JP7287190B2 - 通信システム、サーバ装置、通信制御方法、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、互いに通信可能に接続された少なくとも二つのサーバ装置を含む通信システム、及び当該通信システムに適用される通信制御方法に関する。

従来、複数のサーバ装置と端末装置とがネットワークを介して接続された通信システムにおいて、一方のサーバ装置をメインサーバとして用い、前記端末装置は前記メインサーバに処理要求を送信し、前記メインサーバが前記処理要求に応じた延在処理を行うシステムが知られている（特許文献１参照）。この通信システムでは、各サーバ装置間でデータや処理履歴などの履歴情報が共有されているため、仮にメインサーバがダウンして他方の予備サーバに切り替えられることにより、当該システムを正常に動作させることができる。

また、他の通信システムとして、端末装置から複数のサーバ装置それぞれに対して依頼要求を送信し、その依頼要求に対する応答が最も早くに受信されたサーバ装置に対して所定の演算処理を指示するシステムが知られている（特許文献２参照）。

特許第６１５７７９７号公報 特開２０１９－４６３５２号公報

しかしながら、前者の通信システムでは、メインサーバと端末装置との間で送受信したデータや処理履歴などの履歴情報がメインサーバから他方の予備サーバに転送されるものであるが、この転送前にメインサーバがダウンした場合は、当該通信システムが動作しなくなるか、或いは誤動作するおそれがある。また、後者の通信システムでは、一つの演算処理依頼に対して、複数のサーバ装置に依頼要求が送信され、各サーバ装置から端末装置に複数の応答信号が送信され、更に、端末装置から特定のサーバ装置に演算指示要求が送信される。そのため、例えば、複数の前記演算処理依頼が連続して生じると、各サーバ装置と端末装置間における通信処理の負担が大きくなる場合がある。

本発明の目的は、複数のサーバ装置のうち、いずれかのサーバ装置に障害が発生してダウンした場合でもシステムを安定して稼働することが可能であり、且つ、複数のサーバ装置と端末装置との間の通信負担を軽減することが可能な通信システム、サーバ装置、通信制御方法、及びプログラムを提供することにある。

(1) 本発明の一の局面に係る通信システムは、互いに通信可能に接続された少なくとも二つのサーバ装置を含む通信システムである。前記通信システムにおいて、各サーバ装置それぞれは、各サーバ装置に通信可能に接続された端末装置からの依頼要求に応じた応答情報を生成する応答情報生成部と、前記応答情報生成部が前記応答情報を生成した場合に他のサーバ装置に通知信号を送信するとともに前記端末装置に前記応答情報を送信する送信処理部と、を有する。前記応答情報の送信前に前記通知信号を受信した前記他のサーバ装置は、前記応答情報の送信処理を中止する。

このように構成されているため、各サーバ装置それぞれに前記端末装置から前記依頼要求が送信される。そして、いずれか一つのサーバ装置がいち早く前記応答情報を生成した場合に、当該サーバ装置から前記通知信号が他のサーバ装置に送信される。そして、他のサーバ装置においては、前記通知信号を受信したことにより、前記応答情報を前記端末装置に送信する処理が中止される。また、一方のサーバ装置は、前記応答情報が生成されると、他のサーバ装置から前記通知信号を受信していないことを条件に、前記応答情報を前記端末装置へ送信する。その後に、前記通知信号を他のサーバ装置へ送信する。

これにより、いずれかのサーバ装置がダウンした場合であっても、他のサーバ装置から前記応答情報が前記端末装置に送信される。このため、本発明の通信システムにおいて、耐障害性を高めることができ、当該通信システムを瞬時も停止させることなく安定して稼働させることができる。また、前記端末装置から各サーバ装置それぞれへ前記依頼要求が送信されるが、前記端末装置へ向けて送信される前記応答情報は、いずれか一つのサーバ装置から送信されるので、前記サーバ装置から前記端末装置への通信処理の負荷を軽減することができる。

(2) 各サーバ装置それぞれは、第１ネットワークを介して前記端末装置と通信可能に接続されている。また、各サーバ装置は、前記第１ネットワークとは異なる第２ネットワークを介して互いに通信可能に接続されている。この場合、前記送信処理部は、前記第１ネットワークを通じて前記応答情報を前記端末装置に送信し、前記第２ネットワークを通じて前記通知信号を他のサーバ装置に送信する。

これにより、各サーバ間の通信が第２ネットワークで行われるため、第１ネットワークを介して行われる前記サーバ装置と前記端末装置との間の通信処理の負荷が軽減される。

(3) 前記端末装置は、所定の送信順序に従って各サーバ装置それぞれに前記依頼要求を送信する。この場合、前記送信順序は、前記依頼要求が送信された後に変更される。

仮に、前記送信順序が固定の場合は、特定のサーバ装置が高頻度で前記依頼要求を最初に受信するという現象が生じることになるが、前記依頼要求の送信後に前記送信順序が変更されるため、このような現象が生じ難くなる。つまり、各サーバ装置それぞれは、概ね同じ頻度で、前記依頼要求を最初に受信することになる。これにより、特定のサーバ装置が前記依頼要求に応じた前記応答情報の送信処理を高頻度で行うことが防止され、特定のサーバ装置による通信処理の負荷が軽減される。

(4) 本発明の通信システムにおいて、前記端末装置は、所定の情報保有媒体に格納されている情報を読み取る読取処理、又は前記情報保有媒体に情報を書き込む書込処理を行うリーダライタを有する。この場合、前記端末装置は、前記情報保有媒体から読み取られた前記情報を前記依頼要求とともに各サーバ装置に送信する。また、各サーバ装置の前記応答情報生成部は、前記依頼要求とともに受信した前記情報に基づいて、当該情報を更新するための更新情報を含む前記応答情報を生成する。前記端末装置は、いずれかのサーバ装置から前記更新情報を含む前記応答情報を受信した場合に、前記情報保有媒体内の前記情報を前記更新情報に基づいて更新する。

(5) 前記端末装置は、鉄道の駅に設置される一つ又は複数の自動改札機である。また、前記情報保有媒体は、前記自動改札機における改札処理に用いられる情報を保有するものである。

(6) 本発明の他の局面に係るサーバ装置は、ネットワークを介して他のサーバ装置と端末装置とに通信可能に接続されたサーバ装置である。前記サーバ装置は、前記端末装置からの依頼要求に応じた応答情報を生成する応答情報生成部と、前記応答情報生成部が前記応答情報を生成した場合に前記他のサーバ装置に通知信号を送信するとともに前記端末装置に前記応答情報を送信する送信処理部と、を備える。前記サーバ装置は、前記応答情報の送信前に前記他のサーバ装置から前記通知信号を受信した場合に、前記送信処理部による前記応答情報の送信処理を中止する。

(7) 本発明のその他の局面に係る通信制御方法は、互いに通信可能に接続された少なくとも二つのサーバ装置それぞれの間で実行される通信を制御する通信制御方法である。各サーバ装置は、通信可能に接続された端末装置からの依頼要求に応じた応答情報を生成する応答情報生成部を有する。この場合、前記通信制御方法は、前記応答情報生成部が前記応答情報を生成した場合に他のサーバ装置に通知信号を送信するとともに前記端末装置に前記応答情報を送信する送信ステップと、前記応答情報の送信前に前記他のサーバ装置が前記通知信号を受信した場合に、前記他のサーバ装置における前記応答情報の送信処理を中止する送信中止ステップと、を有する。

(8) 本発明は、前記通信制御方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムの発明、又は、このようなプログラムを非一時的に記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体の発明として捉えることもできる。

本発明によれば、メインのサーバ装置に障害が発生してダウンした場合でも安定してシステムを稼働することが可能であり、且つ、複数のサーバ装置と端末装置との間の通信負担を軽減することが可能である。

図１は、本発明の実施形態に係る駅務システム及び通信システムのネットワーク構成を示す図である。 図２は、本発明の実施形態に係る自動改札機の構成を示す斜視図である。 図３は、本発明の実施形態に係る自動改札機の構成を示すブロック図である。 図４は、本発明の実施形態に係るサーバの構成を示すブロック図である。 図５は、本発明の実施形態に係る通信システムで実行される各種処理の手順の一例を示すフローチャートである。 図６は、駅に設置された各サーバで実行される通信制御処理の手順の一例を示すフローチャートである。 図７は、本発明の他の実施形態に係る駅務システム及び通信システムのネットワーク構成を示す図である。

以下、適宜図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、以下に説明される実施形態は本発明を具体化した一例にすぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

［駅務システム１００］
図１は、本発明の実施形態に係る駅務システム１００を示すネットワーク図である。図１に示すように、駅務システム１００は、鉄道車両を用いて利用者を輸送する輸送サービス（鉄道サービス）に適用され、複数の自動改札機１、複数のサーバ２、精算装置３、及びセンタ装置５などの駅務機器によって構成されており、各駅務機器が互いに通信可能に接続されている。

図１では、一つの駅８が示されているが、駅務システム１００は、複数の駅８を含む構成であってもよい。駅８には、複数の自動改札機１、複数のサーバ２、精算装置３、券売機（不図示）、及び、駅員が使用する駅員端末（不図示）等の駅務機器が設置されている。これら駅務機器は、ＬＡＮ等のネットワークＮ１（本発明の第１ネットワークの一例）を介して互いに通信可能に接続されている。また、各サーバ２は、ネットワークＮ１とは異なるネットワークであって、専用回線、公衆回線等のネットワークＮ２（本発明の第２ネットワークの一例）を介して互いに通信可能に接続されており、また、鉄道事業者（鉄道会社）が管理するサーバ装置であるセンタ装置５にも通信可能に接続されている。なお、各サーバ２間は、ネットワークＮ１とは異なる通信網によって互いに通信可能に接続されていればよく、上述した専用回線や公衆回線等のネットワークＮ２とは異なり、ＬＡＮ等によって直接に通信可能に接続されていてもよい。

本実施形態では、駅務システム１００において、駅８内に設置された複数のサーバ２と、利用者が入出場時に利用する複数の自動改札機１と、精算装置３とが互いに通信可能に接続されることによって、本発明の実施形態に係る通信システム９が構成される。つまり、通信システム９は、複数のサーバ２と、複数の自動改札機１と、精算装置３とにより構成されている。ここで、サーバ２は、本発明のサーバ装置の一例である。また、自動改札機１及び精算装置３は、本発明の端末装置の一例である。

なお、以下の説明では、駅８に設置された二つのサーバ２（２Ａ，２Ｂ）と、複数の自動改札機１と、精算装置３とを含む通信システム９を例示して説明するが、通信システム９は、少なくとも二つのサーバ２と、少なくとも一つの自動改札機１又は精算装置３とを含み、これらの駅務機器が互いに通信可能に接続された構成であればよい。したがって、サーバ２は二つに限られず、三つ以上のサーバ２が駅８に設置された通信システム９にも本発明は適用可能である。また、以下の説明では、必要に応じて、一方のサーバ２を第１サーバ２Ａと称し、他方のサーバ２を第２サーバ２Ｂと称する。

自動改札機１は、駅８の改札口に設置されている。前記改札口には複数の自動改札機１が設置されている。図２に示すように、自動改札機１は、間に通路６を形成するように入場用の自動改札機１Ａ及び出場用の自動改札機１Ｂを対面させてセットで用いられる場合がある。一方の自動改札機１Ａは、入場時の進行方向（矢印Ｄ１０の方向）に沿って前記改札口から改札内に入場する利用者に対して改札処理（入場改札処理）を行う。他方の自動改札機１Ｂは、出場時の進行方向（矢印Ｄ１１の方向）に沿って前記改札口から前記改札口の外側の改札外へ出場する利用者に対して改札処理（出場改札処理）を行う。以下においては、特に区別しない限り、自動改札機１が入場用の自動改札機１Ａ及び出場用の自動改札機１Ｂを含んでいるものとして説明する。

以下、通信システム９を構成する自動改札機１、精算装置３、サーバ２の具体的な構成について説明する。

［自動改札機１］
図２は、自動改札機１の外観を示す斜視図であり、図３は、自動改札機１の構成を示すブロック図である。自動改札機１は、駅８の改札口を通る利用者に対して改札処理を行う。自動改札機１は、通路６（図２参照）を通行しようとする利用者が所有する電子媒体４（本発明の情報保有媒体の一例）や、乗車駅や乗車可能区間などの情報が記録された磁気切符（本発明の情報保有媒体の一例）などから、改札処理に用いる所定の利用情報を読み取る。

ここで、電子媒体４は、利用可能な鉄道サービスを識別する鉄道サービスＩＤや、利用者ＩＤ、利用運賃の精算方法（決済方法）、有効期限、チャージ金額（残金）などの前記利用情報が書き込まれた非接触タイプのＩＣカードやスマートフォンなどである。また、前記磁気切符は、磁気的記録方法により、前記鉄道サービスＩＤや、入場駅、乗車可能区間の前記利用情報が書き込まれたものである。

本実施形態では、自動改札機１は、利用者の入場時又は出場時に前記利用情報を読み取ると、読み取った前記利用情報の全て又は一部を各サーバ２に送信して、利用者の入場又は出場を許可してもよいか否かの判定をサーバ２に委ねる。そして、いずれか一つのサーバ２から判定結果が送られてくると、その判定結果に基づいて、自動改札機１は、利用者が通路６を通行することを許可し、或いは禁止する。例えば、通路６における利用者の通行が許可された場合、表示部１３（図２参照）に通行可能メッセージが表示され、また、自動改札機１のフラップドア１５（図２参照）が開位置まで変位されて、通路６が開放される。また、通路６における利用者の通行が禁止された場合、表示部１３に通行不可（通行禁止）メッセージが表示され、フラップドア１５が閉位置まで変位されるか、或いは、閉じた状態が維持されて、通路６が閉鎖される。

このため、本実施形態の自動改札機１は、前記利用情報を読み取り、利用者の入出場許可の判定のために前記利用情報を各サーバ２に送信可能なように、図２及び図３に示すように、制御部１１と、記憶部１２と、通信部１４と、非接触読取部１６と、磁気切符読取部１７（図３参照）と、を備えている。これらの各構成要素が自動改札機１の筐体１０（図３参照）に設けられている。ここで、非接触読取部１６及び磁気切符読取部１７は、いずれも、本発明のリーダライタの一例である。

記憶部１２は、各種の情報を記憶するＨＤＤ又はＳＳＤなどを含む不揮発性の記憶媒体である。記憶部１２には、自動改札機１で実行される各種演算処理を制御部１１に実行させるための制御プログラム、前記各種演算処理に用いられる各種のデータなどが記憶されている。また、記憶部１２には、前記利用情報を各サーバ２に送信する処理を実行し、いずれかのサーバ２から受信した後述の応答情報に含まれる更新情報を改札処理時に電子媒体４又は磁気切符に書き込む処理を実行するための制御プログラムが記憶されている。また、記憶部１２には、前記利用情報や前記更新情報、前記制御プログラムに用いられる各種情報が記憶される。

通信部１４は、自動改札機１を有線又は無線でネットワークＮ１に接続し、ネットワークＮ１を介して各サーバ２や他の駅務機器との間で所定の通信プロトコルに従ったデータ通信を実行するための通信インターフェースである。

非接触読取部１６は、筐体１０の上面において前記進行方向の手前側に設けられている。非接触読取部１６は、電子媒体４に記録されている前記利用情報を非接触により読み取る処理（読取処理）、及び電子媒体４に記録されている前記利用情報を書き換えるために電子媒体４に前記更新情報を書き込む処理（書込処理）を行うリーダライタ装置である。前記利用情報は、利用可能な鉄道サービスを識別する鉄道サービスＩＤ、利用者を示す利用者ＩＤや、利用運賃の精算方向、電子媒体４の有効期限、電子媒体４にチャージされているチャージ金額（残金）などを含む。非接触読取部１６は、例えば、通信規格ＩＳＯ／ＩＥＣ１８０９２，２１４８１，１４４４３，１５６９６などで規定された近距離無線通信（ＮＦＣ：Near Field Communication）によって電子媒体４内の前記利用情報を非接触で読み取り、非接触で書き込みを行う。利用者は、通路６を通過しようとする場合に、非接触読取部１６の読取面に電子媒体４を翳して、非接触読取部１６に前記読取処理又は前記書込処理を行わせる。

磁気切符読取部１７は、自動改札機１に設けられた挿入口１８（図２参照）から挿入された前記磁気切符から、入場駅や乗車可能区間などを含む前記利用情報を読み取る処理（読取処理）を行い、また、当該利用情報を書き換えるために前記磁気切符に前記更新情報を書き込む処理（書込処理）を行う。なお、前記磁気切符から読み取られる前記利用情報には、前記利用者ＩＤや、前記精算方法、前記チャージ金額などの情報は含まれていない。

制御部１１は、自動改札機１の各部の動作を制御する。制御部１１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭなどの制御機器を有する。前記ＣＰＵは、各種の演算処理を実行するプロセッサである。前記ＲＯＭは、前記ＣＰＵに各種の演算処理を実行させるためのＢＩＯＳ及びＯＳなどの制御プログラムが予め記憶された不揮発性の記憶媒体である。前記ＲＡＭは、各種の情報を記憶する揮発性又は不揮発性の記憶媒体であり、前記ＣＰＵが実行する各種の演算処理に用いられる一時記憶メモリ（作業領域）として使用される。そして、制御部１１は、前記ＲＯＭ又は記憶部１２に予め記憶された各種の制御プログラムを前記ＣＰＵで実行することにより自動改札機１を制御する。

図３に示すように、制御部１１は、読取処理部１１１、判定依頼送信部１１２、記録処理部１１３などの各種の処理部を含む。つまり、自動改札機１は、読取処理部１１１、判定依頼送信部１１２、記録処理部１１３などの各種の処理部を備える。

制御部１１は、前記ＣＰＵが前記制御プログラムに従った各種の演算処理を実行することによって前記各種の処理部として機能する。言い換えると、前記ＣＰＵは、前記制御プログラムを実行することにより、読取処理部１１１、判定依頼送信部１１２、記録処理部１１３などの処理部として機能する。制御部１１又は前記ＣＰＵが、前記制御プログラムを実行するコンピュータの一例である。なお、制御部１１に含まれる一部又は全部の処理部が電子回路で構成されていてもよい。また、前記制御プログラムは、複数のプロセッサを前記各種の処理部として機能させるためのプログラムであってもよい。

読取処理部１１１は、非接触読取部１６や磁気切符読取部１７から伝送された前記利用情報を取得して、記憶部１２に記憶する。例えば、非接触読取部１６によって読み取られた前記利用情報が伝送されると、その利用情報を記憶部１２に格納する。

判定依頼送信部１１２は、非接触読取部１６や磁気切符読取部１７によって読み取られた前記利用情報を含む判定依頼要求（本発明の依頼要求の一例）を通信部１４を通じて全てのサーバ２に送信する処理（送信処理）を行う。

前記判定依頼要求には、前記利用情報の他に、自動改札機１を識別する号機番号、前記利用情報の読取処理毎に割り当てられたシーケンス番号、読取日時、判定種別などが含まれる。ここで、前記判定種別は、例えば、当該判定依頼要求が入場許可の判定を求めるものであるのか、或いは、出場許可の判定を求めるものであるのかを識別するための情報である。

判定依頼送信部１１２は、予め定められた送信順序を定めた順序情報に従って、各サーバ２に前記判定依頼要求を順次送信する処理を行う。ここで、前記順序情報は、記憶部１２内の予め定められた記憶領域に記憶されている。判定依頼送信部１１２は、前記判定依頼要求の送信前に、前記記憶領域内の前記順序情報を参照し、参照した順序情報が示す送信順序に従って、前記判定依頼要求を順次送信する。

本実施形態では、前記記憶領域内の前記順序情報は、全てのサーバ２に対する前記送信処理が終了した後に変更される。例えば、第１サーバ２Ａ及び第２サーバ２Ｂそれぞれに前記判定依頼要求を送信する順序として、最初に第１サーバ２Ａに送信し、次に第２サーバ２Ｂに送信する順序が定められていた場合、前記送信処理が終了した後に、制御部１１は、前記順序情報を、当初の順序を逆転させた送信順序を示す情報に変更する。或いは、制御部１１は、前記順序情報を、ランダムに決定された送信順序を示す情報に変更する。これにより、前記判定依頼要求の送信順序が変更される。そのため、特定のサーバ２が高頻度で前記判定依頼要求を最初に受信するという現象が生じ難くなる。

記録処理部１１３は、前記判定依頼要求に応じていずれか一つのサーバ２から送信されてきた応答情報を受信した場合に、電子媒体４又は前記磁気切符に格納されている前記利用情報を非接触読取部１６や磁気切符読取部１７に更新させる。例えば、利用者の入場時又は出場時に電子媒体４から読み取られた前記利用情報が全てのサーバ２に送信された後に、前記応答情報を受信すると、記録処理部１１３は、非接触読取部１６に前記応答情報に含まれる前記更新情報を電子媒体４に書き込ませる。同様に、利用者の入場時に前記磁気切符から読み取られた前記利用情報が全てのサーバ２に送信された後に、前記応答情報を受信すると、記録処理部１１３は、磁気切符読取部１７に前記応答情報に含まれる前記更新情報を前記磁気切符に書き込ませる。

前記応答情報には、前記更新情報の他に、前記判定依頼要求に含まれていた前記号機番号、前記シーケンス番号、前記読取日時が含まれており、更に、入場又は出場の許可の判定結果（入場又は出場の可否を示す情報）、判定を行ったサーバ２を示す識別番号などが含まれる。ここで、前記更新情報は、前記利用情報の全部又は一部と置換される情報、或いは、前記利用情報に追加される情報である。

例えば、入場が許可された場合は、前記更新情報として、入場許可を示す情報、入場駅の情報、及び入場時刻の情報が電子媒体４に書き加えられる。また、前記更新情報として、入場時刻の情報が前記磁気切符に書き加えられる。また、出場が許可された場合は、前記更新情報として、出場駅の情報及び出場時刻の情報が電子媒体４に書き加えられ、電子媒体４内の前記チャージ金額が、乗車料金が減算されたチャージ金額に更新される。

［精算装置３］
精算装置３は、電子媒体４や前記磁気切符などから、乗車運賃の精算処理に用いる所定の利用情報を読み取り、前記精算処理を行う。精算装置３は、自動改札機１が備える記憶部１２、通信部１４、非接触読取部１６、磁気切符読取部１７と同じ機能を有する記憶部、通信部、非接触読取部、磁気切符読取部を備えており、これらの動作を制御する制御部を備える。当該制御部は、前記非接触読取部や前記磁気切符読取部から伝送された前記利用情報を取得して、前記記憶部に記憶する処理を行う。また、前記制御部は、前記利用情報を含む精算依頼要求（本発明の依頼要求の一例）を前記通信部を通じて全てのサーバ２に送信する処理（送信処理）を行う。また、前記制御部は、前記精算依頼要求に応じていずれか一つのサーバ２から送信されてきた応答情報を受信した場合に、電子媒体４又は前記磁気切符に格納されている前記利用情報を前記非接触読取部や前記磁気切符読取部に更新させる。

［サーバ２］
次に、図４を参照して、サーバ２について説明する。ここで、図４は、サーバ２の構成を示すブロック図である。

各サーバ２は、駅務室などに設置されるサーバ装置である。各駅８それぞれに、複数のサーバ２が設けられている。各サーバ２は、いずれも同じ構成である。各サーバ２は、各駅８の駅内ネットワークであるネットワークＮ１に接続されており、ネットワークＮ１に接続されている複数の自動改札機１や精算装置３などの複数の駅務機器との間でデータ通信を実行し、ネットワークＮ１を介して各駅務機器を制御又は管理する。また、サーバ２は、ネットワークＮ２を介してセンタ装置５との間でデータ通信を実行する。

各サーバ２は、いずれも、制御部２１と、記憶部２２と、通信部２４と、を備えている。

通信部２４は、サーバ２を有線又は無線でネットワークＮ１，Ｎ２に接続し、所定の通信プロトコルに従って、ネットワークＮ１を介して複数の自動改札機１及び精算装置３との間でデータ通信を実行し、ネットワークＮ２を介してセンタ装置５との間でデータ通信を実行するための通信インターフェースである。

記憶部２２は、各種の情報を記憶するＨＤＤ又はＳＳＤなどを含む不揮発性の記憶媒体である。記憶部２２には、制御部２１に各種演算処理を実行させるための制御プログラムや、サーバ２で実行される後述の通信制御処理（図６参照）に用いられる制御プログラムやデータなどが記憶される。

また、記憶部２２には、更新情報格納部２２１が設けられている。更新情報格納部２２１は、後述の応答情報生成部２１２により生成された更新情報が格納される記憶領域である。

制御部２１は、サーバ２の各部の動作を制御する。制御部２１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭなどの制御機器を有する。前記ＣＰＵは、各種の演算処理を実行するプロセッサである。前記ＲＯＭは、前記ＣＰＵに各種の演算処理を実行させるためのＢＩＯＳ及びＯＳなどの制御プログラムが予め記憶された不揮発性の記憶媒体である。前記ＲＡＭは、各種の情報を記憶する揮発性又は不揮発性の記憶媒体であり、前記ＣＰＵが実行する各種の演算処理に用いられる一時記憶メモリ（作業領域）として使用される。そして、制御部２１は、前記ＲＯＭ又は記憶部２２に予め記憶された各種の制御プログラムを前記ＣＰＵが実行することによりサーバ２を制御する。

図４に示すように、制御部２１は、通行判定部２１１、応答情報生成部２１２（本発明の応答情報生成部の一例）、通知送信部２１３、応答情報送信部２１４などの各種の処理部を含む。つまり、サーバ２は、通行判定部２１１、応答情報生成部２１２、通知送信部２１３、応答情報送信部２１４などの各種の処理部を備える。なお、通知送信部２１３及び応答情報送信部２１４は、本発明の送信処理部の一例である。

制御部２１は、前記ＣＰＵが前記制御プログラムに従った各種の演算処理を実行することによって前記各種の処理部として機能する。言い換えると、前記ＣＰＵは、前記制御プログラムを実行することにより、通行判定部２１１、応答情報生成部２１２、通知送信部２１３、応答情報送信部２１４などの処理部として機能する。制御部２１又は前記ＣＰＵが、前記制御プログラムを実行するコンピュータの一例である。なお、制御部２１に含まれる一部又は全部の処理部が電子回路で構成されていてもよい。また、前記制御プログラムは、複数のプロセッサを前記各種の処理部として機能させるためのプログラムであってもよい。

通行判定部２１１は、自動改札機１から送られてきた前記判定依頼要求を受信すると、前記判定依頼要求に含まれる前記利用情報に基づいて、利用者の通行（入場又は出場）を許可するか否かを判定する処理（通行判定処理）を行う。

例えば、入場時に電子媒体４に含まれる前記利用情報を受信した場合は、通行判定部２１１は、前記利用情報に当該駅８を含む鉄道サービスを利用可能な前記鉄道サービスＩＤが含まれている場合に利用者の入場を許可し、前記鉄道サービスＩＤが含まれていない場合に利用者の入場を許可しない。また、前記利用情報に少なくとも１区間の乗車料金以上のチャージ金額が含まれている場合に利用者の入場を許可し、不足する場合は利用者の入場を許可しない。また、前記利用情報に含まれる電子媒体４の有効期限を参照して、有効期限が残っている場合に利用者の入場を許可し、有効期限が切れている場合に利用者の入場を許可しない。また、出場時に電子媒体４に含まれる前記利用情報を受信した場合は、通行判定部２１１は、前記利用情報に乗車区間の乗車料金以上のチャージ金額が含まれている場合に利用者の出場を許可し、不足する場合に利用者の出場を許可しない。

また、入出場時に前記磁気切符に含まれる前記利用情報を受信した場合は、通行判定部２１１は、前記鉄道サービスＩＤが含まれている場合に利用者の入出上を許可し、含まれていない場合に利用者の入場を許可しない。また、出場時に前記磁気切符に含まれる前記利用情報を受信した場合は、前記利用情報に含まれる乗車可能区間を参照して、実際の乗車区間が前記乗車可能区間内である場合に利用者の出場を許可し、前記乗車可能区間を越えている場合は利用者の出場を許可しない。

応答情報生成部２１２は、自動改札機１から前記判定依頼要求を受信した場合に、前記判定依頼要求に応じた前記応答情報を生成する処理（応答情報生成処理）を行う。

具体的には、応答情報生成部２１２は、通行判定部２１１によって入場時又は出場時の通行を許可する判定結果（入場許可、出場許可）が出された場合に、電子媒体４又は前記磁気切に格納されている前記利用情報を更新するための前記更新情報を生成し、この更新情報を含む応答情報を生成する。

例えば、前記入場許可の判定が出された場合は、応答情報生成部２１２は、入場許可を示す情報、入場駅の情報、及び入場時刻の情報を含む前記更新情報が生成される。
また、前記出場許可の判定が出された場合は、出場許可を示す情報、出場駅の情報、出場時刻の情報を含む前記更新情報が生成される。

一方、通行判定部２１１によって入出場を許可する判定が出されなかった場合、詰まり、入出場を許可しないと判定された場合は、応答情報生成部２１２は、前記更新情報を含まず、入出場を許可しない不許可情報を含む前記応答情報を生成する。

なお、上述したように、前記応答情報には、前記判定依頼要求に含まれていた前記号機番号、前記シーケンス番号、前記読取日時のほかに、入出場許可の判定を行ったサーバ２を示す識別番号なども含まれる。

通知送信部２１３は、応答情報生成部２１２によって前記応答情報が生成されると、他のサーバ２に所定の通知信号を他のサーバ２に送信する処理（通知信号送信処理）を行う。前記通知信号は、当該通知信号を受信したサーバ２において前記応答情報を自動改札機１に送信する後述の応答情報送信処理を制限（中止）するトリガとしての役割を担う。本実施形態では、通知送信部２１３は、ネットワークＮ２を通じて他のサーバ２に送信される。

上述したように、本実施形態では二つのサーバ２が設けられており、各サーバ２は同じ構成であり、しかも、自動改札機１から各サーバ２それぞれに前記判定依頼要求が送信される。そのため、前記判定依頼要求が各サーバ２それぞれに受信されると、各サーバ２それぞれにおいて前記応答情報生成部が前記応答情報を生成する処理が実行される。各サーバ２では、前記判定依頼要求の受信タイミングが異なることや、現状の演算負荷の相違などの影響により、前記応答情報が生成されるタイミングが異なる。そのため、前記通知信号が送信されるタイミングも各サーバ２それぞれにおいて異なる。したがって、例えば、第２サーバ２Ｂよりも第１サーバ２Ａにおいて前記応答情報が先に生成された場合は、第１サーバ２Ａの通知送信部２１３が前記応答情報をいち早く第２サーバ２Ｂに送信する。逆に、第１サーバ２Ａよりも第２サーバ２Ｂにおいて前記応答情報が先に生成された場合は、第２サーバ２Ｂの通知送信部２１３が前記応答情報をいち早く第１サーバ２Ａに送信する。

サーバ２それぞれにおいて前記応答情報が生成されると、制御部２１は、前記応答情報に含まれる前記更新情報を記憶部２２に格納する。

応答情報送信部２１４は、応答情報生成部２１２によって前記応答情報が生成されると、前記判定依頼要求を送信してきた自動改札機１に前記応答情報を送信する処理（応答情報送信処理）を行う。本実施形態では、応答情報送信部２１４は、ネットワークＮ１を通じて自動改札機１に前記応答情報が送信される。具体的には、応答情報送信部２１４は、前記応答情報が生成された場合に、前記通知送信部２１３によって前記通知信号が他のサーバ２に送信される前に、前記応答情報を自動改札機１に送信する。なお、前記応答情報の送信タイミングは、前記通知信号の送信タイミングと同じタイミングであってもよい。

本実施形態では、応答情報送信部２１４が前記応答情報を送信する前に、他のサーバ２からの前記通知信号を受信した場合は、前記通知信号を受信した当該サーバ２は、前記応答情報送信部２１４による前記応答情報の送信処理を中止する。一方、他のサーバ２から前記通知信号を受信していない場合は、前記応答情報送信部２１４は、生成された前記応答情報を自動改札機１に送信する処理を実行する。

以下、図５及び図６の各フローチャートを参照して、通信システム９において実行される各種処理の手順の一例について説明するとともに、本発明の通信制御方法の一例について説明する。各図において、Ｓ１，Ｓ２，・・・は処理手順の番号（ステップ番号）を示す。

まず、図５のフローチャートを参照して、利用者が駅８の改札口を通行する際に自動改札機１に電子媒体４内の前記利用情報を読み取らせてから、当該電子媒体４の前記利用情報が更新されるまでの間に行われる通信制御処理の一連の流れについて説明する。ここで、図５は、通信システム９で実行される各種処理の手順の一例を示すフローチャートである。

利用者は、自動改札機１の通路６を通行（入場又は出場）する際に、ＩＣカードなどの電子媒体４を非接触読取部１６（図２参照）の読取面に翳す。この場合、自動改札機１において、非接触読取部１６によって電子媒体４内の前記利用情報を読み取る読取処理が行われる（Ｓ１）。

非接触読取部１６によって前記利用情報が読み取られると、当該利用者の通行許可の判定を実行させるために、自動改札機１の制御部１１は、読み取られた前記利用情報を含む前記判定依頼要求を、最初に第１サーバ２Ａに送信し（Ｓ２１）、その後、第２サーバ２Ｂにも同じ判定依頼要求を送信する（Ｓ２２）。つまり、制御部１１は、前記判定依頼要求を第１サーバ２Ａ及び第２サーバ２Ｂそれぞれに送信する。前記判定依頼要求の送信順序は、上述したように、記憶部１２内の所定の記憶領域に記憶されており、制御部１１は、前記記憶領域の送信順序を参照して前記判定依頼要求を第１サーバ２Ａ及び第２サーバ２Ｂそれぞれに順次送信する。

前記判定依頼要求が第１サーバ２Ａ及び第２サーバ２Ｂそれぞれに送信されると、制御部１１は、前記記憶領域の前記送信順序を変更する（Ｓ３）。本実施形態では、制御部１１は、前記送信順序を直前の送信順序とは異なる順序に変更する。具体的には、制御部１１は、前記送信順序を直前の送信順序とは逆の順序、或いは、ランダムに決定された順序に変更する。なお、前記判定依頼要求の送信先が３つ以上ある場合は、例えば、直前の送信順序の順番を一つずつずらした順序に変更してもよい。

前記判定依頼要求を受信した第１サーバ２Ａ及び第２サーバ２Ｂでは、受信した前記判定依頼要求に含まれる前記利用情報を参照して、利用者の通行（入場又は出場）を許可するか否かを判定する通行判定処理を行う（Ｓ４）。つまり、この通行判定処理は、第１サーバ２Ａ及び第２サーバ２Ｂそれぞれにおいて実行される。

ステップＳ４において、利用者の通行を許可する判定結果（入場許可、出場許可）が出されると、電子媒体４に格納されている前記利用情報を更新するための前記更新情報を生成し、この更新情報を含む応答情報を生成する応答情報生成処理を行う（Ｓ５）。この応答情報生成処理も、第１サーバ２Ａ及び第２サーバ２Ｂそれぞれにおいて実行される。

いずれかのサーバ２において、前記応答情報が生成されると、その応答情報が生成されたサーバ２では、他のサーバ２から前記通知信号を受信したかどうかの判定が行われる（Ｓ６）。以下の説明では、第１サーバ２Ａにおいて、第２サーバ２Ｂよりも先に前記応答情報が生成されたものとして説明する。

なお、前記判定依頼要求は、最初に第１サーバ２Ａに送信され、その後に第２サーバ２Ｂに送信されることから、ネットワークＮ１の通信状態に異常がなく、通信速度も安定している場合は、前記判定依頼要求は第２サーバ２Ｂよりも先に第１サーバ２Ａに到達し、受信される。また、各サーバ２Ａ，２Ｂにおける演算処理速度に差がない場合は、通常は、先に前記判定依頼要求を受信した第１サーバ２Ａが前記応答情報を生成すると考えられる。一方で、前記通信状態が悪く、前記通信速度が不安定の場合や、各サーバ２Ａ，２Ｂにおける演算処理速度に差がある場合は、前記判定依頼要求が最初に第１サーバ２Ａに送信されたとしても、第２サーバ２Ｂが先に前記判定依頼要求を受信する場合があり、また、第２サーバ２Ｂが先に前記応答情報を生成する場合もある。

例えば、第１サーバ２Ａ及び第２サーバ２Ｂそれぞれにおいて、第１サーバ２Ａが前記応答情報を先に生成した場合は、第１サーバ２Ａは、第２サーバ２Ｂから前記通知信号を受信したか否かを判定する（Ｓ６）。そして、前記通知信号を受信していない場合に、前記更新情報を含む前記応答情報を自動改札機１へ送信し（Ｓ７）、続いて、第２サーバ２Ｂへ前記通知信号を送信する（Ｓ８）。その後、第１サーバ２Ａは、前記応答情報に含まれる前記更新情報を記憶部２２に格納する。

一方、第２サーバ２Ｂでは、第１サーバ２Ａから前記通知信号を受信すると、生成された前記応答情報を自動改札機第１に送信する処理を中止し（Ｓ９）、そして、生成された前記応答情報に含まれる前記更新情報を第２サーバ２Ｂの記憶部２２に格納する。

自動改札機１では、前記応答情報を受信すると、電子媒体４に記録されている前記利用情報を書き換えるために電子媒体４に前記更新情報を書き込む書込処理を行う（Ｓ１０）。

次に、図６を参照して、第１サーバ２Ａで実行される通信制御処理の手順の一例について説明する。なお、以下の説明では、第１サーバ２Ａが第２サーバ２Ｂよりも先に前記応答情報を生成したものとする。

第１サーバ２Ａにおいて、ステップＳ１０１では、制御部２１は、自動改札機１から前記判定依頼要求を受信したか否かを判定する。ここで、前記判定依頼要求を受信したと判定された場合は、制御部２１は、前記応答情報を生成する処理を行う（Ｓ２０２）。

次のステップＳ１０３では、制御部２１は、第２サーバ２Ｂから送信されてきた前記通知信号を受信した否かを判定する。ここで、前記通知信号が受信された場合は、制御部２１は、第２サーバ２Ｂへの前記通知信号の送信を中止し（Ｓ１０４）、更に、前記応答情報を自動改札機１に送信する処理を中止する処理を行う（Ｓ１０５）。その後、前記応答情報が生成されると（Ｓ１０６）、制御部２１は、前記応答情報に含まれる前記更新情報を記憶部２２に記憶する（Ｓ１１０）。なお、ステップＳ１０５は、本発明の送信中止ステップの一例である。

一方、ステップＳ１０２において、前記通知信号を受信していないと判定された場合は、その後に前記応答情報が生成されると（Ｓ１０７）、生成された前記応答情報をネットワークＮ１を通じて自動改札機１へ送信し（Ｓ１０８）、続いて、前記通知信号をネットワークＮ１とは異なる別のネットワークＮ２を通じて第２サーバ２Ｂへ送信する（Ｓ１０９）。その後、前記応答情報に含まれる前記更新情報を記憶部２２に記憶する（Ｓ１１０）。なお、ステップＳ１０８は、本発明の送信ステップの一例である。

以上説明したように、本実施形態に係る通信システム９においては、第１サーバ２Ａ及び第２サーバ２Ｂそれぞれに自動改札機１から前記判定依頼要求が送信される。そして、例えば、いずれか一方の第１サーバ２Ａがいち早く前記応答情報を生成した場合に、第２サーバ２Ｂから前記通知信号を受信していないことを条件に、前記応答情報を自動改札機１へ送信する。その後に、前記通知信号を第２サーバ２Ｂへ送信する。第２サーバ２Ｂでは、この通知信号を受信したことにより、前記応答情報を自動改札機１に送信する処理が中止される。また、いずれのサーバ２においても、前記応答情報が生成されると、その応答情報が各サーバ２の記憶部２２に記憶される。

これにより、いずれかのサーバ２がダウンした場合であっても、他のサーバ２から前記応答情報が自動改札機１に送信される。例えば、第１サーバ２Ａがダウンした場合は、第２サーバ２Ｂから前記応答信号が自動改札機１へ送信され、第２サーバ２Ｂがダウンした場合は、第１サーバ２Ａから前記応答信号が自動改札機１へ送信される。このため、通信システム９の耐障害性を高めることができ、駅務システム１００を瞬時も停止させることなく安定して稼働させることができる。また、自動改札機１から各サーバ２それぞれへ前記判定依頼要求が送信されるが、自動改札機１へ向けて送信される前記応答情報は、いずれか一つのサーバ２から送信されるので、サーバ２から自動改札機１への通信処理の負荷を軽減することができる。

また、上述の実施形態では、各サーバ２それぞれは、ネットワークＮ１を介して自動改札機１と通信可能に接続されている。また、各サーバ２は、ネットワークＮ１とは異なるネットワークＮ１を介して互いに通信可能に接続されている。この場合、応答情報送信部２１４は、ネットワークＮ１を通じて前記応答情報を自動改札機１に送信し、通知送信部２１３は、ネットワークＮ２を通じて前記通知信号を他のサーバ２に送信する。これにより、各サーバ２間の通信がネットワークＮ２を通じて行われるため、ネットワークＮ１を通じて行われるサーバ２と自動改札機１との間の通信処理の負荷が軽減される。

また、上述の実施形態では、自動改札機１において、前記判定依頼要求が各サーバ２に送信された後に、各サーバ２への送信順序が変更される。仮に、順序が固定の場合は、特定のサーバ２が高頻度で前記判定依頼要求を最初に受信するという現象が生じることになるが、本実施形態では、前記送信順序が変更されるため、このような現象が生じ難くなる。つまり、各サーバ２それぞれは、概ね同じ頻度で、前記判定依頼要求を最初に受信することになる。これにより、特定のサーバ２が前記判定依頼要求に応じた前記応答情報の送信処理を高頻度で行うことが防止され、特定のサーバ２の通信処理の負荷が軽減される。

なお、上述の実施形態では、各サーバ２と自動改札機１との間で行われる通信制御処理について説明したが、本発明は、各サーバ２と精算装置３との間で行われる通信制御処理についても適用可能である。

また、上述の実施形態では、駅８に各サーバ２が設けられた構成を例示したが、例えば、図７に示すように、複数のサーバ２が駅８の外部に設置された構成にも本発明は適用可能である。この場合、各サーバ２それぞれは、複数の駅８それぞれに設置されている複数の自動改札機１や精算装置３などの複数の駅務機器との間でネットワークＮ１（本発明の第１ネットワークの一例）を介してデータ通信を実行し、各駅８に設置された各駅務機器を制御又は管理する。また、各サーバ２は、ネットワークＮ１とは異なる他のネットワークＮ２を通じて互いに通信可能に接続されており、且つ、ネットワークＮ２を通じてセンタ装置５に通信可能に接続されている。この場合、通信システム９は、複数のサーバ２と、複数の自動改札機１と、精算装置３とにより構成される。この構成において、サーバ２は、各自動改札機１や精算装置３との間で前記判定依頼要求や前記通知信号の送受信を行い、また、自動改札機１や精算装置３に対して前記読取処理又は前記書込処理を行わせる。

１ ：自動改札機
２ ：サーバ
３ ：精算装置
４ ：電子媒体
５ ：センタ装置
８ ：駅
９ ：通信システム
１１ ：制御部
１６ ：非接触読取部
１７ ：磁気切符読取部
２１ ：制御部
２２ ：記憶部
１００：駅務システム
１１１：読取処理部
１１２：判定依頼送信部
１１３：記録処理部
２１１：通行判定部
２１２：応答情報生成部
２１３：通知送信部
２１４：応答情報送信部
２２１：更新情報格納部

Claims (8)

1. 互いに通信可能に接続された少なくとも二つのサーバ装置を含む通信システムであって、
   各サーバ装置それぞれは、
   各サーバ装置に通信可能に接続された端末装置からの依頼要求に応じた応答情報を生成する応答情報生成部と、
   前記応答情報生成部が前記応答情報を生成した場合に、前記応答情報の送信前に他のサーバ装置から所定の通知信号を受信しなかった場合に前記他のサーバ装置に前記通知信号を送信するとともに前記端末装置に前記応答情報を送信する送信処理部と、を有し、
   前記応答情報の送信前に前記通知信号を受信した前記他のサーバ装置は、前記応答情報の送信処理を中止する通信システム。
2. 各サーバ装置それぞれは、第１ネットワークを介して前記端末装置と通信可能に接続されており、
   各サーバ装置は、前記第１ネットワークとは異なる第２ネットワークを介して互いに通信可能に接続されており、
   前記送信処理部は、前記第１ネットワークを通じて前記応答情報を前記端末装置に送信し、前記第２ネットワークを通じて前記通知信号を他のサーバ装置に送信する、請求項１に記載の通信システム。
3. 前記端末装置は、所定の送信順序に従って各サーバ装置それぞれに前記依頼要求を送信し、
   前記送信順序は、前記依頼要求が送信された後に変更される、請求項１又は２に記載の通信システム。
4. 前記端末装置は、
   所定の情報保有媒体に格納されている情報を読み取る読取処理、又は前記情報保有媒体に情報を書き込む書込処理を行うリーダライタを有し、
   前記端末装置は、前記情報保有媒体から読み取られた前記情報を前記依頼要求とともに各サーバ装置に送信し、
   各サーバ装置の前記応答情報生成部は、前記依頼要求とともに受信した前記情報に基づいて、当該情報を更新するための更新情報を含む前記応答情報を生成し、
   前記端末装置は、いずれかのサーバ装置から前記更新情報を含む前記応答情報を受信した場合に、前記情報保有媒体内の前記情報を前記更新情報に基づいて更新する、請求項１から３のいずれかに記載の通信システム。
5. 前記端末装置は、鉄道の駅に設置される一つ又は複数の自動改札機であり、
   前記情報保有媒体は、前記自動改札機における改札処理に用いられる情報を保有するものである、請求項４に記載の通信システム。
6. ネットワークを介して他のサーバ装置と端末装置とに通信可能に接続されたサーバ装置であって、
   前記端末装置からの依頼要求に応じた応答情報を生成する応答情報生成部と、
   前記応答情報生成部が前記応答情報を生成した場合に、前記応答情報の送信前に前記他のサーバ装置から所定の通知信号を受信しなかった場合に前記他のサーバ装置に前記通知信号を送信するとともに前記端末装置に前記応答情報を送信する送信処理部と、を備え、
   前記応答情報の送信前に前記他のサーバ装置から前記通知信号を受信した場合に、前記送信処理部による前記応答情報の送信処理を中止するサーバ装置。
7. 互いに通信可能に接続された少なくとも二つのサーバ装置それぞれの間で実行される通信を制御する通信制御方法であって、
   各サーバ装置は、通信可能に接続された端末装置からの依頼要求に応じた応答情報を生成する応答情報生成部を有し、
   前記応答情報生成部が前記応答情報を生成した場合に、前記応答情報の送信前に他のサーバ装置から所定の通知信号を受信しなかった場合に前記他のサーバ装置に前記通知信号を送信するとともに前記端末装置に前記応答情報を送信する送信ステップと、
   前記応答情報の送信前に前記他のサーバ装置が前記通知信号を受信した場合に、前記他のサーバ装置における前記応答情報の送信処理を中止する送信中止ステップと、を有する通信制御方法。
8. 請求項７に記載の通信制御方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラム。

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