JPH04290030A - データ転送方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、時分割多重方式のネッ
トワークシステムに係り、人命に関わる車両／船舶／航
空機などの交通システムや工場のプラントシステムのよ
うに、特に高信頼性を要求されるネットワークシステム
のデータ転送方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のデータ伝送ネットワークシステム
は、例えば特開平２−３９９０３号公報に記載の方式に
より、いわゆるフェイルセーフを確保している。

【０００３】図９は、従来の列車情報システムの構成の
一例を示すブロック図である。ここでは、指令側伝送局
と受令側伝送局とが１台の場合を示しているが、一般に
は伝送局はさらに多い。指令側伝送局１００と受令側伝
送局１０２とは、データ伝送路１０１を介して、種々の
データを伝送しあう。指令側伝送局１００は、送信部１
０５と、受信部１０６と、モード制御部１０４と、モー
ド反転部１０３とを備えている。受令側伝送局１０２は
、受信部１０７と、モード交番検出部１０８と、送信部
１０９とを備えている。指令機器１１３からの指令信号
１１０は、モード制御部１０４を作動させる。モード制
御部１０４の出力信号１１１は、モード反転部１０３お
よび送信部１０５により、伝送路１０１への出力情報１
１５となる。伝送路１０１を介して情報１１５を受信し
た受信部１０７からの信号は、モード交番検出部１０８
に送られ、受令機器１１４への制御信号１１２となる。

【０００４】図１０は、図９の列車情報システムの動作
を説明するタイムチャートである。図１０は、指令機器
１１３からの指令信号１１０と、モード制御部１０４の
出力信号すなわちモード反転部１０３への入力信号１１
１と、モード反転部１０３の出力信号１１５と、受令機
器１１４への制御信号１１２との関係を示している。

【０００５】さて、指令機器１１３が危険側指令，例え
ば，ブレーキ開放指令１１０を発すると、モード制御部
１０４はそのデータを通過させる。したがって、モード
反転部１０３は、“１”を入力すれば“０”を発生し、
逆に“０”を入力すれば“１”を発生する。この反転信
号は、送信部１０５により、出力信号１１５となり、デ
ータ伝送路１０１を介して、受令側伝送局１０２に転送
される。

【０００６】受令側伝送局１０２においては、受信部１
０７がその信号１１５を受信する。送信部１０９は、受
信信号１１５をそのまま出力する。モード交番検出部１
０８は、受信信号１１５の交番の有無を判定する。交番
である場合は、危険側指令の制御信号１１２を受令機器
１１４に与え、ブレーキを危険側に解放させる。

【０００７】データ伝送路１０１は、モード反転部１０
３の入力信号１１１と出力信号１１５とが一巡する毎に
反転する発振系を構成しており、モードの状態レベルの
時間の長さＴｔは一巡する周期を示している。

【０００８】次に、指令機器１１３が安全指令，例えば
，ブレーキ指令１１０を発するときは、モード制御部１
０４はデータをカットする。したがって、データ伝送路
１０１を一巡することにより生じていたモード交番デー
タは停止する。

【０００９】受令側伝送局１０２においては、モード交
番検出部１０８が交番データでなくなったことを確認し
たのち、安全側指令の制御信号１１２を受令機器１１４
に与え、ブレーキを安全側にかける。

【００１０】この列車情報システムの伝送路を巡回する
情報の中には、モード交番データの他に、各受令機器を
制御する制御情報やサービス情報などが含まれている。 サービス情報は例えば客室内の情報表示などに利用され
、制御情報は各伝送局に接続されている全ての受令機器
の制御に利用される。これらの情報は、それぞれを区別
することなく統一して転送する。この統一した情報をフ
レームという。

【００１１】図１１は、１フレーム中に含まれるモード
交番データの関係の一例を示す図である。３１と３２と
は伝送路に転送される１フレームのデータ群、３０１と
３１１とは先頭フラグ、３０５と３１５とはフレームエ
ラーチエックフラグ、３０６と３１６とは末尾フラグ、
３０３と３１３とはモード反転部のモード交番データビ
ットである。３０２，３１２，３０４，３１４は制御情
報，サービス情報，モード交番データビット３０３，３
１３以外のモード交番データである。モード交番データ
ビット３０３，３１３はＴｔ時間毎に“０”と“１”の
状態を交互に繰り返す。

【００１２】列車の運転は、モード交番データの有無の
検出により実行している。この制御方式によれば、例え
ばリレーや電磁弁などのハードウェアの故障だけでなく
、伝送路の切断の有無も含めて制御ができる。また、モ
ード交番データは、伝送路上で他の情報と混在してよく
、伝送ネットワークの用途を制限しない。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】従来の上記制御方式で
は、１フレームの情報の中に、フェイルセーフ性を持つ
べきモード交番情報とそれ以外の情報とが混在している
。この、１フレームの情報の中には、高速で転送しなけ
ればならない情報とそうでない情報とがある。特にモー
ド交番データは、ブレーキ情報等の人命に関わる情報を
含んでおり、システムの信頼性と安全性を向上させるた
め、極力速い速度でネットワーク伝送路上を周回させる
必要がある。その場合、伝送局は光伝送のように数百Ｍ
ｂｐｓ（メガビット／秒）程度のものから数ｋｂｐｓ程
度のものまで伝送速度がさまざまである。

【００１４】モード交番データは、ブレーキ情報等の人
命に関わる情報を含んでいることから、伝送路の伝送速
度が低速であっても、極力速く転送しなければならない
。従来の方式では、モード交番データの伝送速度は、指
令側伝送局と受令側伝送局との伝送処理時間や１フレー
ムの情報量や伝送路の伝送速度などによって変化してし
まう問題があった。特に、列車情報システムでは、編成
車両数により、情報が一巡する周期Ｔｔが変化する欠点
があった。すなわち、モード交番データをはじめとする
高速転送すべきデータ群は、編制車両数等の状況に応じ
て伝送速度が低下してしまう。

【００１５】情報群には、フェイルセーフ性を持つべき
モード交番情報等の内容がシステムに依存しない共通の
情報群と内容がシステム構成に依存する固有の情報群と
がある。例えば、列車情報システムにおいては、ローカ
ル線，在来線，地下鉄線などにより、また普通車，急行
列車，特急列車などによって、システム毎に固有の情報
群の情報量が異なり、設計や検査の項目が異なる。

【００１６】本発明の一つの目的は、時分割多重方式の
ネットワークにおいて人命に関わるモード交番データ等
の重要な情報群を指令機器と受令機器との間で高速転送
可能でありシステムの信頼性と安全性を向上させるデー
タ転送方式を提供することである。

【００１７】本発明の他の目的は、伝送路に送出する情
報フレームの中で、内容がシステムに依存しない共通の
情報群と内容がシステム毎に異なる情報群とを区別する
データ転送フォーマット形式により、ハードウエアとソ
フトウエアの設計を共通化し、検査項目，診断方法，保
守方法を統一化するデータ転送方式を提供することであ
る。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、所定の指令を発する指令側伝送局とその
指令を受け取る受令側伝送局とを含む複数の伝送局を伝
送路で結び、伝送路に時分割多重データからなるフレー
ムを送出し、高速伝送すべきデータとその他のデータと
を混在させて伝送するデータ転送方式において、高速伝
送すべきデータ専用の第１ビット群を常にブロックの最
前に置き、その他のデータ用の第２ビット群を複数に分
割して第１ビット群の後に時分割的に付加し、第１ビッ
ト群と第２ビット群の一部とを一つのブロックとして伝
送するデータ転送方式を提案するものである。

【００１９】換言すれば、全伝送局に共通のデータ専用
の第１ビット群を常にブロックの最も前に置き、その他
のデータ用の第２ビット群を複数に分割して第１ビット
群の後に時分割的に付加し、第１ビット群と前記第２ビ
ット群の一部とを一つのブロックとして伝送するデータ
転送方式を提案するものである。

【００２０】前記第１ビット群を固定長とし、その他の
データ用のビット群を可変長または固定長とすることが
できる。

【００２１】いずれの場合も、第１ビット群をカウント
する第１アドレスカウンタとその他のデータ用のビット
群をカウントする第２〜第Ｎアドレスカウンタとをそれ
ぞれ設け、第１アドレスカウンタのカウント終了後に第
２アドレスカウンタを起動させ、第２アドレスカウンタ
のカウント終了後に第３アドレスカウンタを起動させ、
以下、順次第Ｎアドレスカウンタまで起動させ、第１ア
ドレスカウンタの出力値を第１ビット群のためのアドレ
ス信号とし、第１アドレスカウンタと第２アドレスカウ
ンタとの出力値の和を第２ビット群のためのアドレス信
号とし、第１アドレスカウンタと第２アドレスカウンタ
と第３アドレスカウンタとの出力値の和を第３ビット群
のためのアドレス信号とし、以下、順次第Ｎまでのアド
レスカウンタまでの出力値の和をもって、その他のデー
タ用のビット群を操作するアドレス信号とするアドレス
発生方式を採用可能である。

【００２２】

【作用】本発明においては、従来の転送すべきファイル
を１フレーム単位としてデータを転送していた方式に代
え、１ファイルをＮビットからなるいくつかのブロック
に分割し、Ｎビットのブロックを単位としてデータを転
送する。前記ブロックは、モード交番データ等の重要な
情報群をｋビットとし、常にブロックの先頭として各回
必ず送り、残りのビット群は他の目的の情報群（Ｎ−ｋ
ビット）に割当て、必要な速度に応じて数回毎に１回送
るフォーマット形式とする。すなわち、重要な情報群は
、他の情報群と取り扱いを区別して、ループ伝送路上を
速い周期で巡回させ、そうでない情報群は、それぞれに
最適なより遅い周期で巡回させる。

【００２３】各伝送局は、ブロック単位でデータを書き
込みながら読み出しを行う。例えば、伝送局Ａは、次の
伝送局Ｂにデータを転送し、伝送局ＢはＡからのデータ
を書き込みながら隣の伝送局Ｃにデータを転送する。以
下、伝送局Ｄ→Ｅ→Ｆ→・・・→Ｎ→Ａという順に、ブ
ロック毎にデータを転送し一巡させる。

【００２４】したがって、伝送路上には、常にブロック
単位にデータが存在しており、ブロックの中にはモード
交番情報を含む高速に転送すべき情報群が含まれている
。これらの情報群を小刻みに繰り返し転送すると、高速
に転送すべき情報群はループ伝送路上を高速に巡回でき
る。そのため、指令側伝送局は重要な情報群を従来より
も非常に速い速度でモニタでき、指令側伝送局と受令側
伝送局間での情報交換の応答が速くなり、信頼性および
安全性の高いシステムの運転が可能となる。その周期は
、伝送局の伝送処理時間，ネットワークの伝送局数，情
報量，伝送速度に影響されない。

【００２５】

【実施例】図１は、指令側伝送局１００と受令側伝送局
１０２の間に受令側伝送局４００を介在させた列車情報
システムに本発明のデータ転送方式を適用した一実施例
の構成を示す系統図である。指令側伝送局１００と受令
側伝送局４００，１０２とには、複数の指令機器１１３
や受令機器１１４が接続され、各伝送局は伝送路１０１
を通して情報を交換する。

【００２６】図２は、ブロック化した情報の流れを説明
する図である。この場合、各ブロックは、ブロック先頭
にモード交番情報を含む高速転送用のデータ群を置き、
次にオン／オフ接点情報を置き、その後ろにサービス情
報を置いて３ワードとしてある。モード交番情報群は人
命に関わるブレーキ，ドアのクローズおよびロック等等
の状態の監視や指令に使用され、オン／オフ接点情報群
は照明や冷暖房等の制御指令および各機器からのステー
タス情報に使用され、サービス情報は客室内の情報表示
等に使用される。１ブロックが３ワードであるために、
先頭や末尾コードは２ワードのコード情報としたが、図
１１のように、１ビットのフラグで表しても支障はない
。また、受信時に１ワードまたは１ビット単位でエラー
を検出し処理すれば、伝送局のメモリ内に、図１１のよ
うに、フレームエラーチェックフラグを保持する必要が
なくなり、情報の拡張が容易になる。

【００２７】指令側伝送局１００は、図２のように、ブ
ロック毎に順次データを送信する。受令側伝送局４００
は、指令側伝送局１００から送信されてくるブロックデ
ータを受信する。受令側伝送局４００は、次のブロック
データを受信しながら、先に受信したブロックデータの
所定の場所に自局の情報を書き込み、隣の受令側伝送局
１０２に送信する。受令側伝送局１０２は、ブロックデ
ータを受信後、次のブロックデータを受信しながら、先
に受信したブロックデータの所定の場所に自局の情報を
書込み、指令側伝送局１００に送信する。

【００２８】この場合、モード交番情報は各ブロックの
先頭に配置してあるため、ネットワーク伝送路上を高速
に周回できる。指令側伝送局１００は、モード交番情報
を従来よりも速い速度でモニタでき、システム制御の安
全性が向上する。この例では、伝送路をループ状に構成
しているが、本発明はスター状，ツリー状，バス状に構
成した伝送路に対しても有効である。また、伝送路は有
線である必要はなく、無線であってもよい。さらに、従
来のモード交番データの伝送速度は、伝送局の伝送処理
時間，ネットワークの伝送局数，情報量，伝送速度等に
よって変化するが、本発明のデータ転送処理方式におい
ては、モード交番データは、前述の条件に左右されずに
、高速に転送される。

【００２９】このように、伝送局間ではブロック単位に
情報の授受が行われるが、伝送局内部ではこれらの情報
の参照，更新等の処理のために、情報を一時保持する必
要がある。図３は、伝送局内のメモリに先頭番地から情
報を順次格納する場合のメモリマップを示す図である。

【００３０】モード交番情報は、同一情報であるが、転
送されてくる順に書き込んでいくため、何度もメモリ内
に格納される。読み出しは、書き込んだ順に先頭番地か
ら実行すればよい。このような格納方式のメモリ素子と
しては、ＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ−ｉｎＦｉｒｓｔ−ｏｕ
ｔ）メモリが有効である。最近は、情報端末機器の普及
に伴い、画像用メモリなど高速，高機能のＦＩＦＯメモ
リが多品種供給されるようになったので、これらのメモ
リを使用し、回路を小型化できる。また、図３の情報群
はワード単位で区切ってあるが、実用上はワード単位に
固執する必要はない。

【００３１】次に、図４を参照して、各情報毎にメモリ
内に格納する実施例を説明する。このデータ転送処理方
式では、メモリ内に各種の情報を整理して格納し、メモ
リ容量を効率よく使用できる。ブロック毎に転送されて
くる情報をメモリ内に整理して格納する場合やメモリか
らブロック毎に送信する場合には、図４のメモリマップ
上のアドレスを図５のように任意に選択する必要がある
。

【００３２】図６は、その目的を達成するためのアドレ
ス発生回路の一例を示すブロック図である。先頭検出器
９０４は、先頭のコード情報９００が来ると、モード交
番情報カウンタ９０７とオン／オフ接点情報カウンタ９
０８とサービス情報カウンタ９０９とにロード信号９０
６を出力し、各カウンタに決められた値をプリセットす
る。一方、セレクタ９１５は、デコーダ９１６の制御に
より、各ブロックの１ワード目にアドレス９１２をメモ
リアドレス９０１として出力し、２ワード目にアドレス
９１３をメモリアドレス９０１として出力し、３ワード
目にアドレス９１４をメモリアドレス９０１として出力
する。ここで、第１演算器９１０は、モード交番情報カ
ウンタの出力９１２とオン／オフ接点情報カウンタ９０
８の出力とを加算している。第２演算器９１１は、演算
器１の出力９１３とサービス情報カウンタの９０９の出
力とを加算している。末尾検出器９０３は、末尾のコー
ド情報９００を検出すると、信号９０５を出力し、カウ
ンタ９０７，９０８，９０９を停止させる。

【００３３】このアドレス発生回路は、１ファイルの情
報量が増減しても各カウンタのプリセット値を変えるこ
とにより、柔軟に対処できる。また、モード交番情報，
オン／オフ接点情報，サービス情報は、本例ではそれぞ
れ１ワードとしているが、各カウンタのプリセット値を
変えれば、即座に任意のワード数に変更可能である。例
えば、モード交番情報の情報量は、システムによらず一
定であるので固定長とし、オン／オフ接点情報やサービ
ス情報は、システムにより情報量が異なるため固定長ま
たは可変長とすれば、システム毎に設計の変更を行う必
要がなく、各種システムについてハードウエアやソフト
ウエアを共通化できる。また、各カウンタの情報量はそ
の都度決定されるので、カウンタ自身が情報量を監視し
、規定の情報量をカウントした後に自己停止するように
すれば、メモリ上の末尾コードもその末尾検出器も不要
となる。このことは、回路の小型化や情報の拡張を容易
にする。

【００３４】最近の列車情報システムにおいては、汎用
端末機器の利用など座席を単位としたパーソナルな高レ
ベルの情報サービスが求められてきている。上記ブロッ
ク中にシリアル通信チャンネル用ビットを設けると、こ
の要求に応えることができる。図７は、シリアル通信と
ブロックとの関係を示す図である。この例では、シリア
ル通信チャンネルは、サービス情報群の中の１ワードの
うちの１４ビット目を送信用に、１２ビット目を受信用
ビットとした。例えば、シリアル通信で代表的なＲＳ−
２３２Ｃを利用し、データ７ビットで偶数パリティそし
て２ストップビットに設定した際、ブロック内に格納す
るタイミング（クロック：Ｔ２）は、ＲＳ−２３２Ｃの
１ビットの転送速度Ｔ１よりも十分早い周期で行う。一
例として転送速度が４．８ｋｂｐｓの場合、Ｔ１は２０
８．３μｓであるので、Ｔ２は少なくとも１／２以下の
周期で取り込む必要がある。このようにブロック内に取
り込んだシリアル通信チャンネルを用いれば、図８に示
す方法により、パソコン同士で通信できる。例えば、パ
ソコン１が特定のブロックＡのサービス情報内の１４ビ
ット目にデータを送信した場合、パソコン２は同ブロッ
クＡのサービス情報の１４ビット目のデータを受信する
ことにより、パソコン通信を行う。パソコン２からの送
信データは、ブロックＡのサービス情報内の１２ビット
目を通してパソコン１が受け取る。この種のパソコン通
信を実現するには、ブロックＡが伝送路上を高速に周回
することが必要である。例えば、転送速度が４．８ｋｂ
ｐｓのＲＳ−２３２Ｃで１／１６分周とした場合、約１
０ｋＨｚ以上の速度で周回しなければならない。周回速
度が遅いと、受信エラーやデータ誤りが起こり得る。そ
の場合は、ブロックの先頭のモード交番情報内にシリア
ル通信チャンネルを割り当てて対処する。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、時分割多重方式のネッ
トワークシステムにおいて、モード交番データなどの人
命に関わる重要な情報群と他の目的の情報群をブロック
単位に構成して転送する方式により、特に重要な情報群
は、伝送局の伝送処理時間，ネットワークの伝送局数，
情報量，伝送速度などの条件に影響されず、ネットワー
ク伝送路上を高速に周回できる。そのため、各伝送局か
らの情報交換の応答が速くなり、システムの制御の信頼
性および運転の安全性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】指令側伝送局１００と受令側伝送局１０２の間
に受令側伝送局４００を介在させた列車情報システムに
本発明のデータ転送方式を適用した一実施例の構成を示
す系統図である。

【図２】ブロック化した情報の流れを説明する図である
。

【図３】伝送局内のメモリに先頭番地から情報を順次格
納する場合のメモリマップを示す図である。

【図４】データ転送フォーマットの一例を示す図である
。

【図５】１ファイルをブロック化する様式の一例を示す
図である。

【図６】アドレス発生回路の一例を示すブロック図であ
る。

【図７】シリアル通信とブロックとの関係を示す図であ
る。

【図８】本発明によるシリアル通信の概念を示す図でる
。

【図９】従来の列車情報システムの構成の一例を示すブ
ロック図である。

【図１０】図９の列車情報システムの動作を説明するタ
イムチャートである。

【図１１】１フレーム中に含まれるモード交番データの
関係の一例を示す図である。

【符号の説明】

１００　　指令側伝送局 １０１　　データ伝送路 １０２　　受令側伝送局 １０３　　モード反転部 １０４　　モード制御部 １０５，１０９　　送信部 １０６，１０７　　受信部 １０８　　モード交番検出部 １１０　　指令信号 １１１　　モード反転部入力波形 １１２　　受令信号 １１３　　指令機器 １１４　　受令機器 １１５　　モード反転部出力波形 ３１，３２　　１フレームのデータ群 ３０１，３１１　　先頭フラグ ３０３，３１３　　モード交番データビット３０５，３
１５　　フレームエラーチェックフラグ３０６，３１６
　　末尾フラグ ３０２，３１２，３０４，３１４　　制御情報，サービ
ス情報，３０３，３１３以外のモード交番データ４００
　　受令側伝送局 ９００　　コード情報 ９０２　　書き込みクロック ９０３　　末尾検出器 ９０４　　先頭検出器 ９０７　　モード交番情報カウンタ ９０８　　オン，オフ接点情報カウンタ９０９　　サー
ビス情報カウンタ ９１０　　演算器１ ９１１　　演算器２ ９１５　　セレクタ ９１６　　デコーダ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　所定の指令を発する指令側伝送局と前
   記指令を受け取る受令側伝送局とを含む複数の伝送局を
   伝送路で結び、当該伝送路に時分割多重データからなる
   フレームを送出し、高速伝送すべきデータとその他のデ
   ータとを混在させて伝送するデータ転送方式において、
   前記高速伝送すべきデータ専用の第１ビット群を常にブ
   ロックの最前に置き、前記その他のデータ用の第２ビッ
   ト群を複数に分割して前記第１ビット群の後に時分割的
   に付加し、前記第１ビット群と前記第２ビット群の一部
   とを一つのブロックとして伝送することを特徴とするデ
   ータ転送方式。
2. 【請求項２】　　所定の指令を発する指令側伝送局と前
   記指令を受け取る受令側伝送局とを含む複数の伝送局を
   伝送路で結び、当該伝送路に時分割多重データからなる
   フレームを送出し、複数のデータを伝送するデータ転送
   方式において、前記全伝送局に共通のデータ専用の第１
   ビット群を常にブロックの最も前に置き、前記その他の
   データ用の第２ビット群を複数に分割して前記第１ビッ
   ト群の後に時分割的に付加し、前記第１ビット群と前記
   第２ビット群の一部とを一つのブロックとして伝送する
   ことを特徴とするデータ転送方式。
3. 【請求項３】　　請求項１または２に記載のデータ転送
   方式において、前記第１ビット群を固定長とし、前記そ
   の他のデータ用のビット群を可変長または固定長とする
   ことを特徴とするデータ転送方式。
4. 【請求項４】　　請求項１ないし３のいずれか一項に記
   載のデータ転送方式において、前記第１ビット群をカウ
   ントする第１アドレスカウンタと前記その他のデータ用
   のビット群をカウントする第２〜第Ｎアドレスカウンタ
   とをそれぞれ設け、前記第１アドレスカウンタのカウン
   ト終了後に第２アドレスカウンタを起動させ、前記第２
   アドレスカウンタのカウント終了後に第３アドレスカウ
   ンタを起動させ、以下、順次第Ｎアドレスカウンタまで
   起動させ、第１アドレスカウンタの出力値を第１ビット
   群のためのアドレス信号とし、第１アドレスカウンタと
   第２アドレスカウンタとの出力値の和を第２ビット群の
   ためのアドレス信号とし、第１アドレスカウンタと第２
   アドレスカウンタと第３アドレスカウンタとの出力値の
   和を第３ビット群のためのアドレス信号とし、以下、順
   次第Ｎまでのアドレスカウンタまでの出力値の和をもっ
   て、前記その他のデータ用のビット群を操作するアドレ
   ス信号とすることを特徴とするデータ転送方式。