JP5423298B2 - 通信システム及び通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、道路上の交通設備又は該交通設備の近傍に設置され、時分割多重通信により無線通信を行なう複数の通信装置を含む通信システムに関する。特に、システム構成が変更される場合に、通信の設定を装置間の無線通信により自動化し、メンテナンスの容易化を図ることができる通信システム及び通信方法に関する。

交通信号制御は、複数の交差点上の信号機にて平面的に制御される。各信号機の信号制御機間、又は車両感知器との間、又は管制センターの中央装置との間で交通信号制御の情報の送受信が必要である。従来は、信号制御機、車両感知器及び管制センター間は、有線により情報を送受信する構成であった。図１１は、路上の交通設備近傍に設置される機器間で有線にて交通信号制御情報が送受信される例を示す道路の上方斜視図である。

図１１中の９１は、信号制御機の近傍に設置される通信装置であり、９２は車両感知器に設置される通信装置である。車両感知器によって得られた感知結果が通信装置９２から他の通信装置９１へ送信される。信号制御機にて連携して信号制御を行なうため、車両感知器からは感知結果の情報が通信装置９２から通信装置９１へ、更には信号制御パラメータを決定する装置又は交通管制センターへ送信される。このとき、従来では図１１中の破線に示すように、通信装置９１，９２及び他の装置を通信線９０で接続し、車両感知器に設置されている通信装置９２からの情報は、通信装置９１で受信され、通信装置９１間で信号制御パラメータなどの情報が送受信される。

これに対し、設置工事の低価格化及びメンテナンスの容易化を目的として、交通制御用の機器間の通信を有線に代えて無線により行なうように移行されつつある（特許文献１、２）。機器間で無線通信が行なえることにより、メンテナンスが比較的容易となった。

特開２００６−０６７４６２号公報 特開２００８−２０５７６５号公報 特許第３４５０１９６号公報

通信装置間の無線通信を時分割多重通信により行なう場合、同一ネットワーク内の各通信装置が、自身の送受信タイミングを認識できる必要がある。そのためには、システムに含まれる装置の数、送受信の経路などのシステムの構成情報の設定は人手によって行なわれていた。

しかしながら、車両感知器、信号制御機などの交通設備又はその近傍に設置される通信装置は大抵、隣り合う場合でも数十〜数百ｍ離れて広範囲に及ぶ。同一のネットワークに属する通信装置全てについて、人手で構成情報の設定を行なうことは非常に煩雑である。広範囲に及ぶ通信装置夫々１台ずつに対し、限られた人数の作業者が人手で設定を行なう場合には相当の時間を要し、その間システムの機能が停止する。交通制御用の機器間で送受信される情報は交通信号制御のための情報である。この情報の送受信ができない場合、交通管制センターからの信号制御のための情報が送られないなど最適な交通制御が行なわれなくなる。これにより、機能が停止する期間が例えば数〜数十分程度であっても、渋滞を誘発して交通に支障が発生するなどの問題がある。

特許文献３には、システムに含まれる端末局からの要求に応じて回線リソースの割り当てを基地局が行なう発明が開示されている。しかしながら、この発明は、既に送受信用のタイムスロットが割り当てられ、基地局へ割り当て要求を送信できる端末局への割り当てを設定する構成である。未だ送受信のタイミングを与えられていない新たな通信装置が追加された場合に割り当ての変更を行なうことは考慮されていない。したがって、結局、各通信装置に新たな通信装置が追加されたことに対応する設定を行なう必要が生じ、煩雑さを解消し得ない。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、交通制御用の情報を時分割多重通信により無線で送受信している場合に、新たな通信装置の追加などによってシステム構成が変更されるときに、設定の変更を装置間の無線通信により自動化し、メンテナンスの更なる容易化を図ることができる通信システム及び通信方法を提供することを目的とする。

第１発明に係る通信システムは、路上の複数の地点に設けられた交通設備又は該交通設備の近傍に各設置される複数の通信装置を含み、各通信装置は夫々、各通信装置間での通信に割り付けられる複数のタイムスロットの内の自身に割り付けられたタイムスロットで通信する時分割多重通信を行なうようにしてある通信システムであって、各通信装置は、前記複数の通信装置間の接続構成に応じて、送信元の通信装置、送信先の通信装置、及び前記送信元と送信先との間の通信装置を夫々識別する情報によって送受信経路を特定する経路情報を記憶しておく手段と、前記接続構成及び前記経路情報に対応する各通信装置間の通信へのタイムスロットの割り付けを示す割付情報を記憶しておく手段とを備え、一の通信装置は、変更後の接続構成に応じた新たな送受信経路を特定する経路情報の入力を受け付ける手段と、受け付けた新たな経路情報と共に、経路の変更通知を他の通信装置へ送信する手段と、送信後に自身に対応するタイムスロットの割り付けの設定を変更する手段とを備え、他の通信装置は、経路の変更通知と共に送信される新たな経路情報に対応する割付情報に基づき、自身に対応するタイムスロットの割り付けの設定を変更する手段を備えることを特徴とする。

第２発明に係る通信システムは、第１発明において、前記一の通信装置は、変更前の設定に基づく動作を停止し、変更後の設定に基づく動作を開始させるリセット指令を前記他の装置へ送信する手段を備え、前記他の通信装置は、前記リセット指令を受信する手段と、リセット指令を受信した場合に前記割り付けの設定を変更し、リセットを実行するようにしてあることを特徴とする。

第３発明に係る通信システムは、第２発明において、前記他の通信装置は、前記一の通信装置から送信される経路の変更通知に対する応答を送信する手段を備え、前記一の通信装置は、前記他の通信装置からの応答を夫々受信する手段と、前記他の通信装置からの応答を全て受信したか否か判断する手段と、受信したと判断した場合に、前記他の通信装置へ前記リセット指令を送信するようにしてあることを特徴とする。

第４発明に係る通信方法は、路上の複数の地点に設けられた交通設備又は該交通設備の近傍に各複数の通信装置を含み、各通信装置は夫々、各通信装置間での通信に割り付けられる複数のタイムスロットの内の自身に割り付けられるタイムスロットで通信する時分割多重通信を行なう通信方法であって、各通信装置は、前記複数の通信装置間の接続構成に応じて、送信元の通信装置、送信先の通信装置、及び前記送信元と送信先との間の通信装置を夫々識別する情報によって送受信経路を特定する経路情報を記憶しておき、更に、前記接続構成及び前記経路情報に対応する各通信装置間の通信へのタイムスロットの割り付けを示す割付情報を記憶しておき、一の通信装置は、接続構成が変更される場合に、変更後の接続構成に応じた新たな送受信経路を特定する経路情報の入力を受け付け、受け付けた新たな経路情報と共に、経路の変更通知を他の通信装置へ送信し、送信後に自身に対応するタイムスロットの割り付けの設定を変更し、他の通信装置は、経路の変更通知と共に送信される新たな経路情報に対応する割付情報に基づき、自身に対応するタイムスロットの割り付けの設定を変更することを特徴とする。

第１発明及び第４発明では、各地点に設けられる信号制御機、車両感知器、信号制御装置などを含む交通設備又はその近傍に固定的に設置される複数の通信装置が、時分割多重通信によって交通信号制御に関する情報を無線にて通信する。各通信装置は、通信装置の現時点での接続構成に対応するデータの送受信経路を特定する経路情報、並びに、前記接続構成及び送受信経路に対応する各通信装置の通信に対するタイムスロットの割付情報を各自記憶しておく。複数の通信装置は、１つの主局となる通信装置と、１又は複数の他の従局となる通信装置とを含み、新たに従局となる通信装置が追加されるなどして接続構成が変更する場合には、主局の通信装置へ新たな接続構成に対応する送受信経路を特定する経路情報が入力される。主局の通信装置は、新たな経路情報が入力された場合、新たな通信装置が追加されるなど接続構成が変化することを認識し、接続構成の変更、これに伴う経路の変更を示す通知を従局の通信装置へ送信し、従局の通信装置は当該通知により新たな通信装置の追加を認識し、共に受信する経路情報と対応する割付情報に基づき、タイムスロットの割り付けを変更する。
新たな通信装置が設置されたとしても、各通信装置が時分割多重により無線通信を行なうシステムでは、未だタイムスロットが割り付けられていない新たな通信装置は、自身が追加されることを他の通信装置へ知らせることができない。これに対し、第１発明及び第４発明では、主局の通信装置のみに追加を認識させるために経路情報を入力させることによって、主局の通信装置が各通信装置へ変更の通知を行ない、各通信装置では、新たに追加される通信装置による通信にも対応するタイムスロットの割り付けへの設定の変更が行なわれる。

第２発明では、従局の通信装置へ変更通知を送信した主局の通信装置は、従局の他の通信装置へ更にリセット指令を送信し、従局の通信装置は、リセット指令を受信した後に、変更通知に対応する割り付けの設定を変更し、各自でリセットを実行する。
リセットを実行した後の従局の通信装置は、時分割多重通信における通信タイミングの基準となる主局の通信装置から送信される同期信号を受信してから、変更後の割り付けに従って時分割多重通信を行なう。主局の通信装置は変更通知を送信した後、リセット指令を送信するという簡易な構成で、安全に各通信装置での通信のタイムスロットへの割り付けの変更を実行することが可能である。

第３発明では、従局の通信装置は変更通知を受信した場合、応答を送信する。主局の通信装置は、全ての従局の通信装置から応答を受信して初めて、各装置へリセット通知を送信する。
これにより、一部の従局の通信装置で変更通知に応じることができない場合に、他の主局及び従局の通信装置にてタイムスロットの割り付けを既に変更して致命的な不具合を生じさせる事態を回避できる。接続構成の変更に伴なうタイムスロットの割り付けの変更は、システムに含まれる通信装置全体に影響するから、一部でもタイムスロットを変更できない場合には、全体としての割り付けの変更を中止することによって不具合を生じる事態を回避することができる。

本発明による場合、交通制御用の情報を送受信する通信装置間の通信において、主局となる一の通信装置のみに設定を行なえば、通信システムを構成する通信装置間でタイムスロットの割り付けの変更が自動的に行なわれる。したがって、他の通信装置への設定は不要である。

交通設備又はその近傍に設置されて交通信号制御に関する情報を送受信する通信装置間は、隣り合う場合でも数十〜百数十ｍ、数百ｍ離れているときがある。本発明による場合、システムに新たな通信装置が追加されるなどのシステム構成が変更された場合に、主局である通信装置のみに設定を登録することで、時分割多重通信におけるタイムスロットの割り付けを自動化することができる。したがって、広範囲に及ぶ通信装置全てに対し人手により設定する必要がなくなり、メンテナンス性が向上する。また、設定の変更が自動的に行なわれるために、メンテナンス作業を迅速化させることができる。したがって、システムの変更による機能の停止によって起こり得る交通渋滞などのトラブルを防ぐこともできる。

本実施の形態における交通信号制御システムを模式的に示す上方斜視図である。 本実施の形態における交通信号制御システムを構成する通信装置の内部構成を示すブロック図である。 通信装置による時分割多重通信のタイムスロットを模式的に示す説明図である。 本実施の形態にて各通信装置にて記憶される経路情報の内容例を示す説明図である。 本実施の形態における既設構成の主局、従局１及び従局２である通信装置夫々に予め割り付けられているタイムスロットの例を示す説明図である。 本実施の形態における既設構成の主局、従局１及び従局２の各通信装置が行なう処理の一例を示すフローチャートである。 本実施の形態における交通信号制御システムに新たに従局３の通信装置が追加される場合の経路情報の追加例を示す説明図である。 本実施の形態における交通信号制御システムに新たに従局３の通信装置が追加されたことによるタイムスロットの割り付けの変更の例を示す説明図である。 本実施の形態における交通信号制御システムに新たに従局３の通信装置が追加される場合の経路情報の他の追加例を示す説明図である。 本実施の形態における交通信号制御システムに新たに従局３の通信装置が追加されたことによるタイムスロットの割り付けの変更の他の例を示す説明図である。 路上の交通設備近傍に設置される機器間で有線にて交通信号制御情報が送受信される例を示す道路の上方斜視図である。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。なお、以下の実施の形態では、本発明に係る通信システムを、交通信号制御に関する機器間における通信に適用した例を挙げて説明する。

図１は、本実施の形態における交通信号制御システムを模式的に示す上方斜視図である。本実施の形態における交通信号制御システムは、路上の信号制御機の近傍に設置され、信号制御機が使用する信号制御の情報を送受信する通信装置１及び通信装置２と、光ビーコンなどの車両感知器に設置され、感知結果を含む信号制御に用いられる情報を送受信する通信装置３とを含む。近距離にある通信装置１と通信装置２とが相互に、また通信装置２と通信装置３とが相互に、無線により通信を行なう。

通信装置１，２，３間で送受信される情報としては、各信号制御機が動作した履歴を表す信号制御実行情報、交通管制センターから送信される信号灯色の表示に関する指示である信号制御指令情報などがある。また、車両感知器から交通管制センターへ送信される車両情報、交通管制センターから光ビーコンを介して車両に提供されるＶＩＣＳ情報などがある。また、通信装置１，２，３のいずれか、又は図示しない他の同様の通信装置により、車番読取装置が読み取った車番の情報等が送受信されてもよい。

なお、本実施の形態では、通信装置１が主局として、通信装置２が従局１として、通信装置３が従局２として動作し、通信装置２（従局１）は基本的に、通信装置１（主局）と通信装置３（従局２）との間の情報の送受信を中継する装置であるとして説明する。

通信装置１，２，３間の無線通信は、ＩＳＭバンド（Industrial Scientific Medical Band）と言われる２．４ＧＨｚ帯を使用する。ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ／ｇに基づく無線ＬＡＮ機器用の周波数（２．４ＧＨｚ帯：２．４０００〜２．４８３５ＨＧｚ）と同じ周波数帯を用い、１３チャンネル又は１４チャンネルに区分されたいずれかの通信周波数チャンネルにて行う。ここで、「ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｔ６６（第二世代小電力データ通信システム／ワイヤレスＬＡＮシステム標準規格）」に適合する機器も当該周波数帯域の１３チャンネル、「ＲＣＲ ＳＴＤ−３３（小電力データ通信システム／ワイヤレスＬＡＮシステム標準規格）」に適合する機器も当該周波数帯域の１４チャンネルの周波数を用いることができる。

図２は、本実施の形態における交通信号制御システムを構成する通信装置１，２，３の内部構成を示すブロック図である。通信装置１，２，３はいずれも基本的に内部構成は同様である。通信装置２，３については通信装置１と対応する符号を付して内部構成の詳細な説明を省略する。

通信装置１は、制御部１０と記憶部１１と無線通信部１２とを備える。少なくとも通信装置１は、入力部１３をも備える。入力部１３は、通信装置２，３には無くともよい。

制御部１０には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いる。制御部１０は、記憶部１１に記憶されてあるコンピュータプログラムに基づき、以下に説明する各種通信制御処理を実行するようにしてある。記憶部１１にはＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）、フラッシュメモリ等を用い、制御部１０が実行するコンピュータプログラムの他、制御部１０が制御に用いる情報が、参照可能に記憶されている。

本実施の形態では、通信装置１，２，３の記憶部１１，２１，３１には夫々、通信装置１，２，３間で交通信号制御のための情報を送受信する場合の経路を、送信元、宛先及び中継装置を特定して示す経路情報、及び通信装置１，２，３の間の接続構成に応じたタイムスロットの割り付けパターンである割付情報が予め記憶されている。経路情報及び割付情報については後述にて詳細を説明する。

無線通信部１２は、時分割多重通信の電波を送受信するアンテナ、送受信回路、変復調回路、及び変調・拡散・符号化処理回路の他に、周波数選局回路を内部に備える（いずれも図示せず）。無線通信部１２は、無線ＬＡＮ用の周波数帯域で１ＣＨ〜１４ＣＨの内のいずれかチャンネルを選局して他の通信装置との通信を実現する。

入力部１３は、作業者からの情報の入力を受け付けるインタフェースである。具体的には、記憶部１１に追記させる経路情報が記憶された記憶媒体の接続を受け付けて制御部１０へ通知し、制御部１０が入力部１３を介して当該記憶媒体から、記憶部１１に追加させる経路情報を読み出すことができる。なお、入力部１３は操作入力を受け付ける数値情報を示すスイッチ、ボタンなどでもよく、制御部１０は入力部１３における数値の入力操作の組み合わせにより、追加させる経路情報の入力を受け付ける構成でもよい。

通信装置１，２，３は、上述のようにＣＰＵがコンピュータプログラムを実行してソフトウェア的に各機能を実現する構成のほか、ＦＰＧＡ，ＡＳＩＣ、ＤＰＵなどによりハードウェア的に交通信号制御に用いられる情報の無線による通信を実現する構成としてもよい。

通信装置１，２，３は、時分割多重通信により、信号制御機又は車両感知器等の交通設備から取得した信号制御に用いられる情報を、経路情報に基づき送受信する。詳細には、通信装置１，２，３は、接続構成に応じて夫々の装置間の前記経路情報が示す経路毎に割り付けられるタイムスロット時に送受信を行うようにしてある。

図３は、通信装置１，２，３による時分割多重通信のタイムスロットを模式的に示す説明図である。通信装置１，２，３は、例えば４ミリ秒のタイムスロット単位で情報を送受信する。且つタイムスロットは複数で１フレームをなす。本実施の形態において、各フレームの先頭には「保守スロット」を含み、各通信装置１，２，３は「保守スロット」で通信に使用する通信周波数チャンネルを指示する情報、指示に対する応答など通信のための保守情報を送受信する。なお、最も先頭の「保守スロット」はフレームの同期のために同期信号が含められている。当該最も先頭の同期用の「保守スロット」では、主局である通信装置１の制御部１０が送信を開始し、従局１又は従局２である通信装置２，３は、当該最も先頭の同期用の「保守スロット」の同期信号により、フレームの先頭を認識する。

また、図３に示すように、「保守スロット」の後には、主局から従局１、従局２へ、又は従局１、従局２から主局へ夫々の通信にタイムスロットが割り付けられ、各通信装置は自身に割り付けられたタイムスロットで通信を行なう。既設の接続構成に応じたタイムスロットの割り付けは予め各通信装置１，２，３に設定されてある。具体的には、記憶部１１等に記憶されている多数の割り付けのパターンを示す割付情報の内、接続構成に応じた割り付けが予め選択されて設定されてあり、制御部１０が参照して自身の通信タイミングを判定可能である。

記憶部１１，２１，３１に記憶されてある経路情報について説明する。図４は、本実施の形態にて各通信装置１，２，３にて記憶される経路情報の内容例を示す説明図である。図４の上部には既設の主局及び従局１，２である通信装置１，２，３の接続構成を模式的に示している。なお、図４中の主局及び従局１，２の通信装置１，２，３の各ブロックを結ぶ実線は、通信相手を特定して模式的に示しているものであって、通信装置１，２，３は無線通信により通信を行なうから図に示すように接続されているものではない。

また、図４では通信装置１，２，３の各ブロックの下方に各通信装置１，２，３のノード番号が示されている。主局は「０」、従局１は「１」、従局２は「２」である。経路情報は、経路毎に識別のための経路番号と、各経路で情報を送受信する場合の送信元、宛先、及び中継装置とをノード番号で示してある。また、図４に示すように、各経路情報には備考として情報を対応付けて記憶しておくことが可能である。

図４に示す例では、経路番号が「１」の経路は、送信元のノードは「０」つまり主局の通信装置１、宛先のノードは「２」つまり従局２の通信装置３であることを示している。そして当該経路番号が「１」の経路では、ノード「０」の通信装置１からノード「２」の通信装置３へのデータの送受信に際し、ノード「１」の従局１の通信装置２を中継する。なお、逆にノード「２」の通信装置３からノード「０」の通信装置１へのデータの送受信は、経路番号が「１」の経路の送信元と宛先とを逆とすればよい。

そして、図４に示したような接続構成に対応付けられて、記憶部１１，２１，３１には接続構成に対応する各通信装置間の送受信へのタイムスロットの割り付けを示す割付情報が記憶されている。つまり本実施の形態では、図４に示したような接続構成の場合には、以下の図５に示すようなタイムスロットの割り付けに従って、各通信装置１，２，３が情報の送受信を行なう。

図５は、本実施の形態における主局、従局１、及び従局２である通信装置１，２，３夫々に予め割り付けられているタイムスロットの例を示す説明図である。初期的な既設構成である図４に示した接続構成に対応する。図５における各矩形はタイムスロットを表し、ハッチングにより保守情報が送受信される「保守スロット」を表す。図５では、各スロットの下方に、主局、従局１又は従局２のいずれが送信者、受信者になるのかを示している。なお、図５における「Ｓ」は対応する装置による送信、「Ｒ」は対応する装置による受信を意味する。「Ｓ」又は「Ｒ」の後の２つの数字は送信元のノード番号と宛先のノード番号とを示し、経路情報が示す経路の内のいずれの経路におけるデータの送受信であるかを示す。具体的には、「Ｓ０１」は、送信元がノード番号「０」の通信装置１であって宛先がノード番号「１」の通信装置２である情報の送信者であることを示す。

図５に示す例では、フレームｋの１番目のタイムスロットは「保守スロット」として割り付けられており、当該タイムスロットにおいては主局である通信装置１が送信（Ｓ）し、従局である通信装置２，３が受信（Ｒ）する。

そして図５に示すように、１つのフレーム（フレームｋ）は、主局から従局１への「保守スロット」及び各情報の経路毎の上り下り用のタイムスロット、並びに、従局１から従局２への「保守スロット」及び各情報の経路毎の上り下り用のタイムスロットからなる。「保守スロット」は、１フレーム毎に上り（従局から主局へ）と下り（主局から従局へ）とが切り替えられるようにしてあり、ｋ＋１番目のフレームの「保守スロット」では、従局２から従局１へ、及び従局１から主局への保守情報が送信される。なお、１つのフレーム内の「保守スロット」の数は限定されない。したがって、１つのフレーム内で主局、従局１及び従局２との間での保守情報の送受信が完結するように「保守スロット」が４つ含まれる構成としてもよい。

また、図５に示すように、「保守スロット」の後はまず、タイムスロット「３」が、送信元をノード「０」、宛先をノード「１」とし、通信装置１の近傍の信号制御機における制御状態を示す状態情報、又は信号制御指令情報、制御パラメータなどの主局の通信装置１から従局１の通信装置２への送信に割り付けられている。次のタイムスロット「４」は、送信元をノード「０」、宛先をノード「２」とする情報が主局の通信装置１から従局１の通信装置２への中継のための送信に割り付けられている。タイムスロット「５」は、送信元をノード「０」、宛先をノード「２」とする情報の従局１の通信装置２による中継、即ち従局２の通信装置３への送信に割り付けられている。その後のタイムスロット「６」〜「８」は、従局１，２から主局へ逆に、通信装置２，３の近傍の信号制御機における制御状態を示す状態情報、感知結果などの情報が送信されるように割り付けられている。

図２、及び図４に示したような接続構成を既設構成とする通信装置１，２，３は、図５に示したように割り付けられたタイムスロットに基づき、無線通信を行なう。ただし、信号制御システムの構成に、新たな通信装置を追加する場合がある。システムに新たな通信装置を追加して時分割多重通信により通信を行なわせるため、従来であれば、図５に示したようなタイムスロットの割り付けを接続構成の変更に対応させて、各通信装置に人手で設定していた。

これに対し、本実施の形態における信号制御システムでは、主局及び従局１，２の通信装置１，２，３が、以下のフローチャートに示すような処理を行なう。これにより、追加設置作業が容易となる。

図６は、本実施の形態における既設構成の主局、従局１及び従局２の各通信装置１，２，３が行なう処理の一例を示すフローチャートである。各通信装置１，２，３は以下に示す処理手順を繰り返し実行する。

主局の通信装置１、並びに、従局１及び従局２である通信装置２，３はいずれも、図２及び図４に示す既設構成での通信を、図５に示したタイムスロットの割り付けに従って実行する（ステップＳ１０１、Ｓ１０２）。

ここで、信号制御システムに新たに通信装置を追加しようとする作業者は、新たに追加する通信装置を、所定の交通設備又はその近傍に設置する。新たに追加する通信装置も、通信装置２，３同様の構成であり、記憶部に経路情報及び割付情報を記憶している。作業者は、追加後のシステム構成（接続構成）に応じた経路及びタイムスロットの割り付けに従った時分割多重通信による無線通信を、新たな通信装置に開始させる。そして、作業者は、当該新たな通信装置が、追加後のシステム構成に対応させて記憶している経路情報及び割付情報と同一の情報を、主局の通信装置１の入力部１３から入力させる。入力部１３からの入力をトリガとして、通信装置１，２，３で以下の処理が実行される。

主局の通信装置１は、制御部１０により、入力部１３を介して新たに追加される経路情報を受け付けたか否かを判断する（ステップＳ１０３）。通信装置１は、新たに追加される経路情報を受け付けていないと判断した場合（Ｓ１０３：ＮＯ）、処理をステップＳ１０１へ戻し、既設構成での通信を続行する。

主局の通信装置１は、新たに追加される経路情報を、入力部１３を介して受け付けたと判断した場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、追加された経路情報に対応する割付情報を特定する（ステップＳ１０４）。具体的には、経路情報に含まれる送信元、宛先及び中継装置のノード番号により、接続構成を特定し、特定した接続構成に対応する割付情報を特定する。後述にて具体例を説明する。

主局の通信装置１は、追加された経路情報に基づき、装置が追加されるなどの接続構成の変更が行なわれたことを示す変更通知を、無線通信部１２により従局１，２の通信装置２，３へ送信する（ステップＳ１０５）。このとき通信装置１は、追加された経路情報をも変更通知と併せて送信する（Ｓ１０５）。送信のタイミングは、既設構成にて通信装置１からの保守情報のための「保守スロット」である。このとき、複数のフレームに亘って、異なるフレームにおける「保守スロット」を用いて各従局１，２へ送信してもよい。

従局１，２の通信装置２，３は、既設構成での通信を実行中に（Ｓ１０２）、「保守スロット」にて主局から経路の変更通知を、無線通信部１２により受信したか否かを判断する（ステップＳ１０６）。通信装置２，３は、経路の変更通知を受信していないと判断した場合（Ｓ１０６：ＮＯ）、処理をステップＳ１０２へ戻り、既設構成での通信を続行する。

従局１，２の通信装置２，３は、経路の変更通知を受信したと判断した場合（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、無線通信部２２，３２により、「保守スロット」にて主局の通信装置１へ応答を送信する（ステップＳ１０７）。応答は、経路の変更通知が送信された「保守スロット」が含まれるフレームとは異なるフレームの「保守スロット」にて送信してもよい。

このとき従局１，２の通信装置２，３では、記憶部２１，３１に、新たな経路情報に対応する割付情報が記憶されているか否か、タイムスロットの割り付けの変更に対応できるか否かなどの判断に基づき、経路の変更に対応できるか否かを判断してから応答を送信する構成としてもよい。このとき通信装置２，３は、経路の変更に対応できると判断した場合のみ、応答を主局の通信装置１へ送信する。

主局の通信装置１は、経路の変更通知を送信した後は（Ｓ１０５）、既設構成に含まれる全ての従局の通信装置２，３からの応答を受信したか否かを判断する（ステップＳ１０８）。通信装置１は、全ての従局からの応答を受信していないと判断した場合（Ｓ１０８：ＮＯ）、処理をステップＳ１０８へ戻し、全て受信したと判断するまで待機する。

なお、ステップＳ１０８にて既設構成における全ての従局からの応答を受信せずに一定の上限期間を経過した場合、通信装置１は、新たな通信装置の追加に伴なう接続構成の変更に対応できなかったとして、表示部、音声出力部などを用いて通知するようにしてもよい。作業者が表示部での表示内容又は出力される音声内容よって、接続構成の変更に自動的に対応できなかったことを認識できる。

主局の通信装置１は、ステップＳ１０８にて全ての従局の通信装置２，３からの応答を受信したと判断した場合（Ｓ１０８：ＹＥＳ）、従局１，２へのリセット実行を指令するリセット指令を送信し（ステップＳ１０９）、自身もリセットを実行する（ステップＳ１１０）。そして主局の通信装置１は、ステップＳ１０５にて特定した割付情報に基づき、割り付けを変更し（ステップＳ１１１）、処理を終了する。

ステップＳ１１１において通信装置１は具体的には、特定した割付情報を読み出し、ステップＳ１０５で特定した割付情報に示されるタイムスロットの割り付けに従って通信を行なうように設定する。つまり、自身の送受信のタイムスロットのタイミングを認識する。その後、変更後の接続構成が既設構成となり、ステップＳ１０１の処理から実行が開始される。

一方で従局１，２の通信装置２，３は、ステップＳ１０７にて応答を送信すると共に、主局から送信された経路情報に対応する割付情報を記憶部２１，３１から特定する（ステップＳ１１２）。具体的には通信装置２，３は上述のように、送信された経路情報が含む送信元、宛先及び中継装置を示すノード番号に基づいて、接続構成を特定し、特定した接続構成に対応付けられている割付情報を記憶部２１，３１から読み出す。なお、ステップＳ１１２は、ステップＳ１０７の応答の送信前の手順であってもよい。

従局１，２の通信装置２，３は、変更後の経路に対応するタイムスロットの割り付けの割付情報を特定している状態で、未だ割り付けの変更を行なわずに、無線通信部２２，３２により、主局の通信装置１からのリセット指令を受信したか否かを判断する（ステップＳ１１３）。通信装置２，３は、リセット指令を受信していないと判断した場合（Ｓ１１３：ＮＯ）、処理をステップＳ１１３へ戻し、リセット指令を受信するまで待機する。

なおここで、通信装置２，３は、主局の通信装置１からのリセット指令を受信せずに一定の上限期間を待機した場合、接続構成の変更及びこれに伴なう各通信へのタイムスロットの割り付けの変更は中止されたと判断し、ステップＳ１０１へ戻って既設構成における通信を続行する構成としてもよい。上述のように一部の従局にて経路の変更に対応できない場合、フレームにおけるタイムスロットの割り付けの変更は実行できないから、既設構成における通信に戻す。

通信装置２，３は、ステップＳ１１３にてリセット指令を受信したと判断した場合（Ｓ１１３：ＹＥＳ）、リセットを実行し（ステップＳ１１４）、ステップＳ１１２にて特定した割付情報に基づき、割り付けを変更し（ステップＳ１１５）、処理を終了する。その後は、経路の変更後の接続構成が既設構成となり、ステップＳ１０２の処理から実行が開始される。

図６のフローチャートに示した処理手順により、新たに通信装置が追加されて接続構成が変更になった場合に、自動的にタイムスロットの割り付けが変更される例を、具体例を挙げて説明する。

図７は、本実施の形態における交通信号制御システムに新たに従局３の通信装置が追加される場合の経路情報の追加例を示す説明図である。図７の説明図の構成は、図４と同様である。

図７に示すように、新たに追加される従局３の通信装置は、従局２の通信装置３に、主局及び従局１〜３が直列となるように接続される。これに応じて、主局の通信装置１には、図７の太線の罫線で囲まれた経路番号「３」の経路情報が入力される。主局の通信装置１は、新たな経路情報を受け付け（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、当該経路情報における宛先のノード番号「３」により、既設構成のノード「０」、「１」、「２」以外に新たな装置が加わることを認識する。そして、通信装置１は、新たに追加された経路番号「３」の経路情報に基づき、送信元のノード番号「０」の通信装置１自身から、追加された宛先のノード番号「３」の通信装置までの経路には、中継装置としてノード番号「１」及び「２」の通信装置２，３を介することから、主局からのノードの接続構成を「０」→「１」→「２」→「３」の直列構成であることを特定できる。通信装置１は、特定した４つのノードが直列に接続される接続構成に対応付けられる割付情報を特定する（Ｓ１０４）。

なお、図７に示すように、経路情報には備考情報が含まれている。通信装置１は、当該備考情報に基づき、当該経路は追加されたということを認識してもよい。接続構成の変更に伴ない、送信元及び宛先のノード番号は同一であっても中継装置のノード番号が変更になった場合などは対応する経路情報の備考情報には「変更」などの情報を含めておく。これにより、通信装置１は、追加される従局は無いが経路が変更となったことを、誤ることなく迅速に認識することができる。

図８は、本実施の形態における交通信号制御システムに新たに従局３の通信装置が追加されたことによるタイムスロットの割り付けの変更の例を示す説明図である。図８の説明図の構成は、図５の説明図と同様であり、図５に示したタイムスロットの割り付けが、処理の実行によって図８に示すタイムスロットの割り付けへ変更されることを示している。

図８に示される変更後のタイムスロットの割り付けは、図７に示す接続構成に対応する。図８に示す例では、図７に示す接続構成のように従局３の通信装置の追加に対応して、１フレーム内における情報用のタイムスロットの数が増加している。具体的には、変更後の任意のｋ’番目のフレームでは、主局から従局への「保守スロット」が従局３のために１つ増加し、タイムスロット「１」〜「３」が「保守スロット」となっている。

また、図８に示すように、情報用のタイムスロットの３番目、即ちタイムスロット「６」に、主局であるノード番号「０」の通信装置１と、ノード番号「３」の通信装置との間の経路番号「３」の送受信経路に対応する送受信のタイムスロットが挿入されていることが示されている。変更後の接続構成では、ノード番号「０」の通信装置１と、従局３であるノード「３」の通信装置との間には、中継装置としてノード番号「１」の従局１の通信装置２と、ノード番号「２」の従局２の通信装置とが存在する。したがって、タイムスロット「６」「８」「９」「１０」「１２」「１５」に、経路番号「３」の送受信経路に対応する中継を含む送受信のタイムスロットが挿入されている。

図９は、本実施の形態における交通信号制御システムに新たに従局３の通信装置が追加される場合の経路情報の他の追加例を示す説明図である。図９の説明図の構成は、図４及び図７と同様である。

図９に示す例では、新たに追加される従局３の通信装置は、主局に直接接続されている。これに応じて、主局の通信装置１には、図９の太線の罫線で囲まれた経路番号「３」の経路情報が入力される。主局の通信装置１は、新たな経路情報を受け付け（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、当該経路情報における宛先のノード番号「３」により、既設構成のノード「０」、「１」、「２」以外に新たな装置が加わることを認識する。そして、通信装置１は、新たに追加された経路番号「３」の経路情報に基づき、送信元のノード番号「０」の通信装置１自身から、追加された宛先のノード番号「３」の通信装置までの経路には、中継装置が存在しない（「０」）ことから、主局からのノードの接続構成を「０」→「１」→「２」、及び「０」→「３」の接続構成であることを特定できる。通信装置１は、特定した接続構成に対応付けられる割付情報を特定する（Ｓ１０４）。

図１０は、本実施の形態における交通信号制御システムに新たに従局３の通信装置が追加されたことによるタイムスロットの割り付けの変更の他の例を示す説明図である。図１０の説明図の構成は、図５の説明図と同様であり、図５に示したタイムスロットの割り付けが、処理の実行によって図１０に示すタイムスロットの割り付けへ変更されることを示している。

図１０に示される変更後のタイムスロットの割り付けは、図９に示す接続構成に対応する。図１０に示す例では、図９に示す接続構成のように従局３の通信装置の追加に対応して、１フレーム内における情報用のタイムスロットの数が増加している。具体的には、変更後の任意のｋ”番目のフレームでは、主局から従局への「保守スロット」が従局３のために１つ増加し、タイムスロット「１」〜「３」が「保守スロット」となっている。

また、図１０に示すように、情報用のタイムスロットの４番目、即ちタイムスロット「７」に、主局であるノード番号「０」の通信装置１と新たなノード番号「３」の通信装置との間の、経路番号「３」の送受信経路に対応する送受信のタイムスロットが挿入されていることが示されている。変更後の接続構成では、ノード番号「０」の通信装置１と、従局３であるノード「３」の通信装置との間は直接接続されているから、タイムスロット「７」「８」に、経路番号「３」の送受信経路に対応する直接的な送受信のタイムスロットが挿入されている。

このように、本実施の形態では、交通制御用の情報を送受信する通信装置間の通信においてシステムに変更がある場合、主装置のみに経路情報の設定を行なうことにより、タイムスロットの割り付けの変更が自動的に行なわれ、他の従装置への設定は不要である。これにより、数十〜百数十ｍ、数百ｍ離れている通信装置１，２，３で個別に、設定変更の作業を行なう必要がなく、メンテナンス性が向上する。自動化により、人が移動して作業するよりも迅速に変更が可能であり、システムの変更時の機能の停止によって起こり得る交通渋滞などのトラブルを防ぐこともできる。

また、主局の通信装置１が、設定の変更に対して全ての従局からの応答があって初めてタイムスロットの割り付けの変更を行なわせることにより、一部でも従局にて割り付けの変更ができないにも拘わらず、無理に変更することを回避する。結局全ての通信装置にて設定を変更する作業をしなければならなくなる可能性をより少なくすることができる。

なお、開示された実施の形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上述の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１，２，３ 通信装置
１１，２１，３１ 記憶部
１２，２２，３２ 無線通信部
１３ 入力部

Claims (4)

1. 路上の複数の地点に設けられた交通設備又は該交通設備の近傍に各設置される複数の通信装置を含み、各通信装置は夫々、各通信装置間での通信に割り付けられる複数のタイムスロットの内の自身に割り付けられたタイムスロットで通信する時分割多重通信を行なうようにしてある通信システムであって、
   各通信装置は、
   前記複数の通信装置間の接続構成に応じて、送信元の通信装置、送信先の通信装置、及び前記送信元と送信先との間の通信装置を夫々識別する情報によって送受信経路を特定する経路情報を記憶しておく手段と、
   前記接続構成及び前記経路情報に対応する各通信装置間の通信へのタイムスロットの割り付けを示す割付情報を記憶しておく手段と
   を備え、
   一の通信装置は、
   変更後の接続構成に応じた新たな送受信経路を特定する経路情報の入力を受け付ける手段と、
   受け付けた新たな経路情報と共に、経路の変更通知を他の通信装置へ送信する手段と、
   送信後に自身に対応するタイムスロットの割り付けの設定を変更する手段と
   を備え、
   他の通信装置は、経路の変更通知と共に送信される新たな経路情報に対応する割付情報に基づき、自身に対応するタイムスロットの割り付けの設定を変更する手段を備えること
   を特徴とする通信システム。
2. 前記一の通信装置は、変更前の設定に基づく動作を停止し、変更後の設定に基づく動作を開始させるリセット指令を前記他の装置へ送信する手段を備え、
   前記他の通信装置は、
   前記リセット指令を受信する手段と、
   リセット指令を受信した場合に前記割り付けの設定を変更し、リセットを実行するようにしてあること
   を特徴とする請求項１に記載の通信システム。
3. 前記他の通信装置は、前記一の通信装置から送信される経路の変更通知に対する応答を送信する手段を備え、
   前記一の通信装置は、
   前記他の通信装置からの応答を夫々受信する手段と、
   前記他の通信装置からの応答を全て受信したか否か判断する手段と、
   受信したと判断した場合に、前記他の通信装置へ前記リセット指令を送信するようにしてあること
   を特徴とする請求項２に記載の通信システム。
4. 路上の複数の地点に設けられた交通設備又は該交通設備の近傍に各複数の通信装置を含み、各通信装置は夫々、各通信装置間での通信に割り付けられる複数のタイムスロットの内の自身に割り付けられるタイムスロットで通信する時分割多重通信を行なう通信方法であって、
   各通信装置は、
   前記複数の通信装置間の接続構成に応じて、送信元の通信装置、送信先の通信装置、及び前記送信元と送信先との間の通信装置を夫々識別する情報によって送受信経路を特定する経路情報を記憶しておき、更に、
   前記接続構成及び前記経路情報に対応する各通信装置間の通信へのタイムスロットの割り付けを示す割付情報を記憶しておき、
   一の通信装置は、
   接続構成が変更される場合に、変更後の接続構成に応じた新たな送受信経路を特定する経路情報の入力を受け付け、
   受け付けた新たな経路情報と共に、経路の変更通知を他の通信装置へ送信し、
   送信後に自身に対応するタイムスロットの割り付けの設定を変更し、
   他の通信装置は、経路の変更通知と共に送信される新たな経路情報に対応する割付情報に基づき、自身に対応するタイムスロットの割り付けの設定を変更する
   ことを特徴とする通信方法。

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