JP6301752B2

JP6301752B2 - 情報サービス表示システムおよび時刻同期方法

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Publication number: JP6301752B2
Application number: JP2014130186A
Authority: JP
Inventors: 俊一加賀屋; 山本　雅之; 雅之山本
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2014-06-25
Filing date: 2014-06-25
Publication date: 2018-03-28
Anticipated expiration: 2034-06-25
Also published as: JP2016009365A

Description

本発明は、情報サービス表示システムに係り、特に鉄道車両向けの情報サービス表示システムにおける時刻同期方法に関するものである。

鉄道車両に搭載される情報サービス表示システムは、車両が停車する駅名等の情報のみならず、各駅における車両の停車位置、乗り換え案内、他の路線を含む運行情報、さらに昨今では企業の宣伝情報や停車駅近辺の飲食店情報等、様々な情報を、多様な形態で表示している。

情報サービス表示システムの構成には、計算機に複数の表示器を接続し、様々な情報を複数の表示器に表示する集中型構成と、各表示器に計算機を含み、各表示器が独立して様々な情報を表示する分散型構成がある。計算機が故障するという観点に立つと、集中型構成では、計算機に接続する複数の表示器が表示不能となるので、情報サービス表示システムとして分散型構成が望ましい。

従来の鉄道車両向け分散型計算機システムの一例として、特許文献１には、位置識別媒体が不要であり、通信のスループットを向上させることができ、かつ、分散された計算機に、それぞれの設置位置に応じた、表示装置への表示制御動作を独立して実行させる鉄道車両向け分散型計算機システムが記載されている。

特開２０１３−０７７９９６号公報

特許文献１に記載の分散型計算機システムは、それぞれの設置位置に応じた表示制御動作を独立して実行させることが可能である半面、複数台の表示装置に同時に同じ情報を表示させる場合に、各表示装置の時刻が同期していないために、表示情報の表示タイミングがずれる可能性がある。すなわち、分散型構成の弱点が顕在化する可能性がある。

そこで本発明では、複数の表示装置の時刻データを同期させることを目的とする。

開示する情報サービス表示システムは、複数の表示装置が、車両に備えた端末装置と接続され、端末装置が情報サービス管理装置と接続され、表示装置は、情報サービス管理装置からの基準時刻データと表示装置のタイマの第１の時刻データとの所定時間を超えるずれの検出に応答して、タイマの温度特性の補償、端末装置からの第２の時刻データにタイマの第１の時刻データを同期させる時刻データ補正、および基準時刻データにタイマの第１の時刻データを同期させる時刻データ補正を段階的に実行する。

開示する情報サービス表示システムによれば、複数の表示装置の時刻データを同期させることができる。

情報サービス表示システム１００の構成例である。情報サービス表示システムを鉄道車両に搭載した場合の構成例である。情報サービス管理装置および端末装置のハードウェア構成例である。表示装置のハードウェア構成例である。情報サービス管理装置、端末装置および表示装置内の時刻同期処理部のハードウェア構成例である。情報サービス管理装置および端末装置のソフトウェアのブロック図である。の表示装置ソフトウェアのブロック図である。情報サービス表示システムにおける電源投入から表示装置がサービス情報を表示するまでのシーケンス図である。表示装置の時刻同期処理プログラムの処理フローチャートである。表示装置の時刻データの補正処理のフローチャートである。情報サービス管理装置、端末装置および表示装置に格納されている状態管理表である。情報サービス管理装置、端末装置および表示装置に格納されている状態管理表である。表示装置が時刻データの補正処理中となった場合の例である。情報サービス管理装置が停止となった場合の例である。

図１は、情報サービス表示システム１００の構成例である。図１において、情報サービス表示システム１００は、情報サービス配信装置１０１から外部ネットワーク１０３を介して、情報サービス管理装置１０２が表示情報を受信する。

情報サービス表示システム１００において、情報サービス管理装置１０２は、車両間ネットワーク１０４を介して端末装置１１１、１２１、１３１と接続する。図１では３台の端末装置と接続している例を示しているが、端末装置は、車両編成に応じた台数になる。各車両において、端末装置は複数台の表示装置と車両内ネットワークを介して接続される。例えば、１両目の車両では、端末装置１１１が車両内ネットワーク１１４を介して、表示装置１１２、１１３と接続されている。

各表示装置は、情報サービス表示システム１００の全体として、それぞれ識別子（たとえば、ユニークとなる番号が割り振られており、同じ番号は存在しない）が付されている。識別子は、車両の編成順を示す情報（たとえば、１両目の表示装置には１０番台の番号、２両目の表示装置には２０番台の番号）を含んでいる。

図２は、情報サービス表示システム１００を鉄道車両に搭載した場合の構成例である。情報サービス表示システム１００は、鉄道車両に搭載した場合、鉄道車両（１両目）２０１に情報サービス管理装置１０２、端末装置１１１、電源２１０、表示装置２１１〜２１８を備える。端末装置１１１と表示装置２１１〜２１８は車両内ネットワーク１１４で接続される。鉄道車両（２両目）には端末装置１２１、電源２２０、表示装置２２１〜２２２を備える。端末装置１２１と表示装置２２１〜２２２は車両内ネットワーク１２４で接続される。

図３は、情報サービス管理装置および端末装置のハードウェア構成例である。情報サービス管理装置１０２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３０１、メインメモリ３０２、I/O（Input Output：入出力制御装置）３０３、読み込み及び書き込み可能な記憶部３０４、通信I/F（Interface）３０５、３０６、時刻同期処理部３０７を備える。また、メインメモリ３０２にはソフトウェア３０８が格納されている。

端末装置１１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３１１、メインメモリ３１２、I/O（Input Output：入出力制御装置）３１３、読み込み及び書き込み可能な記憶部３１４、通信I/F（Interface）３１５、３１６、時刻同期処理部３１７を備える。また、メインメモリ３１２にはソフトウェア３１８が格納されている。

図４は、表示装置のハードウェア構成例である。表示装置１１はＣＰＵ（Central Processing Unit）４０１、メインメモリ４０２、I/O（Input Output：入出力制御装置）４０３、読み込み及び書き込み可能な記憶部４０４、通信I/F（Interface）４０５、時刻同期処理部４０６を備える。また、メインメモリ４０２にはソフトウェア４０８が格納されている。

図５は、情報サービス管理装置１０２、端末装置１１１および表示装置１１２内の時刻同期処理部のハードウェア構成例である。図５の符号は、情報サービス管理装置１０２の時刻同期処理部３０７を代表させて付してある。時刻同期処理部３０７は時刻比較部５０１、時刻生成部５０２、環境センサ５０３を備える。また、時刻同期処理部３０７はI/O３０３と接続されている。

図６は、情報サービス管理装置１０２および端末装置１１１のメインメモリ３０２、３１２に格納されるソフトウェア３０８、３１８のブロック図である。図６の符号は、情報サービス管理装置１０２のソフトウェア３０８を代表させて付してある。したって、図６の説明において、情報サービス管理装置１０２および端末装置１１１を互いに読み替えることにより、概ね端末装置１１１の構成、動作となる。

ソフトウェア３０８は基本OS６０１、時刻同期処理プログラム６０２、状態管理表６０３、生存監視プログラム６０４、サブシステム６０５、アプリケーション６０６、システムサービス６０７を備える。基本OS６０１では資源管理、プロセス管理、タイマ管理等を行う。

生存監視プログラム６０４では、通信I/F３０６および車両間ネットワーク１０４を介して、端末装置１１１と生存通知電文を送受信する。電文の送受信は、汎用通信プロトコルを使って実行される。生存監視プログラム６０４は、端末装置１１１からの接続を待ち、接続された場合には電文を受信して、サブシステム６０５からの読み出し要求に対応して受信内容をサブシステム６０５に転送する。生存監視プログラム６０４は、サブシステム６０５からの生存確認電文送信要求に対応して、複数の端末装置１１１に生存確認電文を送信する。

状態管理表６０３は、情報サービス管理装置１０２および端末装置１１１のそれぞれの状態を示すものである。アプリケーション６０６は、表示装置１１２に表示する情報を端末装置１１１へ送信するなどの処理を実行する。システムサービス６０７は、障害情報や統計情報の閲覧等のサービス処理を実行する。

割込処理６１４は、ＣＰＵ３０１に対する割込み入力に応答して、障害情報の保存などの処理を実行する。通信処理６１３は、端末装置１１１と通信するために車両間ネットワーク１０４を制御する。

図７は、表示装置１１２のメインメモリ４０２に格納されるソフトウェア４０８のブロック図である。ソフトウェア４０８は、基本OS７０１、時刻同期処理プログラム７０２、状態管理表７０３、サブシステム７０４、アプリケーション７０５、システムサービス７０６を備える。基本OS７０１では資源管理、プロセス管理、タイマ管理等を行う。

状態管理表６０３は、表示装置１１２の状態を示すものである。アプリケーション７０５は、端末装置１１１から受信した表示情報を画面表示するなどの処理を実行する。システムサービス７０６は、表示装置１１２の障害情報や統計情報の閲覧等を端末装置１１１を介して情報サービス管理装置１０２に送信するなどの処理を実行する。

割込処理７１４は、ＣＰＵ４０１に対する割込み入力に応答して、障害情報の保存などの処理を実行する。通信処理７１３は、端末装置１１１と通信するために車両内ネットワーク１１４を制御する。

図８は、情報サービス表示システムにおける電源投入から表示装置がサービス情報を表示するまでのシーケンス図である。

各装置が起動し（８１１、８３１、８４１，８５１、８６１、８７１）、表示装置（８０１、８０２、８０３、以下８０１）の起動完了（８５２、８６２、８７２）が端末装置１１１で確認されると（８４３）、その確認情報が端末装置１１１から情報サービス管理装置１０２へ転送され（８３３）、さらに情報サービス配信装置１０１まで転送される。表示装置８０１の起動確認情報を受信した情報サービス配信装置１０１は、情報サービス管理装置１０２へ基準時刻データを送信する（８１２）。基準時刻データを受け取った情報サービス管理装置１０２は端末装置１１１および各表示装置８０１へ時刻同期処理の開始を指示する（８３４、８４４、８５３、８６３、８７３）。時刻同期処理の開始の指示に応答して、端末装置１１１および各表示装置８０１は時刻同期動作を開始する（８３５）（時刻同期処理については後述する）。時刻同期動作開始後、情報サービス管理装置１０２から端末装置１１１へ表示情報の送信が開始される（８３６、８４５）。端末装置１１１から各表示装置８０１へ表示情報が送信され、表示開始となる（８５４）。

図９は、情報サービス配信装置１０１または情報サービス管理装置１０２から基準時刻データ（９０１、９０２）を受信した場合、および端末装置１１１から時刻データ（９０３）を受信した場合を併せて、表示装置１１２の時刻同期処理プログラム７０２の処理フローチャートである。ここでは、表示装置として表示装置１１２を代表させて説明する。表示装置１１２による時刻データ送信（９０４）は、表示装置１１２内の時刻生成部（タイマ（時計））の時刻データを時刻同期処理プログラム７０２へ送信することである。

時刻同期処理プログラム７０２は、基準時刻データを受信する（９１１）。情報サービス配信装置１０１または情報サービス管理装置１０２から基準時刻データ（９０１、９０２）を受信できない場合は、基準時刻データ（９０１、９０２）の代わりに、端末装置１１１から時刻データ（９０３）を用いる。

時刻同期処理プログラム７０２は、基準時刻データを受信できない場合、端末装置１１１から時刻データ（９０３）を受信し、表示装置１１２のタイマ（時計）の時刻データを受信する（９１２）。時刻同期処理プログラム７０２は、表示装置１１２のタイマ（時計）の時刻データと基準時刻データ又は端末装置１１１から時刻データとを比較し（９１３）、その差が所定時間内であるかを判定する（９１４）。所定時間とは、複数の表示装置の画面の表示タイミングのずれが、人にとって違和感がなければよい時間である。同じ表示内容を表示する複数の表示装置を並べるようなシステムや、複数の表示装置間で同期をとって一つの画面を表示するシステムでは10ｍ秒以内に制御される必要があるが、鉄道車両向けの情報サービス表示システムでは、同じ表示内容の複数の表示装置は、距離をおいて、または画面の方向を変えて（例えば対向して）設置されるので、100ｍ秒以内に制御されれば十分である。したがって、所定時間は、システムの構成や運用を考慮して予め定められる。

比較の結果、所定時間内であれば）、処理を終了する。比較の結果、所定時間を超えているならば、時刻同期処理プログラム７０２は、既に実行した補正処理が制限回数以下であるかを判定する（９１５）。制限回数以下の場合は、時刻同期処理プログラム７０２は、時刻データ補正処理を実行する（９１６）。制限回数を超過している場合は、時刻同期処理プログラム７０２は、異常処理を実行する（９１７）。異常処理を実行する場合は、制限回数に達する補正処理によっても、表示装置１１２のタイマ（時計）の時刻データにずれが生じていることを表している。したがって、異常処理は、表示装置１１２の画面に、時刻のずれに伴う不具合がある旨を表示する、場合によっては表示画面を消す（ディスプレイ電源を切る）ことになる。補正処理の回数は、時刻同期処理プログラム７０２による異常処理後の修理などに伴いリセットされる。

図１０は、表示装置１１２の時刻同期処理プログラム７０２による、時刻データの補正処理のフローチャートであり、図９のステップ９１６の詳細である。時刻同期処理プログラム７０２は、環境センサから温度データを取得する（１００１）。時刻同期処理プログラム７０２は、取得した温度データに基づいて、時刻データの補正処理１を実行する（１００２）。表示装置１１２は、図示を省略する温度データと補正値の対応表を有している。この対応表は、表示装置１１２内のタイマ（時計）の温度特性を表す表である。たとえば、環境センサから温度データとして３０℃を取得し、タイマ（時計）の温度特性を表す対応表に、３０℃に対応して−0.5秒が設定されている場合、時刻同期処理プログラム７０２は、表示装置１１２内のタイマ（時計）の時刻データを0.5秒遅らせる。このタイマの温度特性を補償する補正が、時刻データ補正処理１である。

時刻同期処理プログラム７０２は、時刻データの比較する（１００３）。この時刻データ比較は、図９のステップ９１３と同様の処理である。時刻同期処理プログラム７０２は、時刻データ比較の結果、その差が前述の所定時間内であるかを判定する（１００４）。所定時間内である場合、表示タイミングのずれが人にとって違和感がないので、時刻同期処理プログラム７０２は、処理を終了する。

時刻データ比較の結果、その差が所定時間を超えている場合、時刻同期処理プログラム７０２は、ステップ９１２で受信した、端末装置１１１からの時刻データを時刻生成部（タイマ（時計））の時刻データとして設定する（１０１１）。この端末装置１１１からの時刻データにタイマ（時計）の時刻データを同期させる処理が、時刻データ補正処理２である。端末装置１１１からの時刻データに同期すれば、同じ車両の表示装置間の表示タイミングのずれを解消できる可能性があるからである。

時刻同期処理プログラム７０２は、時刻データの比較する（１０１２）。この時刻データ比較は、図９のステップ９１３と同様の処理である。時刻同期処理プログラム７０２は、時刻データ比較の結果、その差が前述の所定時間内であるかを判定する（１０１３）。所定時間内である場合、時刻同期処理プログラム７０２は、処理を終了する。

時刻データ比較の結果、その差が所定時間を超えている場合、時刻同期処理プログラム７０２は、ステップ９１１で受信した、情報サービス配信装置１０１または情報サービス管理装置１０２から受信した基準時刻データを時刻生成部（タイマ（時計））の時刻データとして設定する（１０２１）。この基準時刻データにタイマ（時計）の時刻データを同期させる処理が、時刻データ補正処理３である。

以上のように、時刻同期処理プログラム７０２は、時刻データの補正を、タイマ（時計）の温度特性を補償する時刻データ補正処理１、端末装置１１１からの時刻データにタイマ（時計）の時刻データを同期させる時刻データ補正処理２、および基準時刻データにタイマ（時計）の時刻データを同期させる時刻データ補正処理３を段階的に実行する。

図１１は、情報サービス管理装置、端末装置および表示装置格納されている状態管理表（６０３、７０３）を示す。図１１の状態管理表は、各装置の名称（１１０１）、区分（１１０２）、ＩＰアドレス（１１０３）、状態１（１１０４）、状態２（１１０５）を示す。

区分１１０２では基準時刻データとする装置を「マスタ」とし、時刻データの比較対象装置を「スレーブ」として示す。図１１では情報サービス配信装置を「マスタ」としているため、情報サービス配信装置の時刻データを基準時刻データとする。ＩＰアドレス１１０３は各装置間の通信にて使用するＩＰアドレスを示す。状態１（１１０４）では、各装置の動作状態を示す。図１１では全装置が「稼動」している例である。状態２（１１０５）は時刻同期状態を示す。図１１では、表示装置２１が補正処理中であることを示す。

図１２も図１１同様に、情報サービス管理装置、端末装置および表示装置格納されている状態管理表を示す。図１２では、情報サービス管理装置が停止し、端末装置１が「マスタ」となった例を示す。情報サービス管理装置が停止しているため、情報サービス配信装置と通信ができないため、情報サービス配信装置の状態１は「不明」としている。

図１３は、表示装置が時刻データの補正処理中となった場合の例を示す。各装置の状態は図１１の状態管理表が示す状態である。情報サービス管理装置１０２、端末装置１１１、１２１および表示装置２２１以外の表示装置（２１１〜２１８、２２２）は同期状態（１３０１）であり、表示装置２２１は補正処理中（１３０２）である。この場合は、表示装置２２１以外の表示装置は同期して、同時に情報を表示することが可能である。

図１４は、実施形態の情報サービス管理装置が停止となった場合の例を示す。各装置の状態は図１２の状態管理表が示す状態である。情報サービス管理装置１０２が停止しており（１４０１）、情報サービス配信装置を通信することはできないが、端末装置１１１の時刻データを基準時刻とし、表示装置（２１１〜２１８）および端末装置１２１と表示装置（２２１〜２２２）は同期して、各装置の記憶部に保存されている情報に基づいて同時に情報を表示することが可能である。

１０１：情報サービス配信装置、１０２：情報サービス管理装置、１１１、１２１、１３１：端末装置、１１２、１１３、１２２、１２３、１３２、１３３：表示装置。

Claims

複数の表示装置が、車両に備えた端末装置と接続され、前記端末装置が情報サービス管理装置と接続される情報サービス表示システムにおいて、前記表示装置は、前記情報サービス管理装置からの基準時刻データと前記表示装置のタイマの第１の時刻データとの所定時間を超えるずれの検出に応答して、前記タイマの温度特性の補償、前記端末装置からの第２の時刻データに前記タイマの前記第１の時刻データを同期させる時刻データ補正、および前記基準時刻データに前記タイマの前記第１の時刻データを同期させる時刻データ補正を段階的に実行することを特徴とする情報サービス表示システム。
請求項１に記載の情報サービス表示システムにおいて、前記表示装置は、前記端末装置および前記情報サービス管理装置の状態情報を含む状態管理表を有し、前記状態管理表を参照して、前記端末装置からの前記第２の時刻データと前記情報サービス管理装置からの前記基準時刻データを前記タイマの前記第１の時刻データの補正に選択的に用いることを特徴とする情報サービス表示システム。
複数の表示装置が、車両に備えた端末装置と接続され、前記端末装置が情報サービス管理装置と接続される情報サービス表示システムにおける前記表示装置の時刻同期方法であって、
前記表示装置は、前記情報サービス管理装置からの基準時刻データと前記表示装置のタイマの第１の時刻データとの所定時間を超えるずれの検出に応答して、前記タイマの温度特性を補償し、
前記温度特性の補償後に、前記情報サービス管理装置からの前記基準時刻データと前記表示装置のタイマの前記第１の時刻データとの前記所定時間を超えるずれの検出に応答して、前記端末装置からの第２の時刻データに前記タイマの前記第１の時刻データを同期させ、前記第２の時刻データへの前記タイマの前記第１の時刻データの同期後に、前記情報サービス管理装置からの前記基準時刻データと前記表示装置の前記タイマの前記第１の時刻データとの前記所定時間を超えるずれの検出に応答して、前記基準時刻データに前記タイマの前記第１の時刻データを同期させることを特徴とする時刻同期方法。
請求項３に記載の時刻同期方法において、前記表示装置は、前記端末装置および前記情報サービス管理装置の状態情報を含む状態管理表を有し、前記状態管理表を参照して、前記端末装置からの前記第２の時刻データと前記情報サービス管理装置からの前記基準時刻データを前記タイマの前記第１の時刻データの補正に選択的に用いることを特徴とする時刻同期方法。