a)。また、同ヘッダ(I−H)のデータ項目の中に含まれる情報種別・端末種別(図6参照)の識別を行い(ステップS14b)、さらに同ヘッダ(I−H)のデータ長(図6参照)の読取を行う(ステップS14c)。
U,UD両伝送方式間では、アプリケーションの制御内容は比較的共通しているため、アプリケーションデータ本体の種別を示す情報である「U形伝送方式の情報種別及び端末種別」と「UD形伝送方式のメッセージタイプ及びId」とは、データ構造自体は異なるものの、図13に示すように、ほぼ対応のとれたものとなっている。したがって、この対応を規定したテーブル207a(図13参照)を用いることで簡単にデータ本体種別情報を両伝送方式間で変換することができる。
アドレス変換テーブル207bは、交通管制システム内の各装置(中央装置1,端末装置3)の各伝送方式におけるアドレスを規定したものである。図示のテーブル207b中、四角で囲んだアドレスは装置1,3の本来のアドレスである。例えば、中央装置1は、UD形であるから本来のアドレスはUD形アドレス(アドレスB1)であり、テーブル207bには中央装置のUD形アドレスに対応するU形アドレス(アドレスA1)が規定されている。
したがって、U形端末装置3からは、中央装置がU形であるものとして、U形アドレスを用いてメッセージを送信すれば、変換装置2によってUD形アドレスに変換される。
すなわち、変換装置2は、UDP/IPにより、U形のアプリケーションデータをIPパケット化することができるため、ネットワーク層においてパケットの集配信が自由自在となり、複数の端末装置3からのメッセージを少ない回線数(1本)で、中央装置1へ送信できるため、中央装置1−変換装置2間の回線数を集約できるのである。
その後は、図12に示す処理とは逆の処理によって、UD形伝送メッセージの解析、UD−U変換、U形伝送メッセージ生成が行われる(ステップS23〜S28)。生成されたU形伝送メッセージは、U形メッセージ送信部202から指定されたアドレスの端末装置3との間の回線6を介して当該端末装置3へ送信される。
すなわち、変換装置2は、UD形伝送メッセージに含まれるIPアドレスを利用して、U形端末装置3に対してルータ(IPルータ)の如く機能して、接続された複数のU形通信路6の中から、変換装置2から指定された送信先である端末装置3との間のU形通信路6を選択する制御を行うため、中央装置1からみると、ルーティングの行えないU形端末装置3に対して、UD形端末装置と同様のルーティングによる通信を実現できるのである。
図16の「(1)通常」の場合は、情報要求メッセージと情報配信メッセージともに、両伝送方式において対応するものが存在するケースを示しており、図12,図15に示す処理もこれを前提とするものである。
このような通信例を図16の「(2)UD形のみ」に示しており、中央装置1から特定の端末装置へ向けてUD形の非対応メッセージである情報要求メッセージが送信されると(2−1)、変換装置2では、U形への変換や、端末装置3への送信を行わない。
すなわち、図17(a)に示すように、UD形メッセージにおけるデータ本体種別情報に対応するU形のデータ本体種別情報を求めるためにテーブル207aを参照したときに(ステップS31)、対応するU形データ本体種別情報がなければ、U形端末種別・情報種別の生成その他の変換処理(図15の処理)を行わず、端末装置3への送信処理(ステップS29)も行わない。
その代わりに、変換装置2は、要求された情報を自ら生成するとともに、中央装置1への配信用のUD形伝送メッセージ(情報配信メッセージ)を作成し、中央装置1へ送信する(2−2)。したがって、このような場合でも、中央装置1は要求した情報を得ることができる。
このシステム構成は、例えば、U形伝送方式を制御するU形中央装置にU形端末装置3を接続して構成されていた交通管制システムが存在していた場合に、U形中央装置をUD形中央装置1にリプレースし、さらに、既設のU形端末装置3の一部をUD形端末装置にリプレースして、中央装置1によって既設のU形端末装置3及び新設のUD形端末装置30の双方を制御して運用する場合のものである。
この変換装置2は、図18において矢印で示すように、UD形中央装置1とU形端末装置3との間の通信を可能とし、UD形中央装置1とUD形端末装置30との間の通信も可能とするものである。
このシステムで用いられる変換装置2も、図10に示すものと同様に、中央回線部21、通信制御部23を備えているが、端末回線部としては、各方式の端末装置3,30,35(複数台でもよい)を接続できるようにU形の端末回線部と、UD形の端末回線部と、M形の端末回線部とを備えている。
変換装置2は、図18〜図20に示す変換装置2の機能を有している。さらに、この変換装置2は、メッセージのUD−U変換、U−UD変換だけでなく、メッセージのUD−M変換、M−UDを行う機能を有しており、UD形中央装置1とM形端末装置35との間の通信(メッセージ交換)が可能となっている。
この変換装置2においても、UDP/IPにより、通信路を適宜選択できるため、U形端末装置3、UD形端末装置30、及びM形端末装置35を集約して中央装置1と通信を行うことができる。
図22のシステム構成によれば、端末装置とは別に伝送方式変換装置2を路上(道路近傍)に設置せずともよいため、省スペース、設置作業の省略が実現できる。
なお、伝送方式変換機能付の端末装置30−1は、UD形端末装置である必要はなく、U形端末装置など他の方式の端末装置であってもよい。また、伝送方式変換機能付の端末装置は、交通システム内に複数存在していてもよい。
2 伝送方式変換装置
3 U形端末装置
201 U形メッセージ受信部(受信手段)
202 U形メッセージ送信部(送信手段)
203 UD形メッセージ送信部(送信手段)
204 UD形メッセージ受信部(受信手段)
205 U−UDメッセージ変換部(変換手段)
Claims (6)
- UD形伝送方式で対端末装置の通信を行う中央装置と、OSI参照モデルの第3層にIPを採用しない伝送方式で対中央装置の通信を行うとともに路上に設置されている複数の端末装置と、の間の通信回線上であって、中央装置との間の距離よりも端末装置との間の距離が短距離となる端末装置近傍の路上に設けられ、複数の端末装置に対して、それぞれ別の通信回線によって接続され、かつ、中央装置に対しては、1本の通信回線によって接続されている伝送方式変換装置であって、
前記複数の端末装置との通信用に、前記端末装置それぞれに付与されたUD形アドレスを含むUD形伝送方式のメッセージを、前記1本の通信回線を介して、前記中央装置から受け取る第1受信部と、
前記第1受信部によって受信したUD形伝送方式のメッセージを、OSI参照モデルの第3層にIPを採用しない前記伝送方式のメッセージに変換する第1変換部と、
前記UD形伝送方式のメッセージに含まれるUD形アドレスに基づいて、複数の端末装置に接続された複数の通信回線の中から、送信先である端末装置との間の通信回線を選択し、選択された通信回線を介して、前記第1変換部によって変換された、OSI参照モデルの第3層にIPを採用しない前記伝送方式のメッセージを、送信先である前記端末装置へ送信する第1送信部と、
OSI参照モデルの第3層にIPを採用しない前記伝送方式のメッセージを、前記端末装置に接続された通信回線を介して、前記端末装置から受け取る第2受信部と、
前記第2受信部によって受信した、OSI参照モデルの第3層にIPを採用しない前記伝送方式のメッセージを、UD形伝送方式のメッセージに変換する第2変換部と、
前記第2変換部によって変換されたUD形伝送方式のメッセージに当該メッセージを送信した端末装置との通信用に付与されたUD形アドレスを付加して、前記1本の通信回線を介して、前記中央装置へ送信する第2送信部と、
を備えていることを特徴とする交通管制システムにおける伝送方式変換装置。 - 前記端末装置の前記伝送方式は、U形伝送方式である請求項1記載の伝送方式変換装置。
- 前記端末装置の前記伝送方式は、M形伝送方式である請求項1記載の伝送方式変換装置。
- UD形伝送方式におけるメッセージタイプ及びメッセージIDと、U形伝送方式における端末種別及び情報種別と、の対応を記憶した変換テーブルを有し、
前記第1変換部及び第2変換部は、前記変換テーブルを参照することによって、メッセージを変換する請求項2記載の伝送方式変換装置。 - 前記第1受信部が、UD形伝送方式におけるメッセージのうち、U形伝送方式において対応するメッセージが存在しない非対応メッセージを受信すると、
第1変換部によるメッセージの変換、及び第1送信部によるU形伝送方式のメッセージの送信を行わないように構成されている請求項2記載の伝送方式変換装置。 - 前記第2受信部が、U形伝送方式におけるメッセージのうち、UD形伝送方式において対応するメッセージが存在しない非対応メッセージを受信すると、
前記第2変換部によるメッセージの変換、及び前記第2送信部によるUD形伝送方式のメッセージの送信を行わないように構成されている請求項2又は5記載の伝送方式変換装置。
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