JP5583079B2 - 伝送状態監視装置及び伝送状態判定方法 - Google Patents

Description

本発明は、駅間に敷設されたメタル通信回線上の伝送状態を判定する伝送状態監視装置等に関する。

鉄道の運行管理システムにおいては、各駅に設置された駅装置間のデータの伝送を、駅間に敷設されたメタル通信回線等の通信回線を介して行っている（例えば、特許文献１参照）。

特開平７−３２９７８６号公報

ところで、このメタル通信回線を介した駅間の伝送状態を監視するための構成として、例えば図５（ａ）に示す構成が考えられる。図５（ａ）に示すように、各駅（Ａ駅及びＢ駅）には駅装置１００（１００ａ，１００ｂ）が設置され、これらの駅装置１００は、駅間に敷設されたメタル通信回線２０によって通信可能に接続されている。

図５では、Ａ駅からＢ駅に向けて伝送が行われる場合を示している。この場合、受信側のＢ駅には、レベル計４００が設置される。このレベル計４００は、メタル通信回線２０に接続され、メタル通信回線２０上の信号レベルの平均値を計測値として出力する。また、送信側のＡ駅の駅装置１００（１００ａ）は、通常符号生成部１１と、測定用符号生成部１２と、切り替えスイッチ１３とを有する。測定用符号生成部１２は、伝送状態の監視の際に用いられる測定用符号を生成する。切り替えスイッチ１３は、メタル通信回線２０への出力を、通常符号生成部１１にて生成された通常符号、或いは、測定用符号生成部１２にて生成された測定用符号に切り替える。

図５（ｂ）に、駅装置１００からメタル通信回線２０に出力される信号の概要を示す。図５（ｂ）において、上側は通常符号を示し、下側は測定用符号を示している。ここで、メタル通信回線２０上を伝送される信号は、送信したい符号（データ）を、所定の変調方式（具体的には、位相変調或いは周波数変調）にて変調した振幅一定の搬送波信号である。通常符号とは、駅装置間で送受信される通常の符号（データ）である。メタル通信回線２０上には、符号が伝送される（搬送波信号が伝送される）期間と、符号が伝送されない（搬送波信号が伝送されない）休止期間とがある。一方、測定用符号は、休止期間が無い連続符号である。

このような構成において、メタル通信回線２０上の伝送状態の監視の際には、先ず、送信側（Ａ駅）の駅装置１００を停止させ、切り替えスイッチ１３の切り替え操作によって、メタル通信回線２０に送出される符号を通常符号から測定用符号に切り替える。そして、停止させていた駅装置１００を再稼働させた後、受信側（Ｂ駅）のレベル計４００による計測値（信号レベルの平均値）をもとに、メタル通信回線２０上の伝送状態の正常／異常を判定する。伝送状態の正常／異常の判定は、例えば、計測値が所定の閾値を超えるか否かによって行う。

メタル通信回線２０に伝送される符号を切り替える必要がある理由は、図５に示したように、通常符号には搬送波信号が無い休止期間があるからである。つまり、レベル計４００は、メタル通信回線２０上の信号レベルの平均値を計測値として出力するため、通常の伝送状態では、レベル計４００による計測値の低下が、メタル通信回線２０の異常によるものか、通常符号の休止期間によるものかを判断できない。このため、測定用符号として連続符号を出力する必要がある。

このように、伝送状態の判定といっても、通常の伝送状態における判定ができず、測定用符号生成部１２や切り替えスイッチ１３等の追加回路が必要となる上、測定には手間と時間がかかる。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、駅間に敷設されたメタル通信回線の伝送状態の監視を、通常の伝送を行っている状態で行えるようにすることである。

上記課題を解決するための第１の形態は、
符号が有る場合に振幅一定の搬送波信号が伝送される駅間に敷設されたメタル通信回線（例えば、図１のメタル通信回線２０）に接続して、当該メタル通信回線上の伝送状態を監視する伝送状態監視装置（例えば、図１の伝送状態監視装置３０）であって、
前記メタル通信回線上に前記符号が伝送されたか否かを判定する符号判定手段（例えば、図３の符号判定回路３２及びＣＰＵ３３）と、
前記符号判定手段により符号が伝送されたと判定された時の前記メタル通信回線上の信号レベルに基づいて、当該メタル通信回線上の伝送状態を判定する状態判定手段（例えば、図３のレベル検知回路３１及びＣＰＵ３３）と、
を備えた伝送状態監視装置である。

また、他の形態として、
符号が有る場合に振幅一定の搬送波信号が伝送される駅間に敷設されたメタル通信回線上の伝送状態を判定するための伝送状態判定方法であって、
前記メタル通信回線上に前記符号が伝送されたか否かを判定する符号判定ステップ（例えば、図４のステップＳ１，Ｓ７）と、
前記符号判定ステップで符号が伝送されたと判定された時の前記メタル通信回線上の信号レベルに基づいて、当該メタル通信回線上の伝送状態を判定する状態判定ステップ（例えば、図４のステップＳ１５）と、
を含む伝送状態判定方法を構成しても良い。

この第１の形態等によれば、符号が有る場合に振幅一定の搬送波信号が伝送されるメタル通信回線上の伝送状態の監視として、メタル通信回線上に符号が伝送されたか否かが判定され、符号が伝送されたと判定されたときのメタル通信回線上の信号レベルに基づいて、メタル通信回線上の伝送状態が判定される。これにより、メタル通信回線を介した通常の伝送を行っている状態で、該メタル通信回線上の伝送状態の監視を行うことが可能となる。

また、第２の形態として、第１の形態の伝送状態監視装置であって、
前記状態判定手段は、前記符号判定手段により符号が伝送されたと判定された時の前記メタル通信回線上の信号ピーク値に基づいて、当該メタル通信回線上の伝送状態を判定する、
伝送状態監視装置を構成しても良い。

この第２の形態によれば、メタル通信回線上の伝送状態の判定は、符号が伝送されたと判定された時のメタル通信回線上の信号ピーク値に基づいてなされる。メタル通信回線上で伝送される搬送波信号は、振幅一定の信号である。従って、搬送波信号のピーク値から搬送波信号が減衰しているか否かを判定することが可能となる。

また、第３の形態として、第１又は第２の形態の伝送状態監視装置であって、
前記符号判定手段は、前記搬送波信号から前記符号を復号する復号手段（例えば、図３の符号判定回路３２）を有し、この復号手段により復号できたか否かでもって符号の伝送有無を判定する手段である、
伝送状態監視装置を構成しても良い。

この第３の形態によれば、メタル通信回線上の符号の伝送有無の判定は、搬送波信号から符号を復号し、搬送波信号から符号を復号できたか否かでもってなされる。

また、第４の形態として、第１〜第３の何れかの形態の伝送状態監視装置であって、
前記符号判定手段により符号が伝送されたと判定されている間の信号レベルを記憶部（例えば、図３のメモリ３４）に記憶制御する信号記憶制御手段（例えば、図３のＣＰＵ３３）を更に備え、
前記状態判定手段は、前記記憶部に記憶された信号レベルに基づいて伝送状態を判定する、
伝送状態監視装置を構成しても良い。

この第４の形態によれば、符号が伝送されたと判定されている間の信号レベルが記憶され、メタル通信回線上の伝送状態の判定は、記憶された信号レベルに基づいてなされる。

伝送状態監視装置の適用例。 メタル通信回線上の伝送信号の概要。 伝送状態監視装置の内部構成図。 伝送状態監視処理のフローチャート。 伝送状態の監視のための構成例。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。但し、本発明の適用可能な実施形態がこれに限定されるものではない。

［構成］
図１は、本実施形態の伝送状態監視装置（レベル検知装置）３０の適用例を示す図である。図１に示すように、各駅（Ａ駅及びＢ駅）には駅装置１０が設置され、これらの駅装置１０が、駅間に敷設されたメタル通信回線２０にて通信接続されている。また、駅（Ｂ駅）には、メタル通信回線２０に接続された伝送状態監視装置３０が設置されている。

伝送状態監視装置３０は、メタル通信回線２０で伝送される信号レベルに基づいて、このメタル通信回線２０上の伝送状態を監視する。この伝送状態監視装置３０による伝送状態の監視は、駅装置間の伝送が行われている状態で行われる。例えば、図１に示すように、Ａ駅の駅装置１０ａからＢ駅の駅装置１０ｂへの伝送が行われている場合には、Ｂ駅の伝送状態監視装置３０ｂが、Ｂ駅の駅装置１０ｂの受信信号を取り込み、取り込んだ受信信号のレベルを検知することで、メタル通信回線２０上の伝送状態が正常であるか否かを判定する。

メタル通信回線２０上で伝送される信号は、データの送信開始を示す識別符号（スタートビット）と、送信したいデータの内容を示す符号と、ＣＲＣ等による誤り検出符号と、データの送信終了を示す識別符号（ストップビット）とを含むフレーム又はパケット等の送信データが、例えばＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）方式等の所定の変調方式によって変調された搬送波信号である。ここで、変調方式は変調された搬送波信号の振幅が一定となる方式であり、例えば、位相変調或いは周波数変調である。

図２に、駅装置間で伝送される搬送波信号の概要を示す。図２に示すように、駅装置１０からは符号が常時送信されているのではなく、符号が送信されている期間（出力期間）と、送信されていない期間（休止期間）とがある。伝送状態監視装置３０は、メタル通信回線２０上の信号レベルのうち、出力期間の信号レベルをもとに、メタル通信回線２０上の伝送状態の正常／異常を判定する。

図３は、伝送状態監視装置３０の内部構成図である。図３によれば、伝送状態監視装置３０は、レベル検知回路３１と、符号判定回路３２と、ＣＰＵ３３と、警報出力回路３５とを備えて構成される。

レベル検知回路３１は、ピーク値ホールド回路を有し、受信信号のピーク値を保持（ホールド）する。保持しているピーク値は、ＣＰＵ３３からの、搬送波周波数に応じたリセット信号によってリセットされる。この結果、搬送波信号の各周期のピーク値を検知するように構成される。符号判定回路３２は、メタル通信回線２０上の信号レベルにもとづいて、搬送波信号に対する変調方式に応じた復号方式で符号を復号する。

ＣＰＵ３３は、符号判定回路３２による復号の可否にもとづいて、符号の出力期間を判定する。そして、この出力期間の間にレベル検知回路３１にて検知された信号レベルをもとに、メタル通信回線２０上の伝送状態の正常／異常を判定する伝送状態監視処理（図４参照）を実行する。

警報出力回路３５は、ＣＰＵ３３による伝送状態の判定結果が異常の場合に、所定の警報信号を、監視モニタ等の外部装置に対して出力する。

［処理の流れ］
図４は、ＣＰＵ３３が実行する伝送状態監視処理の流れを説明するフローチャートである。図４によれば、ＣＰＵ３３は、符号判定回路３２から入力される符号を監視し、スタートビットを検出すると（ステップＳ１：ＹＥＳ）、符号の出力期間の開始時点と判断してデータの取り込みを開始する。すなわち、符号判定回路３２から入力される符号をメモリ３４に蓄積記憶させるとともに（ステップＳ３）、レベル検知回路３１から入力される信号レベルをメモリ３４に蓄積記憶させる（ステップＳ５）。

その後、符号に含まれるストップビットを検出すると（ステップＳ７：ＹＥＳ）、符号の出力期間の終了時点と判断し、データ（符号及び信号レベル）の取り込みを終了する。

続いて、メモリ３４に蓄積記憶させた符号に付加されている誤り検出符号を用いた誤り検出を行って、符号が正常に受信されたか否かを判定する（ステップＳ９）。その結果、符号が正常に受信されていないならば（ステップＳ１１：ＮＯ）、取り込んだデータ（信号レベル及び符号）を破棄し（ステップＳ１３）、その後、ステップＳ１に戻る。

一方、符号が正常に受信されたならば（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、続いて、メモリ３４に蓄積記憶させた信号レベルをもとに、メタル通信回線２０上の伝送状態の正常／異常を判定する（ステップＳ１５）。すなわち、メモリ３４に蓄積記憶させた信号レベルに対して、所定期間（例えば、符号の５ビットに相当する期間）毎に信号レベルの平均値を算出する。そして、算出した平均値それぞれについて、所定の閾値を超えるか否かを判定し、その判定結果に応じて、メタル通信回線２０上の伝送状態の正常／異常を判定する。

その結果、伝送状態を異常と判定した場合には（ステップＳ１７：ＮＯ）、警報出力回路３５によって警報信号が外部装置に出力され、警報音の出力や警報ランプの表示といった所定の警報出力がなされる（ステップＳ１９）。その後、ＣＰＵ３３は、ステップＳ１に戻り、同様の処理を繰り返す。

［作用・効果］
このように、本実施形態の伝送状態監視装置３０によれば、ＣＰＵ３３が、符号判定回路３２による復号の可否にもとづいて、符号からメタル通信回線２０上に符号が伝送された期間（出力期間）を判定し、レベル検知回路３１にて検知されたこの出力期間における信号レベル（ピーク値）に基づいて、メタル通信回線２０上の伝送状態を判定する。これにより、駅装置間の通常の伝送を行っている状態で、メタル通信回線２０上の伝送状態の正常／異常を判定することが可能となる。

なお、本発明の適用可能な実施形態は、上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能なのは勿論である。

例えば、伝送状態監視装置３０を駅に設置するのではなく、駅間等の任意の位置に設置して、その位置におけるメタル通信回線２０の伝送状態を判定することにしても良い。

１０ 駅装置
２０ メタル通信回線
３０ 伝送状態監視装置
３１ レベル検知回路、３２ 符号判定回路、３３ ＣＰＵ、３４ メモリ
３５ 警報出力回路

Claims (2)

1. 出力期間の間は誤り検出ビットを含む符号を搬送する振幅一定の所定の変調方式で変調された搬送波信号が伝送され、休止期間の間は前記搬送波信号が伝送されない駅間に敷設されたメタル通信回線に接続して、当該メタル通信回線上の伝送状態を監視する伝送状態監視装置であって、
   前記搬送波信号が伝送されているか否かに関わらず、前記メタル通信回線上の信号レベルに基づいて前記変調方式に応じた復号方式で前記符号の復号を実行する符号判定手段と、
   前記符号判定手段による復号が成功した場合に前記メタル通信回線上に前記符号が伝送されている前記出力期間であることを判定する出力期間判定手段と、
   前記搬送波信号の搬送波周波数に応じた周期で、前記メタル通信回線上の信号レベルのピーク値を検知して、当該検知結果を蓄積記憶する記憶部に出力する検知手段と、
   前記誤り検出ビットに基づく誤り検出を行って前記符号判定手段により復号された符号に誤りが無い場合に、前記記憶部に記憶されたピーク値のうち、前記出力期間判定手段により前記出力期間と判定された間のピーク値を、所定期間ごとに平均処理した各平均値が所定の閾値条件を満たすか否かに基づいて、当該メタル通信回線上の伝送状態を判定する状態判定手段と、
   を備えた伝送状態監視装置。
2. 出力期間の間は誤り検出ビットを含む符号を搬送する振幅一定の所定の変調方式で変調された搬送波信号が伝送され、休止期間の間は前記搬送波信号が伝送されない駅間に敷設されたメタル通信回線上の伝送状態を判定するための伝送状態判定方法であって、
   前記搬送波信号が伝送されているか否かに関わらず、前記メタル通信回線上の信号レベルに基づいて前記変調方式に応じた復号方式で前記符号の復号を実行する符号判定手段による復号が成功した場合に前記メタル通信回線上に前記符号が伝送されている前記出力期間であることを判定する出力期間判定ステップと、
   前記搬送波信号の搬送波周波数に応じた周期で、前記メタル通信回線上の信号レベルのピーク値を検知する検知ステップと、
   前記誤り検出ビットに基づく誤り検出を行って前記符号判定手段により復号された符号に誤りが無いかどうかを判定する誤り判定ステップと、
   前記誤り判定ステップで誤りがないと判定された場合に、前記検知ステップで検知されたピーク値のうち、前記出力期間判定ステップで前記出力期間と判定された間のピーク値を、所定期間ごとに平均処理した各平均値が所定の閾値条件を満たすか否かに基づいて、当該メタル通信回線上の伝送状態を判定する状態判定ステップと、
   を含む伝送状態判定方法。

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